小型局域网组建详解

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1、项目1 认识网络结构与组成 学习情景一 构建小型局域网 1 项目1 认识网络结构与组成 目 标 n 熟悉用户对网络需求。 n 理解“计算机网络”和“网络”的一些基本概 念。 n 知道融合信息网络的功能和发展趋势。 n 认识网络的连接结构和组成部件。 n 会用Microsoft Office Visio 2007画网络拓 扑图。 项目背景 n 网络机房 n 校园网络 2 1.1 用户需求与分析 1办公自动化OA(Office Automation) 2管理信息系统MIS(Manage Information System) 3图书、信息检索系统 4证券及期货交易系统 5校园网 6POS与ATM系

2、统 7电子政务(Electronic Government) 8电子商务(Electronic Business) 9远程教育(Distance Education) 10其它需求 信息时代，计算机网络越来越得到人们普遍应用，且 价格愈来愈低，已成为现代社会中重要的基础设施。用户 对网络的应用需求可归纳为下列几个方面： 3 1.2 相关知识 (1)计算机网络的定义 所谓计算机网络，就是利用通信线路将地理上 分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按 不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件实现 资源共享和信息传递的系统。 它有3个基本要素： 至少有两个具有独立操 作系统的计算机，且它们之间有

3、相互共享某种资源 的需求； 两个独立的计算机之间必须有某种通 信手段将其连接； 网络中的各个独立的计算机 之间要能相互通信，必须制定相互可确认的规范标 准或协议。 1.2.1 网络概念 4 (2)网络的定义 就“网络”来说有许多不同的类型网络 ，为我们提供各种服务。网络是指“三网” ，即电话网络、电视网络和计算机网络。发 展最快的并起到核心作用的是计算机网络。 目前，人们正在使用不同类型的网络， 有计算机网络、电视网络、有线电话网络、 移动电话网络。各国正在实施计算机网络、 电视网络、电话网络的融合工程 。 新的融合网络与专用网络不同，它可以 通过同一个通信通道或网络结构提供语音、 视频和数据

4、服务。 “网络”一词是指这些新型的多功能融 合信息网络。 5 1.2.2 计算机网络的分类 按网络的通信距离和作用范围，计算机网络可分为 广域网(WAN)、局域网(LAN)和城域网(MAN)； 按照数据传输方式分为广播网络和点对点网络 ； 按照通信传输介质划分为有线网络和无线网络 ； 按照网络的应用范围和管理性质划分为公用网和专 用网 ； 按照网络组件的关系分为对等网络和基于服务器的 网络。 6 1.2.3 计算机网络的组成 一个计算机网络 是由资源子网(虚框 外部)和通信子网(虚 框内部)构成的。资 源子网负责信息处理 ，通信子网负责全网 中的信息传递。 通信子网是由用 作信息交换的通信控

5、制处理机、通信线路 和其他通信设备组成 的独立的数据信息系 统，它承担全网的数 据传递、转接等通信 处理工作。 资源子网包括网络中的所有主计算机、I/O设备、网络操作系统和网络数 据库等。它负责全网面向应用的数据处理业务，向网络用户提供各种网 络资源和网络服务，实现网络的资源共享。 7 1.2.4 计算机网络的结构 计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。 1.总线型结构 总线拓扑采用一种传输媒体作为公用信道，所有站点都通 过相应的硬件接口直接连接到这一公共传输媒体上，该公共传 输媒体即称为总线。如图所示: 由于所有站点共享一条公用 的传输信道，因此一次只能由一 个站点占用信道进行传输。为了

6、 防止争用信道产生的冲突，出现 了一种在总线型网络中使用的媒 体访问方法，即带有冲突检测的 载波侦听多路访问方式,英文缩 写成CSMA/CD。 8 2.星型结构 如下图所示，左边为电话网的星型结构，其交换方式为电路交换。 右图为目前使用最普遍的以交换机为中心的星型结构，也即交换式以太 网，其交换形式为帧交换。 星型拓扑结构的优点是：(1)控制简单；(2)故障诊断和隔离容易；(3)方便服务 。 星型拓扑结构的缺点是：(1) 电缆长度和安装工作量可观；(2) 中央结点的负荷 较重，形成信息传输速率的瓶颈；(3) 对中央结点的可靠性和冗余度要求较高。 9 3.环型结构 如下图所示，环型拓扑结构是由站

7、点和连接站点的链路组成的一个闭 合环。每个站点能够接收从一条链路传来的数据，并以同样的速率串行 地把该数据沿环送到另一端链路上。 环型拓扑结构的优点是：(1)电缆长度短 ；(2)当增加或减少工作站时，只需简 单的连接操作 ；(3)可使用光纤 。 环型拓扑结构的缺点是：(1)节点故障会引起全网故障。 ；(2)故障检测困难 ； (3)环型拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传递的方式，在负载较轻时， 信道利用率相对来说就比较低。 假设数据传输的方向为逆时针 ，则有上游端用户和下游端用户之 分。例如，在图中，用户N是用户 N+1的上游端用户，N+1是N的下游端 用户。如果N+1端需将数据发送到N 端

8、，则几乎要绕环一周才能到达N端 。 10 4.树型结构 树型拓扑是从总线拓扑 演变而来的，形状像一棵倒 置的树，顶端是树根，树根 以下带分支，每个分支还可 再带分支，如图所示。树根 接收各站点发送的数据，然 后再根据MAC地址发送到相 应的分支。树型拓扑结构在 中小型局域网中应用较多。 树型拓扑结构的优点是：(1)易与扩展 ；(2)故障隔离较容 易。 树型拓扑结构的缺点是：各个结点对根的依赖性太大，如果 根发生故障，则全网不能正常工作。 11 5.网型结构 网型拓扑结构的特点是， 各结点之间有许多路径相连 ，可以为数据包分组流的传 输选择适当的路由，从而绕 过过忙或失效的结点，如图 所示。这种

9、结构在广域网中 得到了广泛的应用。 网型拓扑结构的优点：不受 瓶颈问题和失效问题影响， 可靠性高。 网型拓扑结构的缺点：结构 和协议复杂，成本也比较高 。 值得说明的是，实际中网络的结构更多的是几种拓扑结构的 混合。如“星环”结构、“星总”结构和“树总”结构等。 12 1.3 案例分析：计算机网络方案简介 13 上图是某高职学院的校园网拓扑图，其拓扑的选择与传输媒 体的选择及媒体访问控制方法的确定紧密相关，需要考虑以下 主要因素： (1) 可靠性。 (2) 费用。 (3) 拓展性和灵活性。 (4) 响应时间和吞吐量。 对于图中校园网拓扑结构综述： (1)校园网分为两个校区，每个校区各有一台三层

10、交换机，两交换机 由电信铺设的专用光缆连接； (2)主校区(校区一)有服务器区，与三层交换机连接，提供www服务、 教学管理服务、邮件服务、VOD服务和0A系统服务等，设在网络管 理中心； (3)校园网络有两个出口：路由器的1000M端口接INTERNET和100M端口 接CERNET（中国教育科研网）， 网络出口在校区一。网络出口由 出口路由器选择电信网络或教育网进行数据包转发； (4)校园网主要用于办公、科研、教学管理、图书管理和校园一卡通 管理等。 14 1.4 项目实践 任务1：认识计算机机房的网络 教学目标 终极目标：掌握机房网络的连接及结构 促成教学目标：熟悉机房网络的连接并画出逻

11、辑拓扑图；会用Microsoft Office Visio 2007画网络拓扑图。 实训环境 网络机房 装有Microsoft Office Visio 2007软件的一台 操作步骤 第1步 参观通过双绞线连接到交换机，认识并记录双绞线、水晶头、 网卡和交换机。 第2步 观看并记录交换机与交换机的连接（级联还是堆叠）。 第3步 查看并记录机房交换机与楼宇交换机的连接。 第4步 画出机房网络的逻辑拓扑图。 第5步 提交机房网络的逻辑拓扑图。 15 任务2：认识校园网络 教学目标 终极目标：掌握校园网络的连接及结构 促成教学目标：熟悉校园网络的连接结构并画出逻辑拓扑图；会 用Microsoft O

12、ffice Visio 2007画网络拓扑图。 实训环境 校园网络 装有Microsoft Office Visio 2007软件的一台 操作步骤 第1步 参观校园网管中心，认识并记录服务器、路由器、核心交 换机。 第2步 观看并记录交换机与服务器、路由器的连接，路由器与 Internet的连接。 第3步 查看并记录核心交换机与楼宇区交换机的连接。 第4步 认识并记录光缆、光纤接口。 第5步 画出校园网络的逻辑拓扑图。 第6步 提交校园网络的逻辑拓扑图。 16 总 结 本项目首先分析了用户对网络的需求， 人类生产和生活离不开网络，需要一个更稳 定、可靠、高速的网络；其次，介绍了网络 的基本知识，“计算机网络”和“网络”的概念 ，融合信息网络的功能，计算机网络的分类 ，计算机网络的组成，计算机网络的结构； 对某高职学院的校园网进行了简单介绍；最 后，为了更好的熟悉和理解计算机网络，安 排参观认识机房的网络和校园网络；为今后 的学习打下了基础。 17 项目1 作业 习题19 18 谢谢 19