1、中小型网络组建技术 项目一 构建小型办公网 任务 1 组建 SOHO 网络 一、任务分析 李先生家的 SOHO 网络环境跟随网络技术的发展，进行了几次更新换代。 李先生家里原有一台计算机，通过电话拨号上网。 2001 年，由于工作所需，家里又添置了一台计算机，两台计算机通过双机互连，组成简单的对等网络环境，共享 ADSL 上网。 2003 年李先生觉得双机互连速度过慢，购买了一台 8 端口的集线器升级了网络。 2006 年，李小姐购置了 1 台笔记本电脑后，李先生又对家庭网络又进行了升级，添置了一台带 4 个 RJ45 接口的无线宽带路由器构成无线宽带网络环境，不但计算机能上网，李小姐的智能手
2、机也能通过该网络上网。 任务 1 组建 SOHO 网络 二、相关知识 （一）认识局域网 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 二、相关知识 （二）认识网卡 1网卡的结构与功能 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
3、地址和网络连接等信息 二、相关知识 （二）认识网卡 1网卡的结构与功能 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。 二、相关知识 (二）认识网卡 2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
4、卡芯片的厂商主要有Intel、Realtek、3Com、Marvell、Broadcom、Davicom、Atheros、VIA、SIS 等。 二、相关知识 (二）认识网卡 3以太网卡的工作原理 以太网卡发送数据时，网卡首先侦听介质上是否有载波，如果有，则认为其他站点正在传送信息，继续侦听介质。一旦通信介质在一定时间段内（称为帧间缝隙，9.6?s）是安静的，即没有被其他站点占用，则开始进行帧数据发送，同时继续侦听通信介质，以检测冲突。在发送数据期间，如果检测到冲突，则立即停止该次发送，并向介质发送一个“阻塞”信号，告知其他站点已经发生冲突，从而丢弃那些可能一直在接收的受到损坏的帧数据，并等待一
5、段随机时间。在等待一段随机时间后，再进行新的发送。如果重传多次后（大于 16 次）仍发生冲突，就放弃发送。 接收时，网卡浏览介质上传输的每个帧，如果其长度小于 64 字节，则认为是冲突碎片。如果接收到的帧不是冲突碎片且目的地址是本地地址，则对帧进行完整性校验，如果帧长度大于 1518 字节（称为超长帧，可能由错误的 LAN 驱动程序或干扰造成）或未能通过 CRC 校验，则认为该帧发生了畸变。通过校验的帧被认为是有效的，网卡将它接收下来进行本地处理。 二、相关知识 (二）认识网卡 4网卡分类 （1）接网卡结构分类:板载集成网卡和独立网卡两类 (2)按带宽分类:有 10Mbit/s、100Mbit
6、/s、10/100Mbit/s 自适应网卡、1000Mbit/s、10/100/1000Mbit/s 自适应网卡以及10Gbit/s 网卡。 (3）传输介质分类 （三）用双绞线连接网络 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。 直通网线 交叉网线 （三）用双绞线连接网络 2网络设备接口通信标准 （1）网卡接口 网卡接口和双绞线相连有 1、2、3、4、5、6、
7、7、8 引脚，其中只有1、2 脚和 3、6 脚用于通信，如表 1-2 所示。1、2 脚负责发送数据（TX+，TX-） ，而 3、6 脚负责接收数据（RX+，RX-） 。 （2）交换机接口 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端口；直连（MDI）接口是指交换机的级连端口（Up-Link） ，级连端口主要用于与上一级的交换机相连。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。 （三）用双绞线连接网络 3网络设备的连接 （1）计算机与计算机
8、直连采用交叉网线 （2）计算机与交换机的连接使用直通网线 （3）交换机与交换机的级连 （四）TCP/IP 通信协议 只有TCP/IP 允许与 Internet 完全连接 Windows 操作系统可自动安装 TCP/IP 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。动态主机配置协议（DHCP） ，它为客户端自动分配一个 IP 地址 （五）双机互连方式 1.串、并口互连 2.IEEE 1394 互连 3.USB 连网线互连 4.交叉网线 三、任务实施 【任务场景】
9、 李先生家里添置了两台计算机后，要将双机互连，组成简单的对等网络环境，共享 ADSL 上网。图 1-17 双机互连网络 【施工拓扑】 施工拓扑如图所示。 【施工设备】 计算机 2台，交叉网线 1 根。 操作步骤 步骤 1 物理连接双机 步骤 2 安装网卡驱动程序 步骤 3 设置 TCP/IP 要实现双机通信，两台计算机的 IP 地址必须在同一网段中，局域网中都用私有 IP地址。本例中，用 C 类地址中 .0 网段 连通测试。用 ping 命令检测计算机 A 和计算机 B 是否连通 任务2 组建办公室网络 一、任务分析 李先生所在的公司在海淀区的一栋 30 层的高层建筑中，拥有 3 层共 180
10、0m2 的办公场所，有员工 350 人，公司的历任领导非常重视信息化工作，从 20 世纪 80 年代初购买几万元一台的 PC 开始了公司的信息化之旅。 公司的办公网络环境也随着网络技术的发展和办公自动化的要求，进行了几次更新换代。最早建立的是 20 世纪 80 年代末期的同轴电缆总线型网络，到 20 世纪 90 年代中期改造为集线器连接的以太网，21 世纪之初升级为以交换机为核心的交换式网络。 二、相关知识 （一）用集线器组建办公室网络 集线器是多口中继器，主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，连接不同结构的网络，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它把一个端口接
11、收的全部信号向所有端口分发出去。 集线器称为物理层设备。随着交换技术的发展，集线器已逐步被交换机所取代，目前主要用于小型低端网络的接入层和工业以太网。 二、相关知识 （一）用集线器组建办公室网络 1集线器的工作原理 集线器（Hub）的基本的工作原理是使用广播技术，就是集线器从任一个端口收到一个信息包后，它都将此信息包广播发送到其他的所有端口。 二、相关知识 （一）用集线器组建办公室网络 1集线器的工作原理 冲突：在以太网中，当两个数据帧同时被发到物理传输介质上并完全或部分重叠时，就发生了数据冲突，当冲突发生时，物理网段上的数据都不再有效。 冲突域：在同一个冲突域中的每一个节点都能收到所有被发送
12、的帧。影响冲突产生的因素：冲突是影响以太网性能的重要因素，由于冲突的存在，使得传统的以太网在负载超过 40%时，效率将明显下降。产生冲突的原因很多，如同一冲突域中节点的数量超多，产生冲突的可能性就越大。此外，诸如数据分给的长度（以太网的最大帧长度为 1518B） 、网络的直径等因素也会影响冲突的产生。 广播：在网络传输中，向所有连通的节点发送消息称为广播。 广播域：网络中能接收任何一设备发出的广播帧的所有设备的集合。 广播和广播域的区别：广播网络指网络中所有的节点都可以收到传输的数据帧，不管该帧是否是发给这些节点。非目的节点的主机虽然收到该数据帧但不做处理。 二、相关知识 （一）用集线器组建办
13、公室网络 2集线器的种类 （1）按端口数量划分 （2）按带宽划分 （3）按照配置的形式划分 （4）按工作方式分 二、相关知识 （一）用集线器组建办公室网络 3用集线器组建办公室网络 集线器 10Base-T 网络有“5-4-3”规则限制，即在10Mbit/s 以太网中，一个网段中最远端不得超过 5 条连接电缆，4 台集线器，且 5 条电缆中只有 3 条可连接服务器和工作站。 （二）用交换机改进办公网络 1交换机组成 2交换机数据接口类型 （1）双绞线 RJ-45 接口 （2）光纤接口 （3）Console 接口 （二）用交换机改进办公网络 3交换机的基本功能 （1）地址学习功能 交换机是一种基
14、于 MAC 地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机将目的地址不在交换机 MAC 地址对照表的数据包广播发送到所有端口，并把找到的这个目的 MAC 地址，重新加入到自己的 MAC 地址列表中，这样下次再发送到这个 MAC 地址的节点时就直接转发，交换机的这种功能就称之为“MAC 地址学习”功能。 （2）转发或过滤选择 交换机根据目的 MAC 地址，通过查看 MAC 地址表，决定转发还是过滤。如果目标 MAC 地址和源 MAC 地址在交换机的同一物理端口上，则过滤该帧。 （3）防止交换机形成环路 物理冗余链路有助于提高局域网的可用性，当一条链路发生故障时，另一条链路可继续使用，从而不
15、会使数据通信中止。但是如果因冗余链路而让交换机构成环路，则数据会在交换机中无休止地循环，形成广播风暴。多帧的重复复制导致 MAC 地址表不稳定，解决这一问题的方法就是使用生成树协议。 （二）用交换机改进办公网络 4交换机信息交换方式 （1）存储转发方式 存储转发（Store and Forward）是计算机网络领域中使用得最为广泛的技术之一，以太网交换机的控制器先将输入端口送来的数据包缓存起来，检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包错误。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。 （2）直通交换方式 （3）碎片隔离式 （二）用交换机改进办公网络 4交换机
16、信息交换方式 （1）存储转发方式 存储转发（Store and Forward）是计算机网络领域中使用得最为广泛的技术之一，以太网交换机的控制器先将输入端口送来的数据包缓存起来，检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包错误。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。 （2）直通交换方式 直通交换方式在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表，将其转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。 （3）碎片隔离式 这是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案 （二）用交换机改进办
17、公网络 5交换机的特点 （1）在 OSI 中的工作层次不同 （2）数据传输方式不同 （3） “地址学习”功能 交换机是一种基于 MAC 地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。 （4）独享端口带宽 交换机还有一个重要特点就是它不像集线器一样所有端口共享带宽，它的每一端口都是独享交换机总带宽的一部分，这样在速率上对于每个端口来说有了根本的保障。集线器不管有多少个端口，所有端口都共享相同的带宽，在同一时刻只能有两个端口传送数据，其他端口只能等待。而交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输，每一端口都是一个独立的冲突域，连接在其上的网络设备独享带宽，无须同其他设备竞争使用，提高了网络的传输速度。 （5）网络“分段” 通过对照地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机，这就是后面将要介绍的 VLAN（虚拟局域网） 。通过交换机的过滤和转发，可以有效地隔离广播风暴，减少误包文档加载中.广告还剩秒
