校本教材《網(wǎng)絡技術(shù)基礎》

1、校本教材網(wǎng)絡技術(shù)基礎第2章局域網(wǎng)基礎局域網(wǎng)是一種在小范圍內(nèi)實現(xiàn)資源共享和信息傳輸?shù)挠嬎銠C網(wǎng)絡，具有多種優(yōu)點。局域 網(wǎng)可實現(xiàn)共享光驅(qū)、打印機、系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)庫資源，它通常建立在計算機較集中的政府部 門、學校、研究所、大中小型企業(yè)和服務型單位內(nèi)。本章以Windows XP Professional為平臺介紹安裝建立對等網(wǎng)的軟硬件環(huán)境的方法及其 設置。本章主要內(nèi)容局域網(wǎng)的概念。網(wǎng)絡硬件設備及其選型。對等網(wǎng)知識。IP地址基礎知識。網(wǎng)絡資源共享的設置和訪問。能力培養(yǎng)目標掌握網(wǎng)線的制作和組建對等網(wǎng)的方法。2.1任務導入及問題的提出2.1.1任務導入任務1雙絞線的制作和檢測要求能制作直通和交叉的雙絞線，并檢

2、測是否制作成功。任務2網(wǎng)卡的安裝及設備的連接要求安裝網(wǎng)卡及其驅(qū)動程序，并使用雙絞線連接設備。任務3設置計算機網(wǎng)絡屬性要求安裝網(wǎng)絡組件，設置網(wǎng)絡標識及配置IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等。任務4網(wǎng)絡資源共享要求設置訪問控制及文件共享。2.1.2問題與思考（1）局域網(wǎng)有何特點？（2）局域網(wǎng)常用硬件設備有哪些?（3）網(wǎng)絡中為何要采用IP地址？（4）對等網(wǎng)如何組建？2.2知識點2.2.1局域網(wǎng)概述顧名思義，局域網(wǎng)（Local Area Networks，簡稱LAN）是指在相對狹小的局部地域范圍 內(nèi)，為實現(xiàn)資源共享和信息傳輸而組建的計算機網(wǎng)絡。這里所謂的“狹小”，其實只是一個相對的概念。大到擁有幾百臺上千臺計

3、算機的公司 或?qū)W校，小到擁有二三臺計算機的家庭。因此我們也可以這樣理解：相互連接的計算機相對 集中于某一區(qū)域，而且這些計算機都屬于同一個單位或部門管轄，這樣組建而成的計算機網(wǎng) 絡就可以稱為局域網(wǎng)。局域網(wǎng)主要特點如下：分布范圍小，覆蓋幾公里的地理范圍。為一個單位所擁有，地理范圍和站點數(shù)目均有 限。傳輸速率高，一般使用的5類雙絞線傳輸速率為100Mbps。傳輸誤碼率很低。組網(wǎng)便利，成本低，維護方便。2.2.2局域網(wǎng)常用硬件設備介紹組建局域網(wǎng)，需要根據(jù)實際情況選擇各種硬件設備。下面介紹幾種常見的局域網(wǎng)硬件設 備。傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡的信息是需要經(jīng)過某些介質(zhì)才能傳輸?shù)?，就好像電需要?jīng)電線傳輸，電報需要電波 傳

4、輸一樣。網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)兩種。常用的有線介質(zhì)主要有雙絞線和 光纖；無線介質(zhì)主要有微波和紅外線。（1）雙絞線電纜及連接器雙絞線的結(jié)構(gòu)雙絞線電纜由兩股彼此絕緣.而又擰在一起的導線組成，如圖2-1所示。雙絞線的目的 是為了抵消電纜中由于電流流動而產(chǎn)生電磁場的干擾，對絞的兩條線，扭絞的次數(shù)越多，抗 干擾的能力越強。為了提高雙絞線的抗干擾能力，還可在雙絞線的外殼上加一層金屬屏蔽護 套，因此它可分為無屏蔽雙絞線電纜UTP和屏蔽雙絞線電纜STP兩種。屏蔽雙絞線電纜比無 屏蔽雙絞線電繩傳輸可靠.串音減少，具有更高的數(shù)據(jù)傳輸率，距離更遠。圖2-1雙絞線雙絞線連接器雙絞線連接器通常被稱為RJ插

5、頭，可用于雙絞線電纜和網(wǎng)卡或其他設備如集線器、調(diào) 制解調(diào)器、電話等連接。根據(jù)雙絞線電纜的類型，RJ插頭也有不同的規(guī)格，常見的是用于 電話的RJ-11型插頭（4線）以及RJ-45型插頭（8線），如圖2-2所示。圖2-2 RJ-45插頭無屏蔽雙絞線類型無屏蔽雙絞線根據(jù)傳輸特性可以分為以下類型，如表2-1所示。表2-1非屏蔽雙絞線類型類型導線對數(shù)傳輸率應用特性第1類2話音級用于電話場合，但不適合數(shù)據(jù)傳輸（雖然也可以 用于短距離場合）第2類24Mbps可以用于數(shù)據(jù)通信，但實際很少使用；568-A標準 中沒有此種類型第3類410 Mbps用于10BASE T網(wǎng)絡及語音通信第4類416 Mbps用于語音傳

6、輸和IBM令牌環(huán)網(wǎng)第5類4100 Mbps用于語音傳輸和以太網(wǎng)100BASE X網(wǎng)絡超5類41000 Mbps滿足大多數(shù)應用需要，尤其支持千兆以太網(wǎng) 1000BASET第6類41000 Mbps支持千兆以太網(wǎng)1000BASET注：6類的最高帶寬可達350MHz，有效帶寬是200MHz，同時采用一個8端口模塊化插 座和插頭，可以傳輸語音、數(shù)據(jù)和視頻，足以應付高速和多媒體網(wǎng)絡的需要。7類的最高帶 寬是600MHz，有效帶寬是450MHz，采用屏蔽雙絞線電纜?，F(xiàn)有的超5類線（CATE5）不能支持10GbaseT，6類線（CAT6）也有37m的距離限制且 無法保證信號傳輸質(zhì)量，但增強型6類線（AC6）

7、可在100m的距離內(nèi)實現(xiàn)高速信號傳輸。7 類線纜技術(shù)提供高達600MHz的帶寬，這是所有類型的銅線纜中最高的帶寬，可用于萬兆以 太網(wǎng)等新技術(shù)的早期采用者或電磁干擾的公司。RJ-45接頭及跳線RJ-45接頭及跳線遵從T568A或T568B公約，如表2-2所示。表2-2 T568A或T568B連接方法12345678T568A白綠綠色白一橙藍色白一藍橙色白一棕棕色T568B白一橙橙色白綠藍色白一藍綠色白一棕棕色（2）同軸電纜及連接器同軸電纜曾經(jīng)是以太網(wǎng)絡中最流行的網(wǎng)絡連接線，但是隨著網(wǎng)絡的發(fā)展，雙絞線已經(jīng)取 代同軸電纜成為最流行的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡連接線。同軸電纜由一根粗銅導線或多股細線組成的內(nèi)導體裹一

8、層絕緣保護材料，加上外面用圓 形銅泊或細鋼絲網(wǎng)構(gòu)成的外導體組成，如圖2-3所示。外導體起屏蔽作用，屏蔽層與內(nèi)導線 之間有一層厚實的絕緣材料用作隔離，整個電纜外面覆一層絕緣防護皮，外徑為1025毫 米。BNC連接器用于同軸電纜與其他設備連接，是一系列不同的連接器的統(tǒng)稱。這些連接 器用于不同的連接部位和目的，包括BNC電纜連接器（如圖2-4所示）、BNC T型連接器 （如圖2-5所示）以及BNC終結(jié)器（圖2-6所示）。圖2-3同軸電纜圖2-4 BNC電纜連接器圖2-5 T型連接器圖2-6終結(jié)器光纖光纖的結(jié)構(gòu)和同軸電纜很類似，它是中心為一根由玻璃或透明塑料制成的光導纖維，周 圍包裹著保護材抖，根據(jù)需

9、要還可以多根光纖合并在一根光纜里面，如圖2-7所示。根據(jù)光 信號發(fā)生方式的不同.光纖可分為單模光纖和多模光纖。圖2-7光纖光纖最大的特點就是傳導的是光信號，不受外界電磁信號的干擾，且信號的衰減速度很 慢，所以信號的傳輸距離比以上傳送電信號的各種網(wǎng)線要遠得多，特別適用于電磁環(huán)境惡劣 的地方。由于光纖的光學反射特性，一根光纖內(nèi)部可以同時傳送多路信號，所以光纖的傳輸 速度可以非常的高，目前IGbps、1000Mbps的光纖網(wǎng)絡已經(jīng)成為主流高速網(wǎng)絡，理論上光 纖網(wǎng)絡最高可達到50000Gbps(50Tbps)的速度.光纖網(wǎng)絡需要把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C的電信號，因此在接頭上更加復雜。除了需具有連 接光導纖

10、維的多種類型接頭，如SMa、SC、ST、FC光纖接頭。此外，還需要專用的光纖轉(zhuǎn) 發(fā)器等設備，負責把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C電信號，并且把光信號繼續(xù)向其他網(wǎng)絡設備發(fā)送。光纖是前景非常看好的網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)。但由于目前價格昂貴，因此中小型的辦公用局域 網(wǎng)沒有必要選它。目前，光纖的主要應用是在大中型的局域網(wǎng)中用作主干線路。但隨著成本 的降低，在不遠的未來，光纖將會應用到樓、到戶，甚至會延伸到桌面，給我們帶來全新的 網(wǎng)絡高速體驗。微波無線電微波在數(shù)據(jù)通信中占有重要地位。微波的頻率范圍為300MHz300GHz，但主 要是使用(240)GHz的頻率范圍。由于微波在空間主要是直線傳播，且穿透電離層而進入 宇宙空間，

11、因此它不像短波那樣可以經(jīng)電離層反射傳播到地面上很遠的地方。這樣，微波通 信就有兩種主要的方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。微波的主要特點是：微波波段頻率很高，其頻段范圍也很寬，因此其通信信道的容量很大；因為工業(yè)干擾和天電干擾的主要頻譜成分比微波頻率低得多，對微波通信的危害比對短波 通信小得多，因而微波傳輸質(zhì)量較高；微波接力信道能夠通過有線線路難于通過或不易架設的地區(qū)（如高山、水面等），故有較大的 機動靈活性，抗自然災害的能力也較強，因而可靠性較高；相鄰站之間必須直視，不能有障礙物；隱蔽性和保密性較差。網(wǎng)卡網(wǎng)卡是網(wǎng)絡接口卡（NIC-Network Interface Card）的簡稱，也可以叫做

12、網(wǎng)絡適配器 （NIA-Network Interface Adapter），是計算機連接網(wǎng)絡的重要硬件設備之一。它的工作原 理是為計算機整理發(fā)往網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)分解為適當大小的數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡中 去。它的外形如圖2-8所示。1圖2-8網(wǎng)卡每一臺計算機安裝上網(wǎng)卡后都必須安裝網(wǎng)卡驅(qū)動程序，通過該程序可以控制計算機中網(wǎng) 卡的工作。Windows XP支持PnP（即插即用）功能，因為在Windows XP中已經(jīng)包括了一個龐 大的驅(qū)動程序庫，收集了各個廠家大量的不同的驅(qū)動程序。因此安裝網(wǎng)卡后，重新啟動 Windows XP，系統(tǒng)即自動檢測到新的硬件，識別網(wǎng)卡的種類，并且自動安裝最合適的網(wǎng)卡驅(qū) 動

13、程序，從而省去手工安裝驅(qū)動程序的麻煩。在選購網(wǎng)卡時要考慮以下因素：（1）網(wǎng)絡類型現(xiàn)在比較流行的有以太網(wǎng)，令牌環(huán)網(wǎng)，F(xiàn)DDI網(wǎng)等，選擇時應根據(jù)網(wǎng)絡的類型來選 擇相對應的網(wǎng)卡。（2）傳輸速率應根據(jù)服務器或工作站的帶寬需求并結(jié)合物理傳輸介質(zhì)所能提供的最大傳輸速率 來選擇網(wǎng)卡的傳輸速率。以以太網(wǎng)為例，可選擇的速率就有 10Mbps，10/100Mbps， 1000Mbps，甚至 10Gbps 等多種。（3）總線類型目前計算機中常見的總線插槽類型有：EISA、VESA、PCI、USB和PCMCIA等。在 服務器上通常使用PCI或EISA總線的智能型網(wǎng)卡，工作站則通常采用PCI總線的普通 網(wǎng)卡，在筆記本電

14、腦則用PCMCIA總線的網(wǎng)卡或采用USB接口的便攜式網(wǎng)卡。（4）網(wǎng)卡支持的電纜接口網(wǎng)卡最終是要與網(wǎng)絡進行連接，所以也就必須有一個接口使網(wǎng)線通過它與其它計 算機網(wǎng)絡設備連接起來。不同的網(wǎng)絡接口適用于不同的網(wǎng)絡類型，目前常見的接口主 要有以太網(wǎng)的RJ-45接口、BNC接口、FDDI接口、ATM接口等。而且有的網(wǎng)卡為了適用于更廣泛的應用環(huán)境，提供了兩種或多種類型的接口，如有的網(wǎng)卡會同時提供RJ-45和BNC接口。交換機交換機（Switch）是一種用于電信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡設備。它可以為接入交換機的任意兩個網(wǎng) 絡節(jié)點提供獨享的電信號通路。它的外形如圖2-9所示。圖2-9交換機交換機的主要功能包括物理編址、網(wǎng)

15、絡拓撲結(jié)構(gòu)、錯誤校驗、幀序列以及流控。目 前交換機還具備了一些新的功能，如對 VLAN （虛擬局域網(wǎng)）的支持、對鏈路匯聚的支 持，甚至有的還具有防火墻的功能。交換機選購時，性能方面除了要滿足RFC2544建議的基本標準，即吞吐量、時延、 丟包率外，隨著用戶業(yè)務的增加和應用的深入，還要滿足了一些額外的指標，如 MAC 地址數(shù)、路由表容量（三層交換機）、ACL數(shù)目、LSP容量、支持VPN數(shù)量等。路由器路由器（Router）是連接多個網(wǎng)絡或網(wǎng)段的網(wǎng)絡設備，它能將不同網(wǎng)絡或網(wǎng)段之間的數(shù) 據(jù)信息進行“翻譯”，以使它們能夠相互“讀”懂對方的數(shù)據(jù)，并選擇最佳的網(wǎng)絡路徑進行 傳輸。它的外形如圖2-10所示。圖

16、2-10路由器路由器的一個作用是連通不同的網(wǎng)絡，另一個作用是選擇信息傳送的線路。選擇通 暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡系統(tǒng)通信負荷，節(jié)約網(wǎng)絡系統(tǒng)資源， 提高網(wǎng)絡系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來。選擇路由器時應注意安全性、控制軟件、網(wǎng)絡擴展能力、網(wǎng)管系統(tǒng)、帶電插拔能力 等方面。2.2.3 IP地址基礎知識ip地址在網(wǎng)絡中，為了實現(xiàn)網(wǎng)絡上計算機之間的通信，必須給每個入網(wǎng)的計算機分配一個網(wǎng)絡 地址，即ip地址，并且保證這個地址是全網(wǎng)唯一的。ip地址就像是我們的家庭住址一樣，如果你要寫信給一個人，你就要知道他（她） 的地址，這樣郵遞員才能把信送到，計算機發(fā)送信息是就好比是郵遞員

17、，它必須知道 唯一的“家庭地址”才能不至于把信送錯人家。只不過我們的地址使用文字來表示， 而計算機的地址用數(shù)字來表示。IP地址是一個32位的二進制數(shù)，用來標識每臺計算機在網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡位置。為了方便 人們的閱讀和使用，IP地址經(jīng)常被寫成十進制的形式，每8位（1個字節(jié)）為一段，中間使 用符號“.”分開。例如一個采用二進制形式的IP地址是 “00001010000000000000000000000001”，用十進制可以表示為 “10.0.0.1”。這種32位的IP地址由兩部分構(gòu)成，即Network ID （網(wǎng)絡號）和Host ID （主機號）。Network ID：網(wǎng)絡號（也叫網(wǎng)絡地址），每個網(wǎng)絡

18、區(qū)域都有唯一的網(wǎng)絡號。Host ID：主機號（也叫主機地址），同一網(wǎng)絡區(qū)域內(nèi)的主機都有唯一的主機號。顯然，在32位IP地址中，如果Network ID占用的位越多，則能容納的主機數(shù)也就越 少。為了符合各種大小規(guī)模的網(wǎng)絡需求，IP地址被分為A、B、C、D、E五大類，其中A、 B、C三類是可供主機使用的IP地址，而D、E兩類則是特殊用途的IP地址。A、B、C類地址的范圍如下：A類：第一位數(shù)字1126。B類：第一位數(shù)字128191。C類：第一位數(shù)字192233。子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼也占用32個二進制位，它有兩大功能：用于區(qū)分IP地址內(nèi)的NetworkID和 HostID，用于將網(wǎng)絡切割為數(shù)個子網(wǎng)。32位

19、子網(wǎng)掩碼中，有多少個數(shù)字1就代表NetworkID占用多少個二進制位，因此對于A、 B、C類IP都有默認的子網(wǎng)掩碼。如表2-3所示。表2-3默認的子網(wǎng)掩碼IP類NetworkIDHostID默認子網(wǎng)掩碼（二進制）默認子網(wǎng)掩碼（十進制）AWX.Y.Z11111111 00000000 00000000 00000000255.0.0.0BW.XY.Z11111111 11111111 00000000 00000000255.255.0.0CW.X.YZ11111111 11111111 11111111 00000000255.255.255.0利用子網(wǎng)掩碼分割子網(wǎng)每個子網(wǎng)都需要一個不同的Ne

20、tworkID，這時可以為它們都申請一個NetworkID，讓各 個子網(wǎng)“共享”，但如何才能保證每個子網(wǎng)的NetworkID不同呢？例如，一個網(wǎng)絡分布在5個不同的區(qū)域，每個區(qū)域有25臺計算機，只申請了一個 NetworkID (202.103.10)。如果子網(wǎng)掩碼被設置為 255.255.255.0 即 NetworkID 占用 24 位， 則5個子網(wǎng)的NetworkID都是202.103.10，與“網(wǎng)絡號的唯一性”矛盾。請記住“32位子網(wǎng)掩碼中，有多少個數(shù)字1就代表NetworkID占用多少個位”，假設把 子網(wǎng)掩碼設置為255.255.255.224,那將意味著什么呢？202.103.10 = 11001010 01100111 00001010255.255.255.224 = 11111111 11111111 11111111 111