计算机网络项目一课件

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1、计算机网络实用技术,北京交通大学出版社/2011年6月,项目一 构建小型办公网,项目一 构建小型办公网,组建办公室网络,共享办公网络,扩展办公网络,任务4,组建无线办公室局域网,任务一 组建办公室网络,一、任务分析 王先生在开发区一栋30层的创业大厦中开了一家公司，拥有2层共1200平方米的办公场所，有员工150人。为了提高办公效率，公司非常重视信息化工作，准备在公司的办公区域建立以交换机为核心的交换式网络系统，实现无纸化办公和信息化管理。 本任务主要学习如何构建一个小型办公室环境网络。,二、相关知识 （一）认识局域网 从不同的角度可以将计算机网络划分为不同的类型，从地理范围来划分网络是最基本

2、的划分方法，按这种标准可以将计算机网络划分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）三种类型。 局域网一般限定在小于10km的较小的区域范围内，是最常见、应用最广的一种网络，它是其他类型网络的基础。,任务一 组建办公室网络,1局域网标准和特点 为了促进局域网产品的标准化，便于组网，美国电气和电子工程师学会IEEE 802委员会为局域网制订了一系列标准，并得到国际标准化组织认可。 通常，我们将遵循802.3标准的局域网简称为以太网，以太网是最早使用的局域网，也是目前使用最广泛的网络产品。以太网包括标准的以太网（10Mbit/s）、快速以太网（100Mbit/s）和千兆（10Gbit/

3、s）以太网。 局域网具有连接范围窄、用户数少、建立和维护容易、数据传输质量好和连接速率高等特点。目前最快的局域网是10Gbit/s以太网，局域网的特性主要由网络拓扑结构、传输介质和介质访问控制方法决定。,任务一 组建办公室网络,任务一 组建办公室网络,2网络拓扑结构 网络拓扑结构就是网络中计算机的连接方式，即布局。计算机网络的连接方式有多种，主要有总线形、环形、星形、树形等拓扑结构。 （1）星形拓扑结构 主要优点：控制简单、故障诊断和隔离容易、方便服务。 主要缺点：电缆长度和安装工作量可观；中央节点的负担较重，形成瓶颈；各站点的分布处理能力较低。 （2）树形拓扑结构 主要优点：易于扩展、故障隔

4、离较容易。 主要缺点：各个节点对根的依赖性太大。,任务一 组建办公室网络,（二）认识网卡 网卡也叫“网络适配器”，它是连接计算机与网络的硬件设备。每块网卡的ROM中烧录了一个世界唯一的ID号，即MAC地址，这个MAC地址表示安装这块网卡的主机在网络上的物理地址，它由48位二进制数组成，通常分为6段，一般用十六进制表示，如00-17-42-6F-BE-9B。局域网中根据这个地址进行通信。在命令行方式下，用ipconfig /all命令可查看网卡芯片型号、MAC地址和网络连接等信息，如图所示。,任务一 组建办公室网络,（二）认识网卡 网卡的主要功能是接收和发送数据。网卡与主机之间是并行通信，网卡与

5、传输介质之间是串行通信，接收数据时网卡将来自传输介质的串行数据转换为并行数据暂存于网卡的RAM中，再传送给主机；发送数据时将来自主机的并行数据转换为串行数据暂存于RAM中，再经过传输介质发送到网络。网卡在接收和发送数据时，可以用“半双工”或“全双工”的方式完成，现在的网卡绝大部分都是全双工通信的。,任务一 组建办公室网络,1网卡芯片 网卡的主控制芯片是网卡的核心元件，一块网卡性能的好坏，主要就是看这块芯片的质量。网卡芯片的型号决定了网卡的型号。网卡芯片的厂商主要有Intel、Realtek、3Com、Marvell、Broadcom、Davicom、Atheros、VIA、SIS等。,2网卡的

6、分类 （1）按网卡结构分类 按网卡结构分类可分为板载集成网卡和独立网卡两类。 （2）按带宽分类 按带宽分类，有线网卡主要有10Mbit/s、100Mbit/s、l0/l00Mbit/s自适应、1000Mbit/s、l0/100/1000Mbit/s自适应网卡以及10Gbit/s网卡。 （3）按传输介质分类 按传输介质分类，有双绞线RJ-45接口网卡；光纤接口网卡；无线网卡。,任务一 组建办公室网络,任务一 组建办公室网络,（三）认识交换机 交换机（switch）是基于MAC识别、能完成封装转发数据包功能的网络设备。它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换

7、作用。通常交换机的端口数量较多，所有端口均有独享的信道带宽，以保证每个端口上的数据快速有效传输，可以同时互不影响地传送这些信息包，并防止传输冲突发生。 局域网交换机是交换式局域网的核心设备，能够有效地增加网络带宽。交换机的端口类型有半双工和全双工两种方式。在网络结构和连接线路不变的情况下，采用全双工方式可以增加网络节点的数据吞吐量。,任务一 组建办公室网络,1交换机的工作原理 交换机的工作过程如下：在接收到一个数据帧时，根据数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。如果有数据是发给这个MAC地址，所对应的计算机则可以通过该端口进行转发并将数据帧中的目的MAC

8、地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。如果数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发以查找目标计算机，在接收到目标计算机的信息后，将目标计算机的MAC地址与端口的对应关系写入到地址表，下次若有数据帧是发往目标计算机的，则不再需要进行广播；对于网络中传送的广播帧和组播帧，向所有的端口转发。,任务一 组建办公室网络,2交换机的信息交换方式 （1）直通方式：交换机读取数据帧的前14字节，在地址映射表中查找目标地址并立即转发数据帧。 （2）存储转发方式：交换机把输入端口的数据包先存储起来，然后进行循环冗余校验，在对错误包处理后才取出数据包的目的地址，通过查找地

9、址映射表转换成输出端口送出包。 （3）改进的直接交换方式：交换机读取数据帧的前64字节，判断是否有错，如果正确就转发。因为在以太网中，如果一个数据帧有错往往发生在前64字节。,任务一 组建办公室网络,3交换机的分类 （1）按照功能可将交换机分为下面所述的3类： 园区网主干交换机（企业级交换机）：具有高速率、高吞吐量，一般是大型交换机，适合作为一个企业或学校等单位的中心交换设备。 园区网支干交换机（部门级交换机）：具有不同速率的端口，上连端口和园区网主干交换机相连，构成整个园区的主干线路，端口一般连接光纤，传输速率可以达到1000Mbit/s；普通端口速率较低，一般为100Mbit/s，用于连接

10、普通的工作组交换机。 工作组交换机：一般是面向用户使用的，用于连接用户使用的工作站和支干交换机（当然也可以是主干交换机），端口速率一般较低，为100Mbit/s或者10Mhit/s。 （2）根据交换机工作的协议层划分 按照OSI的七层网络模型，交换机又可以分为第二层交换机、第三层交换机、第四层交换机等，一直到第七层交换机。,4交换机的接口类型 （1）双绞线RJ-45接口： （2）光纤接口 （3）Console（控制）端口 （4）Uplink端口,任务一 组建办公室网络,任务一 组建办公室网络,4交换机的选择 （1）应根据网络应用的需求情况，确定交换机端口支持的数据传输速率，保证网络的可用性，不

11、让交换机成为网络发展的瓶颈。 （2）应根据需要连接的设备数量和网络连线，选择设备的端口数和类型。 （3）应了解交换机的背板带宽。背板带宽也称为背板吞吐量，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。 （4）应注意对网络扩展的考虑。,任务一 组建办公室网络,（四）用双绞线连接网络 网络传输介质包括双绞线、光纤、无线以及已退出市场的粗同轴电缆和细同轴电缆。目前市场上用于网络传输的双绞线产品有5E类双绞线、6类双绞线，另外还有6A类双绞线和7类双绞线，光纤产品有单模光纤和多模光纤。 双绞线两端安装RJ-45连接器（水晶头）将计算机与计算机、计算机与交换机、交换机与交换机连接起来，形成

12、网络环境。为了便于安装与管理，局域网中常用的4对非屏蔽双绞线（UTP）每对双绞线都有颜色标示，分别为蓝色、橙色、绿色和棕色线对。各线对中，其中一根的颜色为线对颜色为纯色，另一根的颜色为白底色加线对颜色的条纹或斑点。,任务一 组建办公室网络,1双绞线连接标准 EIA/TIA定义了两个双绞线连接的标准：568A和568B，它们所定义的RJ-45连接头各引脚与双绞线各线对排列的线序如下。 T568A的线序是：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕。 T568B的线序是：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。,（1）直通网线 （2）交叉网线,任务一 组建办公室网络,2网络设备接口通信标准 （1）网卡

13、接口通信标准 网卡接口和双绞线相连有1、2、3、4、5、6、7、8引脚，其中只有1、2脚和3、6脚用于通信，其中1、2脚负责发送数据，而3、6脚负责接收数据。 （2）交换机接口通信标准 交换机的接口通常分两种：交叉（MDI-X）接口，MDI-X接口是指交换机的普通口；直连（MDI）接口是指交换机的级连口。它们的通信规则如下。 MDI接口：1、2脚发送信号，3、6脚接收信号，与网卡的相同。 MDI-X接口：1、2脚接收信号，3、6脚发送信号，与网卡的相反。,任务一 组建办公室网络,3网络设备的连接 （1）计算机与计算机直连 （2）计算机与交换机的连接 （3）交换机与交换机的级连 同类型接口的设备

14、间用交叉网线连接，不同类型接口的设备间用直通网线连接。值得注意的是，目前许多交换机都能支持MDI-X/MDI端口的自适应。,任务一 组建办公室网络,（五）TCP/IP通信协议 TCP/IP通信协议具有很大的灵活性，支持任意规模的网络，几乎可连接所有的服务器和工作站。它的灵活性也带来了它的复杂性，它需要针对不同网络进行不同设置，且每个节点至少需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”和一个“主机名”。可以在“Internet协议（TCP/IP）属性”对话框中手动配置IP地址。但是在局域网中，微软为了简化TCP/IP的设置，配置了一个动态主机配置协议（DHCP），它为客户端自动分配一

15、个IP地址，避免了出错。,任务一 组建办公室网络,（六）IP地址和域名系统 在Internet中，所有计算机均称为主机，Internet上有大大小小的网络，每个网络中连接着不同数目的主机。在目前使用的IP协议中，IP地址是32位，包括网络标识号和主机标识号两部分。 网络标识号用于区分不同网络，主机标识号用于区分同一网络中的不同主机。在实际应用中用到IP地址时，通常使用一种易于理解的表示法，称为点分十进制表示法。其做法是将32位二进制数中的每8位分为一组，用十进制表示，利用圆点分隔各个部分，这样得到由四段十进制数组成的IP地址，如202.32.132.10。,任务一 组建办公室网络,（六）IP地

16、址和域名系统 1IP地址的分类 A类地址：IP地址第l段为1126，第l段为网络地址，后3段为网络中的主机地址。A类地址适合大型网络使用。 B类地址：IP地址第1段为128191，前2段为网络地址，后2段为网络中的主机地址。B类地址适合中等网络使用。 C类地址：IP地址第l段为192223，前3段为网络地址，第4段为网络中的主机地址。C类地址适合小型网络使用。 D类地址：IP地址的第1段为224239，又叫多目地址，是比广播地址稍弱的多点传送地址，用于支持多目标的数据传输。 E类地址：IP地址的第l段为240255，留作将来备用。,任务一 组建办公室网络,2特殊的IP地址 （1）回送地址：IP地址为127.0.0.1。用于网络软件测试以及本地计算机进程间的通信。如检测一台计算机是否正确安装了TCP/IP，可以使用该IP地址对其进行测试。 （2）直接广播地址：主机地址全为l的地址，每个网络都有一个，使用此地址可以向一个网络中的所有主机发送报文。 （3）有限