第 4 章 局域网共享上网

第二章 组建局域网 , 硬件连接 , 协议配置 , 连通性测试 IP 地址的有效性 , 默认网关的内涵 ,DNS 的作用

及故障检测方法 第三章

把多个局域网互连 在实验室环境下 , 哪些电脑需要配路由 , 启动路

由 , 配路由条目 , 数目 , 如何检查 . 难点 : 必须所有的路由配置都对 . 双向互通才是

真正意义上的连通 .

回忆

在计算机网络中，有很多诸如机房、网吧、实验室、多媒体教室、小型分支机构等之类的网络（ SOHO 局域网），具有两个共同的特点：

（ 1 ）计算机数量 >>Internet 出口 ( 很多情况下只有一个出口）——〉要求多台计算机共享上网。

（ 2 ） ISP 分配的合法 IP 十分有限，意味着局域网内几乎所有设备不得不使用保留 IP （ ? ）。

—— 〉如何让局域网内的计算机同时上网？直接接一个交换机可以吗 ?

（共享上网）

问题的提出？

内容简介 4.1 Internet 接入 4.2 共享上网的两种模式 (**) 4.3 CCProxy 共享上网 (*) 4.4 RRAS 共享上网 (***) 4.5 Sygate 共享上网 4.6 路由器共享上网 4.7 上机练习

4.1 Internet 接入 接入技术要解决的问题是如何将用户连

接到各种网络上。 目前主要的接入技术有以下几种： 1. 光纤接入 2. 同轴接入 3. 铜线接入 4. 无线接入

1. 光纤接入 传输速率最高

主干网中已大量采用

宽带业务

目前的 CATV 网就是一种混合光纤同轴网络，主干部分采用光纤，用同轴电缆经分支器接入各家各户。

混合光纤 / 同轴（ HFC ）接入技术的一大优点是可以利用现有的 CATV 网，从而降低网络接入成本。

2. 同轴接入

3. 铜线接入 铜线接入是指以现有的铜线作为传输介

质，利用各种先进的调制技术、编码技术和数字信号处理技术来提高铜线的传输速率和传输距离。

但铜线的传输带宽毕竟有限 传输速率和传输距离一直是一对矛盾

4. 无线接入 无线接入可分为固定无线接入 (WLAN,WiMAX)和移动无线接入（ GPRS,CDMA1X—— 〉 3G）

优点有初期投入小、能迅速提供业务、不需要铺设线路。比较灵活，可以随时按照需要进行变更、扩容；抗灾难性比较强

缺点，性能不如有线方式、质量不稳定、受环境影响大，目前还难以提供高宽带的接入

最常用且最经济的接入技术

ADSL(非对称数字用户环路）

LAN （ Local Area Network）

4.1.1 ADSL接入 ADSL（ Asymmetrical Digital Subscriber Li

ne ，非对称数字用户环路）。 所谓非对称是指用户线的上行速率与下行速率

不同，上行速率低，下行速率高 特别适合传输多媒体信息业务，如视频点播。 ADSL在一对铜线上支持上行速率 512Kbit/s ～ 1Mbit/s，下行速率 1Mbit/s ～ 8Mbit/s，有效传输距离在 3～ 5km范围以内。

图 4-1 ADSL接入示意图

电话机

ADSL Modem分离器

PC

双绞线

接电话公司外线

4.1.2 LAN 接入 LAN 接入是利用以太网技术，采用光缆+双绞线的方式对社区进行综合布线。

具体方案： 从社区机房敷设光缆至住户单元楼楼内布线

采用五类双绞线敷设至用户家里，用户家里的计算机通过超五类跳线接入墙上的超五类模块。

图 4-3 LAN 接入示意图

1 2 3 4 5 6

7 8 9101112

AB

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

Ethernet

A

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

C

User1

Internet

UserN

Fibre

1 2 3 4 5 6

7 8 9101112

AB

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

Ethernet

A

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

C

User1 UserN

FibreFibre

Building2Building1

核心交换机

4.2 共享上网的两种模式 代理方式 (proxy)

网关方式（ gateway) 有人也称 NAT 方式

代理 代理 (Proxy) ，即代理网络用户去取得网络信息。它是网络信息的中转站。

代理服务器是介于浏览器和Web服务器之间，浏览器不是直接到Web服务器去取回网页而是向代理服务器发出请求，请求会先送到代理服务器，由代理服务器来取回浏览器所需要的信息并传送给你的浏览器。

Proxy Server （代理服务器）工作在应用层。

网关 网关的功能是根据目的 IP 地址以及路由表来决定数据包的转发。

局域网 PC 由于使用保留 IP 地址，因此需要该路由软件或设备具有网络地址转换（ NAT ）功能。

图 4-4 硬件网关方式

ISP/ Internet

Ethernet

PC PCPC 笔记本打印服务器

NAT具有拨号、 功能的路由器

图 4-5 代理和软件网关方式

ISP/ Internet

Ethernet

PC PCPC 笔记本

调制解调器

代理或网关服务器

打印服务器

思考 上述两个拓扑结构图有区别吗？

ISP/ Internet

Ethernet

PC PCPC 笔记本打印服务器

NAT具有拨号、 功能的路由器

ISP/ Internet

Ethernet

PC PCPC 笔记本

调制解调器

代理或网关服务器

打印服务器

4.2.1 代理技术分析 代理的工作原理是：当客户机向位于 Internet

上的目的地址发出请求后，代理服务器立即响应并且将这个请求发送到客户机请求的地址，当目的地址的计算机响应后，代理服务器又将该响应返回给客户机。

主机认为所有的 Internet请求都来自代理服务器，代理服务器后面的局域网 PC 对目的主机是完全透明的。

4.2.2 NAT 技术分析 NAT （ Network Address Translation ， RFC1

631 ），即网络地址转换 就是在内部专用网络中使用内部地址（不可路

由），而当内部节点要与外界网络发生联系时，就在边缘路由器或者防火墙处，将内部地址替换成全局地址——合法地址（可路由），从而在外部公共网上正常使用。

节省对全球合法地址使用的另一种技术。

NAT 的主要作用 NAT 的主要作用是节约地址空间。

NAT还具有简化配置，增加网络规划的灵活性以及负载均衡等特点。使用 NAT ，可以在规划地址时有更大的灵活性，从而简化内部网的设计。

另外，当两个有地址重叠的私有内部网要连接在一起时，可以使用 NAT来防止地址冲突，而避免逐个改变节点的地址这个繁杂的工作。

当内部节点共享一个 IP 地址时，在外部看来就是一台虚拟的主机。如果外部节点要与内部节点建立连接，那么边缘路由器会使用 TCP负载均衡的功能。

NAT 地址转换类型 静态转换：它在 NAT表中为每一个需要转换的内部地址创建了固定的转换条目，影射了惟一的全局地址。

动态转换：增加了网络管理的复杂性，但也提供了很大的灵活性。它将可用的全局地址地址集定义成 NAT池。

静态转换示意图

端口地址转换 也称 PAT ， Port Address Translation ，

是动态转换的一种变形。

它可以使多个内部节点共享一个全局 IP 地址，而使用源和目的的 TCP/UDP 的端口号来区分 NAT表中的转换条目及内部地址，这样，就更节省了地址空间。

PAT示意图

4.2.3 代理与网关的比较 -相同点 无论代理还是网关，对外界来说，无论有多少台 PC 机

上网，它们看到的都只有一个 IP ，这个 IP 就是代理或网关设备的外接口 IP

因此，如果一些站点限制来自同一 IP 的进程数量，将出现部分 PC 无法访问的问题，值得注意。

不同点 1. 原理上的区别

2. 配置上的区别

不同点（ cont.) 【指导】如果局域网共享上网采用代理方式，默认网关可有可无，也就是说，与默认网关无关。

图 4-8 代理设置

不同点（ cont.) 3. 软硬件的区别

代理和网关方式的软件实现在硬件以及网络结构上非常类似，有时使用的软件也相同，惟一的区别在软件的配置上。通常而言，都需要一台服务器，都要求与内网计算机可以互访，当然还必须能够访问到 Internet ，都要求安装代理或网关软件。

4. 连接上的区别 作为网关的路由模块，原则上须有两个接口分别与内外网相连

（ Sygate 可以单网卡工作）。 作为代理的服务器，首先保证有一个接口能够访问到 Internet ，

如果内部 PC 通过该接口就可以访问到代理服务器，则代理服务器只需要一个接口就可以了，否则，也至少需要两个接口。

不同点（ cont.) 5. 测试上的区别

如果没有安全控制，采用网关方式的内部 PC 可以和拥有合法 IP 的计算机一样ping 通 Internet 上的主机，因此，测试起来非常简单， ping 通了就配置成功了。

而代理方式，内部 PC 只能ping 通代理服务器，代理服务器之外的计算机是无法 ping 通的

6. 速度上的区别 代理服务器在硬盘上设有 Cache ，用于缓存用户浏览

的页面，在一定时间段内当有用户浏览相同页面时，将直接从 Cache 中读取。

不同点（ cont.) 8. 安全上的区别

代理和网关方式均在一定程度上提高了 SOHO 局域网的安全等级，但两者存在一定的差异。对 Internet来讲，代理后面的 PC 是完全透明的，而网关方式没有做到完全透明，只要知道了地址以及端口的映像关系，外网就可以访问到内网。因此，代理的安全等级比网关要高。

9. 管理上的区别 网关方式不需要用户安装任何客户端软件，浏览器或 Internet客

户端软件也不需要做特殊设置，只需设好默认网关。而代理相对复杂得多，不仅浏览器需要设置，对于像 Outlook 这样的 Internet客户端软件，还要安装和配置代理客户端，显然，如果局域网PC较多，则维护和培训的工作量会很大。

回忆、思考 共享上网的两种方式

代理 网关（ NAT)

内部使用什么地址就不需要上述方式？ 合法 IP 地址

以下方式属于哪种？

回忆、思考（续） 哪种方式，内部 PC 只能ping 通服务器

内网卡？ 代理

哪种方式，只需要做地址转换？转换目的地址？ 网关 应该转换源地址以及源端口（ PAT ）

回忆、思考（续） 哪种方式，服务器端要查看应用层数据？

联想：病毒过滤软件为什么速度慢？不适合集成到防火墙设备中。

代理 效率高低比较？

代理效率低，网关效率高，与应用无关。

回忆、思考（续） 哪种方式配置复杂？

代理 哪种方式，内网更安全？

代理 两种方式共同点？

对外表现都是一个 IP （外网卡 IP ）？ 对于以 IP 作为控制手段的系统来讲，效果

是一样的。

4.3 CCProxy 共享上网 代理软件很多，如Wingate 、 ISA 、 CCProx

y 等。 CCProxy 是一款国产软件， CCProxy 具有很

多实用、灵活的功能，可以满足一般用户的各种要求，能够实现局域网内共享异步Modem、ADSL、 ISDN 、卫星、蓝牙、专线以及二级代理等几乎所有的连接方式。

总体来说， CCProxy 可以完成两项大的功能：代理上网和权限管理。

1. 拨号上网代理 CCProxy 不仅可以支持专线上网方式，也支持拨号上网方式，如普通Modem拨号和 ADSL拨号等。为了实现自动拨号和断开，需要提前设置拨号列表、拨号用户名和拨号密码以及拨号空闲断开时间，如图 4-9所示。

2. 禁止某些协议 如想禁止客户机上网玩游戏或 OICQ聊天，就可以去掉 SOCKS/ MMS ，如图 4-10所示。

3. 权限管理 CCProxy 的“账号管理”可以将“验证类

型”设置为“用户 /密码”。按“新建”按钮，建立所有人员的用户和密码，这样，当上网时只有输入正确的用户名和密码才能登录网络，并可通过“设置” |“高级”|“日志”窗口，设置日志的保存位置和事件选项。以后查看日志，就可以清楚地看到某人在某时上了某网，如图 4-11和 4-12所示。

图 4-11 账号管理

图 4-12 设置账号

4.4 RRAS 共享上网 局域网 PC访问 Internet 时，通常需要

用到地址转换。之所以要进行地址转换，是因为保留 IP 无法在 Internet 上的路由器中传播，只有合法 IP 才可以。

内部保留 IP 、外部合法 IP ，是使用 NAT 最多的场合。内外部都是保留 IP ，是否需要地址转换呢？

RRAS 共享上网场景

C服务器

I nternet

A服务器

A2192. 168. 1. 10/24

B服务器

A1

B1 B2192. 168. 1. 20/24

C1

192.

168.

1.25

4/24

C2

Room1

Room2

1 2 3 4 5 6

7 8 9101112

AB

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

Ethernet

A

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

C

1 2 3 4 5 6

7 8 9101112

AB

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

Ethernet

A

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

C

1 2 3 4 5 6

7 8 9101112

AB

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

Ethernet

A

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

C

现有两个网络实验室 Room1和 Room2 ，分别有若干台计算机，要实现的功能是， Room1和 Room2 中的计算机都能够访问 Internet 。

首先，对于 Room1 中的计算机，其默认网关设置为服务器 A 内网卡 A1 接口的 IP 地址。

关键问题是服务器 A 、 B、 C 上的路由和 NAT该如何设置。

【思考 1】 Room1或 Room2 的地址空间是否可以规划为非保留地址段，即合法地址段，为什么？

【思考 2] 代理方式时，客户机的默认网关是否需要设置，为什么？

1. 配置路由 如果有主机要访问 Internet ，则 Internet请求数据包所经过的每一台路由器必须设置默认路由，因为 Internet由无数的网段组成，无法用指向某个具体网段的静态路由条目穷举所有的网段，只能设置一条默认路由，如4-14 所示。

因此，服务器 A 、 B、 C都必须设置默认路由。服务器 B的设置与 A完全一样，读者可自己分析。

需要强调的是，对于多网卡服务器来讲，每块网卡的默认网关最好不要设置，不设置的目的只是为了不引起路由配置上的混乱，而并非不能设置。

实际上，配置默认网关和添加一条缺省路由在效果上是一样的，如果确实需要默认路由，则按照图 4-14 所示的配置就可以了，这里面最关键的两个参数是接口和网关，不能配错。

2. 配置 NAT 2. 配置 NAT

（ 1 ）是否需要配置 NAT； （ 2 ）如何配置 NAT 。

一般情况下，内部保留 IP外部合法 IP 的情况下需要设置 NAT ，因为保留 IP 在 Internet 传输中不被路由器识别。

在上面的实验环境中，对于服务器 A 、 B来讲，内部和外部均为保留 IP ，是否设置 NAT取决于内网段 IP能否被上一级路由器识别，如果识别，则不需要设置 NAT ，如果不识别，则需要设置 NAT 。

（ 1 ）在左侧面板中右击网络地址转换（ NAT ）节点，然后选择新接口。

（ 2 ）选择内部网络接口，然后单击”确定“按钮。与 Room1相连的 A1 口为“本地连接”， A2 口为“本地连接 2”，如图 4-15 所示。

（ 3 ）在在网络地址转换属性对话框中，点击专用接口连接到专用网络选项，如图 4-16 所示。

（ 4 ）在左侧面板中右击网络地址转换（ NAT ）节点，然后选择新接口。

（ 5 ）选择外部网络接口。 （ 6 ）在网络地址转换属性对话框中，点击公用接口连

接到 Internet选项，如图 4-17 所示。选中转换 TCP/UDP头（推荐）。如果外部接口上仅绑定了一个 IP 地址，这是必须选择的。

图 4-15 设置 NAT 的内外接口

图 4-16 设置专用接口

图 4-17 设置公用接口

【思考】对于服务器 C来说，它必须有设置 NAT和默认路由，如果 A和 B上有 NAT ， C 上可以没有指向 Room1 以及 Room2 中计算机所在网段的路由；当 C 上有指向 Room1 以及 Room2 中计算机所在网段的路由时 A和 B上的 NAT 可以设也可以不设。

【指导】一般情况下，当外部路由器无指向内部网段的路由时，内部网段与外部网段的边缘路由设备上要启用 NAT ，也就是说，网络地址转换与合法地址或保留地址并没有直接关系，只能说 Internet访问时的内部保留 IP 地址与外部合法 IP 地址的 NAT转换是一个特例。

4.7 上机练习 实验 1 网关方式共享上网 实验环境：根据如图 4-25 所示的拓扑结

构进行合理搭建，当没有 Hub 或 Switch时，用交叉线直连 PC1和服务器的内网卡，此处用 A1标识。（ YY为计算机的编号）

图 4-25 网关方式共享上网

C服务器

I nternet

NAT服务器

A2192. 168. 1. YY/ 24

C119

2.16

8.1.

254/

24

Room1

PC1192. 168. YY. 1/ 24

A1192. 168. YY. 254/24

1 2 3 4 5 6

7 8 9101112

AB

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

Ethernet

A

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

C

1 2 3 4 5 6

7 8 9101112

AB

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

Ethernet

A

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

C

实验要求：让 PC1 通过 NAT服务器访问 Internet 。 实验指导： （ 1 ）确定双网卡服务器究竟哪一块网卡是内网卡，

哪一块网卡是外网卡。 （ 2 ）注意路由参数的配置，注意区分接口和网关，

内网接口和外网接口。 （ 3 ）注意 NAT 接口的选择。 （ 4 ）首先确认 PC1 上能ping 通 192.168.YY.254 。 （ 5 ）确认 NAT服务器上能访问www.sina.com.cn

。 （ 6 ）本实验环境与课堂演示环境的外网 IP 是不同的，学会变通。

实验 2 代理方式共享上网 实验环境：根据如图 4-26 所示的拓扑结

构进行合理搭建，当没有 Hub 或 Switch时，用交叉线直连 PC1和服务器的内网卡，此处用 A1标识。（ YY为计算机的编号）

图 4-26 代理方式共享上网

C服务器

I nternet

Proxy服务器

A2192. 168. 1. YY/ 24

C119

2.16

8.1.

254/

24

Room1

PC1192. 168. YY. 1/ 24

A1192. 168. YY. 254/24

1 2 3 4 5 6

7 8 9101112

AB

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

Ethernet

A

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

C

1 2 3 4 5 6

7 8 9101112

AB

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

Ethernet

A

12x

6x

8x

2x

9x

3x

10x

4x

11x

5x

7x

1x

C

实验要求：让 PC1 通过代理服务器访问 Internet 。 实验指导： （ 1 ）确定双网卡服务器究竟哪一块网卡是内网卡，

哪一块网卡是外网卡？ （ 2 ）首先确认 PC1 上能ping 通 192.168.YY.254 。 （ 3 ）确认 NAT服务器上能访问www.sina.com.cn

。 （ 4 ）本实验环境与课堂演示环境的外网 IP 是不同的，注意变通。

此种方式中注意将 RRAS停掉。 PC1 不设置默认网关是否可行？ PC1能否ping 通外网？