计算机网络基础实训教程

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1、实训一 计算机网络的发展与应用1实训一实训一 计算机网络的发展与应用计算机网络的发展与应用一、实训目标：1、了解计算机网络的形成。2、初步掌握计算机网络定义、计算机网络功能和计算机网络的分类。3、掌握按地理位置分类的计算机网络，即局域网、广域网（城域网和因特网） 。4、掌握计算机网络的 5 种结构总线型、星型、环型、树型和网状结构。重点掌握总线型和星型。5、学会使用网络的软、硬件资源。二、实训内容：1到学校计算机网络中心了解计算机网络结构，并画出拓扑结构图，分析属于何种网络结构。2观察每台计算机是如何进行网络通信的，了解计算机网络中使用的网络设备。3掌握每台计算机上使用的网络标识、网络协议和网

2、卡的配置。三、实训步骤：组织学生三人为一小组，分别到学校计算机网络中心，完成本次的实训的内容，并写出实训报告。第一步：观察计算机网络的组成1、记录联网计算机的数量、配置、使用的操作系统、网络拓扑结构图。2、了解服务器、光盘镜像服务器、磁盘阵列是如何连接到计算机上的？3、认识并记录网络使用其他硬件设备的名称、用途及连接方法。4、画出拓扑结构图。5、分析网络的结构及其所属类型。第二步：参观网络中心1、记录联网计算机的数量、配置、使用的操作系统、网络拓扑结构图、网络组建的时间等。2、了解各服务器的功能，认识网络设备，如交换机、防火墙、路由器，了解它们的用途及连接方法。3、画出拓扑结构图。第三步：观察

3、计算机网络的参数设置。可在 Windows 98 和 Windows 2000/XP 下查看。1、在“网络”属性对话框中，记下计算机名字、工作组名字和计算机说明；2、查看网卡型号和网络设置，IP 地址的设置以及网络使用的协议等。四、实训总结网络拓扑是指局域网络中各节点间相互连接的方式，也就是网络中计算机之间如何相互连接的问题。构成局域网络的拓扑结构有很多，其中最基本的拓扑结构为总线型、星型、树型和网状拓扑。拓扑结构的选择往往与通信介质的选择和介质的控制方式的确定紧密相关，并决定着对网络设备的选择。五、实训作业1）根据网络中心的计算机网络结构，分析网络的各部件属于什么网络类型？为什么使用此类型？

4、2）网络中各部分的网络设备是什么？作用何在？计算机网络基础实训教程实训二实训二 网络认识网络认识一、实训目标：熟悉计算机网络中的各类传输介质，包括双绞线、同轴电缆、光纤、串行接口线缆等。并了解各种线缆的相应标准。熟悉常见的计算机网络设备，并了解各种网络设备的基本功能。二、实训内容：1、熟悉双绞线的线序、种类和各种双绞线（直通线和交叉线）的用途；2、了解同轴电缆、光纤、串行接口线缆的基本特征和用途；3、熟悉交换机、路由器、无线网关、无线网卡等网络设备的外形、特征及用途。三、实训步骤：1、双绞线（Twisted Pair）双绞线也称为双扭线，它是最古老但又是常用的传输媒体。把两根互相绝缘的铜导线并

5、排放在一直，然后用规则的方法绞合起来就构成了双绞线。绞合可减少对相邻导线的电磁干扰。使用双绞线最多的地方就是到处都有的电话系统。几乎所有的电话都用双绞线连接到电话交换机。 双绞线的种类 a) 屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)图 2-1 屏蔽双绞线结构图b) 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) 2-2 非屏蔽双绞线结构图 双绞线的线序：A 标： B 标： 2、同轴电缆(Coaxial Cable)聚氯乙烯 套层 绝缘层 铜线聚氯乙烯套层 屏蔽层 绝缘层铜线实训二 网络认识3同轴光缆由内导体铜质芯线（单股实心线或多股绞合线）

6、、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层（也可以是单股的）以及保护塑料外层所组成（如下图所示） 。由于外导体屏蔽层的作用，同轴电缆具有很好的抗干扰特性，现被广泛用于传输较高速率的数据。按特性阻抗数值的不同，通常可分为两类：50 同轴电缆、70 同轴电缆。图 2-3 同轴电缆结构图3、光纤（optical fiber）光纤是光纤通信的传输媒体。在发送端有光源，可以采用发光二极管或光导体激光器，它们在电脉冲的作用下能产生出光脉冲。光纤通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。纤芯很细，其直径只有 8 至 100m。光波正是通过纤芯进行传导。图 2-4 光纤的结构与传输原理在光纤

7、通信中常用的三个波段的中心分别位于 0.85m,1.30m,1.55m。光缆适用于长距离、布线条件特殊的情况，以及语音、数据和视频图像等应用领域；另外，在较大规模的计算机局域网络中，广泛地采用光缆作为外界数据传输的干线。4、交换机（Switch）交换机提供了一种提高数据传输速率的方法，起这种方法比 FDDI，ATM 的成本要节省很多。传统的集线器实质上把一条广播总线浓缩成一个小小的盒子，组成的网络物理上是星型拓扑结构，而逻辑上仍然是总线型的，是共享的。集线器虽然有多个端口，但同一时间只允许一个端口发送或接收数据；而交换机则是采用电话交换机的原理，它可以让多对端口同时发送或接受数据，每一个端口独

8、占整个带宽，从而大幅度提高了网络的传输速率。5、路由器（Router）路由器的功能发生在第三层（网络层） ，它的职能性更强。它不仅具有传输能力，而且有路径选择能力。当一条链路不通时，路由器会选择一条好的链路完成通信。另外，路由器有选择最短路径的能力。图2-5 独立交换机 图2-6 千兆以太网模块化交换机计算机网络基础实训教程路由器的功能示意图如下：图 2-7 路由器在网络中的物理位置6、网关(Gateway)网关就是将两个或多个在高层使用不同协议的网络段连接在一起的软硬件。它的主要作用是实现不同网络传输协议的翻译和转换工作，因此又叫做网间协议转换器。网关的硬件用来提供不同网络的接口，软件则实现

9、不同网络协议之间的转换。网关能够连接多个高层协议完全不同的局域网。因此，网关是连接局域网和广域网的首选设备。7、网卡（NIC） 网卡（网络接口卡）又称网络适配器，其作在 OSI 模型的第 2 层，它完成物理层和数据链路层的功能。从功能来说，网卡相当于广域网的通信控制处理机，通过它将工作站或服务器连接到网络上，实现网络资源共享和相互通信。网卡的理论功能主要有以下三个：a) 数据的封装与解封 送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。接收时以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。 b) 链路管理 主要是 CSMA/CD 协议的实现c) 编码与译码 即曼彻斯特编码与译码（注：无线网卡

10、主要用于无线网络（WLAN） ，它使用无线的电磁波进行连接，具有布线容易、移动性强、组网灵活和成本低廉等特点。 ）四、实训总结硬件设备是计算机网络的基础。组成一个计算机网络，需要有作为工作站或服务器的计算机以及其他各种连接设备。本实训从几个方面介绍了在组建计算机网络时常用的硬件设备，包括网络媒介，组网用的集线器、网络互联使用的路由器、交换机、网关、网桥等。五、实训作业1、网卡的指示灯各代表什么含义？2、不同类型的网卡的网络传输速率有什么不同？3、交换机的指示灯各代表什么含义？4、如何利用路由器上网?5、双绞线的分类有哪些？实训三 IP 地址计算5实训三实训三 IP地址的计算地址的计算一、IP

11、地址的介绍1、IP 地址的表示方法IP 地址 = 网络号(net-id)+主机号(host-id)把整个 Internet 网堪称单一的网络，IP 地址就是给每个连在 Internet 网的主机分配一个在全世界范围内唯一的标示符，Internet 管理委员会定义了 A、B、C、D、E 五类地址，在每类地址中，还规定了网络编号和主机编号。在 TCP/IP 协议中，IP 地址是以二进制数字形式出现的，共 32bit，1bit就是二进制中的 1 位，但这种形式非常不适用于人阅读和记忆。因此 Internet 管理委员会决定采用一种点分十进制表示法表示 IP 地址：面向用户的文档中，由四段构成的 32

12、 比特的 IP 地址被直观地表示为四个以圆点隔开的十进制整数，其中，每一个整数对应一个字节（8 个比特为一个字节称为一段）。A、B、C 类最常用，下面加以介绍。本文介绍的都是版本 4 的 IP 地址，称为 IPv4. 图 3-1从上图 3-1 可以看出： A 类地址：A 类地址的网络标识由第一组 8 位二进制数表示，A 类地址的特点是网络标识的第一位二进制数取值必须为0。不难算出，A 类地址第一个地址为 00000001，最后一个地址是 01111111，换算成十进制就是 127，其中 127 留作保留地址，A 类地址的第一段范围是：1126，A 类地址允许有 27 -2=126 个网段（减

13、2 是因为 0 不用，127 留作它用），网络中的主机标识占 3 组 8 位二进制数，每个网络允许有 224-2=16777216 台主机（减 2 是因为全 0 地址为网络地址，全 1 为广播地址，这两个地址一般不分配给主机）。通常分配给拥有大量主机的网络。B 类地址：B 类地址的网络标识由前两组 8 位二进制数表示，网络中的主机标识占两组 8 位二进制数，B 类地址的特点是网络标识的前两位二进制数取值必须为10。 B 类地址第一个地址为 10000000，最后一个地址是 10111111，换算成十进制 B 类地址第一段范围就是 128191，B 类地址允许有 214 =16384 个网段，网

14、络中的主机标识占 2 组 8 位二进制数，每个网络允许有 216-2=65533 台主机，适用于结点比较多的网络。C 类地址：C 类地址的网络标识由前 3 组 8 位二进制数表示，网络中主机标识占 1 组 8 位二进制数 C类地址的特点是网络标识的前 3 位二进制数取值必须为110。C 类地址第一个地址为 11000000，最后一个地址是 11011111，换算成十进制 C 类地址第一段范围就是 192223，C 类地址允许有 221 =2097152 个网段，网络中的主机标识占 1 组 8 位二进制数，每个网络允许有 28-2= 254 台主机，适用于结点比较少的网络。有些人对范围是 2x不

15、太理解，举个简单的例子加以说明。如 C 类网，每个网络允许有 28-2= 254台主机是这样来的。因为 C 类网的主机位是 8 位，变化如下: 00000000 00000001 00000010 00000011 计算机网络基础实训教程 1111111011111111除去 00000000 和 11111111 不用外，从 00000001 到 11111110 共有 254 个变化，也就是 28-2 个。下图是 IP 地址的使用范围。 网络类别 最大网络数 第一个可用的网络号 最后一个可用的网络 号 每个网络中的最大主机数A 126(27-2) 1 126 16777214B 16384

16、(214) 128.0 191.255 65534C 2097152(221) 192.0.0 223.255.255 2542、几个特殊的 IP 地址1）私有地址上面提到 IP 地址在全世界范围内唯一，看到这句话你可能有这样的疑问，像 192.168.0.1 这样的地址在许多地方都能看到，并不唯一，这是为何？Internet 管理委员会规定如下地址段为私有地址，私有地址可以自己组网时用，但不能在 Internet 网上用，Internet 网没有这些地址的路由，有这些地址的计算机要上网必须转换成为合法的 IP 地址，也称为公网地址，这就像有很多的世界公园，每个公园内都可命名相同的大街，如香榭丽舍大街，但对外我们只能看到公园的地址和真正的香榭丽舍大街。下面是 A、B、C 类网