計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)項目一基礎(chǔ)知識

1、項目一 計 算 機 通 信1.1 問題情境如何連接計算機進行通信1.2 問題分析1.3 任務(wù)設(shè)計與實施1.4 知識總結(jié)1.5 應(yīng)用實踐11.1 問題情境如何連接計算機進行通信小王是某公司的網(wǎng)絡(luò)管理員，公司經(jīng)理要求小王在公司內(nèi)部組建計算機網(wǎng)絡(luò)：財務(wù)部辦公室有2臺計算機，技術(shù)部辦公室有3臺計算機，工程部辦公室有5臺計算機。如何將各部門的計算機連接起來？又通過什么介質(zhì)和設(shè)備來實現(xiàn)？21.2 問 題 分 析根據(jù)辦公室計算機的不同數(shù)量，我們應(yīng)該制定不同的方案，選擇不同的拓撲結(jié)構(gòu)和連接方式。本項目需要解決以下問題：(1) 辦公室2臺計算機之間的通信問題。(2) 辦公室3臺計算機之間的通信問題。(3) 辦公

2、室多臺計算機之間的通信問題。31.3 任務(wù)設(shè)計與實施1.3.1 辦公室兩臺計算機直接相連1拓撲結(jié)構(gòu)2臺計算機直接相連的拓撲結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。4圖1-1 兩臺計算機直接相連拓撲圖52設(shè)備與器件(1) 剝線鉗、工具刀各1把。(2) 5類或6類雙絞線10m。(3) 水晶頭2個。(4) 網(wǎng)卡2個。(5) 測試臺或測線儀1臺(個)。(6) 計算機2臺。3相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)雙絞線的制作遵守EIA/TIA 568國際標(biāo)準(zhǔn)。64實施步驟1) 網(wǎng)卡的安裝(1) 網(wǎng)卡硬件的安裝。步驟1：確認機箱電源狀態(tài)，打開機箱，找到安裝網(wǎng)卡的PCI插槽，如圖1-2所示。步驟2：將網(wǎng)卡插入機箱的某個空閑的PCI槽中，然后把機箱蓋合上，如

3、圖1-3所示。7圖1-2 主板上用于安裝網(wǎng)卡的PCI插槽8圖1-3 PCI網(wǎng)卡安裝9(2) 網(wǎng)卡驅(qū)動程序的快速安裝。步驟1：打開機箱電源，系統(tǒng)啟動Windows XP，屏幕上會出現(xiàn)類似如下的提示：“Windows XP發(fā)現(xiàn)了新的硬件”。系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了新硬件并提示安裝，如圖1-4所示。這是Windows XP的即插即用功能在起作用，把隨網(wǎng)卡自帶的驅(qū)動盤插入機器的光驅(qū)中即可。步驟2：在彈出硬件更新向?qū)е羞x擇“自動安裝軟件(推薦)”，點擊“下一步”按鈕。如圖1-5所示，等待向?qū)阉鞯剿x硬件。10圖1-4 運行“硬件更新向?qū)А?1圖1-5 向?qū)阉饔布?2步驟3：系統(tǒng)會自動到光驅(qū)中去尋找相應(yīng)的文件，并把

4、它們拷貝到硬盤中特定的目錄下，至此網(wǎng)卡驅(qū)動安裝完畢，如圖1-6所示。步驟4：在“控制面板”窗口中，用鼠標(biāo)雙擊“系統(tǒng)”圖標(biāo)，進入“系統(tǒng)屬性”窗口，打開“硬件”選項卡，單擊“設(shè)備管理器”按鈕，即可在設(shè)備管理器中查看硬件狀態(tài)，如圖1-7所示。13圖1-6 完成硬件的添加14圖1-7 在設(shè)備管理器中查看硬件狀態(tài)15步驟5：進入設(shè)備管理器中，參照圖1-8顯示的選項卡內(nèi)容，可以看到網(wǎng)卡已經(jīng)安裝好了。選擇網(wǎng)卡，點擊鼠標(biāo)右鍵并選擇“屬性”，就可以看到網(wǎng)卡的安裝信息。步驟6：點擊“高級”選項卡就可以看到網(wǎng)卡的配置信息，如圖1-9所示。在此可以對網(wǎng)卡進行相關(guān)的設(shè)置。16圖1-8 查看網(wǎng)卡的工作狀態(tài)17圖1-9 對

5、網(wǎng)卡進行高級配置18步驟7：點擊“資源”選項卡就可以看到網(wǎng)卡資源的相關(guān)信息。圖1-10所示為查看網(wǎng)卡是否和其他設(shè)備產(chǎn)生沖突。步驟8：通過網(wǎng)絡(luò)鄰居進入到本地連接，點擊鼠標(biāo)右鍵選擇“屬性”，如圖1-11所示，選擇“Internet協(xié)議(TCP/IP)”后，再點擊“屬性”按鈕。步驟9：進入到TCP/IP設(shè)置頁面中，可以選擇自動獲取IP，也可以選擇手動輸入IP，如圖1-12所示。19圖1-10 查看網(wǎng)卡與其他設(shè)備是否沖突20圖1-11 查看本地連接屬性21圖1-12 手動設(shè)置IP地址222) 交叉雙絞線的制作雙絞線一端采用EIA/TIA 568A標(biāo)準(zhǔn)線序，另一端采用EIA/TIA 568B標(biāo)準(zhǔn)線序，制

6、作交叉雙絞線，完成測試任務(wù)。步驟1：用斜口鉗剪下所需要的雙絞線，長度范圍為0.6100 m，再用剝線器將雙絞線的外皮除去23 cm。一些雙絞線電纜內(nèi)部有一條柔軟的尼龍繩，如果在剝除雙絞線的外皮時裸露出的電纜部分太短而不利于制作RJ-45接頭，則可以緊握雙絞線外皮，再捏住尼龍線向外皮的下方剝開，就可以得到較長的裸露線，如圖1-13所示。剝線完成后的雙絞線電纜如圖1-14所示。23圖1-13 剝線 24圖1-14 剝掉絕緣層的雙絞線 25步驟2：將裸露的雙絞線中的橙色對線撥向上方，棕色對線撥向下方，綠色對線剝向左方，藍色對線剝向右方，如圖1-15所示。步驟3：將綠色線對與藍色線對放在中間位置，而橙

7、色線對與棕色線對保持不動，即放在靠外的位置，如圖1-16所示。 26圖1-15 撥線27圖1-16 將線對按色排列28步驟4：小心地剝開每一線對，遵循EIA/TIA 568B的標(biāo)準(zhǔn)來制作接頭，如圖1-17所示。需要特別注意的是，綠色線對應(yīng)該跨越藍色線對。此時最容易出錯的地方就是將白綠線與綠線相鄰放在一起，這樣會造成串?dāng)_，降低傳輸效率。圖1-18中線對從左向右為：白橙/橙/白綠/藍/白藍/綠/白棕/棕，常見的錯誤接法是將綠色線放到第4只腳的位置。29圖1-17 分開線對并按色排列線序 30圖1-18 常見的錯誤接法 31步驟5：將裸露出的雙絞線用剪刀或斜口鉗剪下只剩約14 mm的長度(之所以留下

8、這個長度是為了符合EIA/TIA的標(biāo)準(zhǔn)，可以參考有關(guān)RJ-45接頭和雙絞線制作標(biāo)準(zhǔn)的介紹)，再將雙絞線的每一根線依序插入RJ-45接頭的引腳內(nèi)，第1只引腳內(nèi)應(yīng)該放入白橙色的線，依次類推，如圖1-19所示。32圖1-19 將線插入水晶頭內(nèi)33步驟6：確定雙絞線的每根線已經(jīng)正確放置之后，用RJ-45壓線鉗壓接RJ-45接頭。步驟7：重復(fù)步驟1步驟6，再制作另一端的RJ-45接頭。另一端RJ-45接頭的引腳線序需要調(diào)換1-3、2-6兩對線。步驟8：用測線儀進行測試，如圖1-20所示。34圖1-20 使用測線儀進行測試351.3.2 辦公室三臺計算機直接相連1拓撲結(jié)構(gòu)三臺計算機直接相連的拓撲結(jié)構(gòu)如圖1

9、-21所示。36圖1-21 三臺計算機直接連接拓撲圖372設(shè)備與器件(1) 剝線鉗、工具刀各1把。(2) 5類或6類雙絞線10 m共3條。(3) 水晶頭3組，每組2個。(4) 網(wǎng)卡6個。(5) 測試臺或測線儀1臺(個)。(6) 計算機3臺。3相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)雙絞線的制作遵守EIA/TIA 568國際標(biāo)準(zhǔn)。4實施步驟實施步驟同1.3.1節(jié)。381.3.3 辦公室多臺計算機互連1拓撲結(jié)構(gòu)多臺計算機互連的拓撲結(jié)構(gòu)如圖1-22所示。39圖1-22 多臺計算機互連拓撲圖402設(shè)備與器件(1) 剝線鉗、工具刀各1把。(2) 5類或6類雙絞線10 m，共N條。(3) 水晶頭N組，每組2個。(4) 網(wǎng)卡N個。(5)

10、測試臺或測線儀1臺(個)。(6) 交換機或集線器。3相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)雙絞線的制作遵守EIA/TIA 568國際標(biāo)準(zhǔn)。414實施步驟網(wǎng)卡的安裝步驟同1.3.1節(jié)。直通雙絞線的制作采用EIA/TIA 568B標(biāo)準(zhǔn)線序。因為計算機與交換機之間是直接對接，故兩端均采用EIA/TIA 568B標(biāo)準(zhǔn)線序制作雙絞線，使用測線儀測試結(jié)果如圖1-23所示。42圖1-23 使用測線儀進行測試431.3.4 任務(wù)總結(jié)首先，可以真正實現(xiàn)雙機互連。通過這種方法實現(xiàn)的互連可以具備局域網(wǎng)的功能，而不僅僅是互相傳遞文件，在使用方法上也和局域網(wǎng)的操作一樣，可以很快上手，方便了用戶。其次，速度比較快，比起使用電纜或者Modem實現(xiàn)的雙機

11、互連，這種方式傳遞數(shù)據(jù)的速度要快得多。再者，從投資上說，采用這種方式的投資比較大，但是考慮到今后的擴展，這些投資是可以保留的。441.4 知 識 總 結(jié)1.4.1 計算機網(wǎng)絡(luò)概述1計算機網(wǎng)絡(luò)及其發(fā)展所謂計算機網(wǎng)絡(luò)就是將分布在不同地理位置上具有獨立工作能力的計算機、終端及其附屬設(shè)備用通信設(shè)備和通信線路連接起來，并配置網(wǎng)絡(luò)軟件，以實現(xiàn)計算機資源共享的系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡(luò)的演變經(jīng)過了以PSTN為主干網(wǎng)的主機互連、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)(局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)連接起來的網(wǎng)絡(luò))和因特網(wǎng)(Internet)四個過程，如圖1-24所示。45圖1-24 計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程462計算機網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)一般是按網(wǎng)絡(luò)分布距離來分類

12、，如表1-1所示。47483計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是指在計算機網(wǎng)絡(luò)中指定設(shè)備和線路的安排或布局。如圖1-25所示為幾種計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，有總線型、星型、環(huán)型、網(wǎng)狀型、樹型、混合型。49圖1-25 計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)501.4.2 數(shù)據(jù)通信常用的數(shù)據(jù)通信的技術(shù)指標(biāo)有以下幾種：(1) 比特(bit)率S指單位時間內(nèi)所傳送的二進位序列的位(bit)數(shù)，是度量通信系統(tǒng)每秒傳送的信息量。用每秒比特數(shù)(b/s)表示。常用的單位換算關(guān)系式如下：1Kb/s=1024b/s；1Mb/s=1024Kb/s；1Gb/s=1024Mb/s511.4.3 傳輸介質(zhì)1雙絞線雙絞線分為非屏蔽式和屏蔽式兩種。

13、非屏蔽式雙絞線(UTP)通過對絞來減少或消除電纜相互間的電磁干擾，分為3類、4類、5類、6類等型號，帶寬分別為16MHz、20MHz、100MHz和1000MHz，常用作局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)，長度為100m。它具有成本低、易彎曲、易安裝、適于結(jié)構(gòu)化布線等優(yōu)點，因此，在一般的局域網(wǎng)建設(shè)中被普遍采用，但它也存在傳輸時有信息輻射、容易被竊聽的缺點。圖1-26展示的便是一根5類非屏蔽雙絞線，圖1-27和圖1-28是非屏蔽雙絞線連接器RJ-45水晶頭和信息模塊。52圖1-26 5類非屏蔽雙絞線(UTP)電纜53圖1-27 RJ-45水晶頭 54 圖1-28 RJ-45信息模塊 55屏蔽式雙絞線(STP)通過屏

14、蔽層減少電纜相互間的電磁干擾。圖1-29展示的就是屏蔽雙絞線(STP)電纜的基本結(jié)構(gòu)。屏蔽式雙絞線有3類和5類兩種型號，帶寬分別為16MHz和100MHz，常用于對輻射要求嚴格的場合。它具有抗電磁干擾能力強、傳輸質(zhì)量高等優(yōu)點，但它也存在接地要求高、安裝復(fù)雜、成本高的缺點。因此，屏蔽式雙絞線的實際應(yīng)用場合并不普遍。屏蔽式雙絞線的連接器采用屏蔽RJ-45信息模塊，如圖1-30所示。56圖1-29 屏蔽雙絞線(STP)電纜 57 圖1-30 屏蔽RJ-45信息模塊 582同軸電纜同軸電纜有兩種基本類型：基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜，它們的線間特性阻抗分別為50和75。 寬帶同軸電纜可用于頻分多路復(fù)用模

15、擬信號的傳輸，也可用于數(shù)字信號的傳輸，且較基帶同軸電纜傳輸速率高，距離遠(幾十千米)，但成本也高。 基帶同軸電纜一般只用來傳輸基帶信號，因此較寬帶同軸電纜經(jīng)濟，適合距離較短、速度要求較低的局域網(wǎng)。基帶同軸電纜又分為細纜(見圖1-31和圖1-32)和粗纜(見圖1-33和圖1-34)。細、粗纜基本線段最長要求分別為200m和500m，信息傳輸距離最遠分別為1000m和2500 m。59圖1-31 細同軸電纜及BNC頭實物圖60圖1-32 細纜BNC連接器及T型接頭61圖1-33 粗同軸電纜實物圖62圖1-34 粗纜AUI連接器及收發(fā)電纜633光纜光纜的中心部分有一根或多根光導(dǎo)纖維(簡稱光纖)，通過

16、從激光器或發(fā)光二極管發(fā)出的光波穿過中心纖維進行數(shù)據(jù)傳輸。在光纖外面有一層玻璃，稱之為包層。在包層外面有一層塑料網(wǎng)狀的Kevlar(一種高級的聚合纖維)，用來保護內(nèi)部的中心線，最外一層的塑料封套覆蓋在網(wǎng)狀屏蔽物上，如圖1-35所示。64圖1-35 光纜構(gòu)造及剖面圖65光纜的特性如下：(1) 吞吐量：光纜可以以10GB/s以上的速度可靠地傳輸數(shù)據(jù)。與電脈沖通過銅線不同，光實際上不會遇到阻抗，因此能以比電脈沖更快的速度可靠傳輸。實際上，純的玻璃纖維束每秒可接收高達1億個激光脈沖。它的高吞吐量能力也使它適用于擁有大量通信業(yè)務(wù)量的情形，如電視或電話會議。(2) 連接器：光纜可以使用許多不同類型的連接器。

17、(3) 抗噪性：光纜的抗噪性很強。(4) 尺寸和可擴展性：由光纜組成的網(wǎng)絡(luò)段能跨越1000m。整個網(wǎng)絡(luò)的長度根據(jù)所使用的光纜類型的不同而不同。66常見的無線傳輸介質(zhì)有以下幾種：(1) 無線電波。無線電波通信主要用在廣播通信中，因此不做詳細介紹。(2) 紅外傳輸。紅外網(wǎng)絡(luò)使用紅外線通過空氣傳輸數(shù)據(jù)，就好像電視遙控器發(fā)送穿過房間的信號一樣。目前，紅外傳輸主要用于在同一房間中的設(shè)備間的通信。紅外傳輸在一個方向上的傳輸速率為16Mb/s，多個方向上不超過1Mb/s。(3) 衛(wèi)星通信。衛(wèi)星通信是利用靜止的地球與同步衛(wèi)星作為中繼站的通信系統(tǒng)。地面系統(tǒng)通常采用定向拋物天線。衛(wèi)星通信系統(tǒng)通信容量大，傳輸距離遠

18、，覆蓋范圍廣，特別適用于全球通信、電視廣播和地理環(huán)境惡劣的地區(qū)。671.4.4 網(wǎng)卡網(wǎng)卡又稱網(wǎng)絡(luò)適配器或網(wǎng)絡(luò)接口卡。通過網(wǎng)卡，計算機就可以相互連接、相互通信。網(wǎng)卡的主要功能是處理計算機發(fā)往網(wǎng)線的數(shù)據(jù)，按照特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將數(shù)據(jù)分解成為適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包，然后發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上去。每塊網(wǎng)卡都有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址，它保存在網(wǎng)卡的ROM中。68目前市面上見到的低端網(wǎng)卡都是以太網(wǎng)網(wǎng)卡。按照傳輸速度，網(wǎng)卡可分為10Mb/s網(wǎng)卡、10/100Mb/s自適應(yīng)網(wǎng)卡以及1000Mb/s網(wǎng)卡。常用的是10/100Mb/s網(wǎng)卡和10/100Mb/s自適應(yīng)網(wǎng)卡兩種，10Mb/s網(wǎng)卡價格一般在50元以下，10/100Mb/s

19、自適應(yīng)網(wǎng)卡的價格一般在100元以下。雖然價格上相差不大，但10/100Mb/s自適應(yīng)網(wǎng)卡在各方面都要優(yōu)于10Mb/s網(wǎng)卡。1000Mb/s網(wǎng)卡主要用于高速服務(wù)器，很少用到，在此不多作介紹。按照主板上的總線類型，網(wǎng)卡可分為ISA、PCI等類型。ISA網(wǎng)卡又可分為8位網(wǎng)卡和16位網(wǎng)卡兩種。PCI網(wǎng)卡分為10Mb/s PCI網(wǎng)卡和10/100Mb/s PCI自適應(yīng)網(wǎng)卡兩種類型。69按其網(wǎng)線的接頭插口類型，網(wǎng)卡可分為RJ-45水晶頭接口、BNC細纜接口、AUI(收發(fā)器)接口以及集成了這幾種接口類型的2合1、3合1網(wǎng)卡。RJ-45接口是采用10Base-T雙絞線的網(wǎng)絡(luò)接口，如圖1-36所示。它的一端是計算機網(wǎng)卡的RJ-45接口，連接的另一端是集線器Hub上