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1、http:/计算机网络技术基础计算机网络技术基础 宋彦民主编宋彦民主编 清华大学清华大学出版社出版社http:/模块四模块四计算机局域网技术计算机局域网技术一、学习任务分析局域网局域网LAN(LocalAreaNetwork),是一种在有限的是一种在有限的地理范围内将大量地理范围内将大量PC机及各种设备互连一起实现数据传机及各种设备互连一起实现数据传输和资源共享的计算机网络。社会对信息资源的广泛需输和资源共享的计算机网络。社会对信息资源的广泛需求及计算机技术的广泛普及，促进了局域网技术的迅猛求及计算机技术的广泛普及，促进了局域网技术的迅猛发展。在当今的计算机网络技术中，局域网技术已经占发展。在
2、当今的计算机网络技术中，局域网技术已经占据了十分重要的地位。据了十分重要的地位。组成一个局域网，我们可以在它们之间共享程序、组成一个局域网，我们可以在它们之间共享程序、文档等各种资源，而不必再来回传递软盘；还可以通过文档等各种资源，而不必再来回传递软盘；还可以通过网络使多台计算机共享同一硬件，如打印机、调制解调网络使多台计算机共享同一硬件，如打印机、调制解调器等；同时我们也可以通过网络使用计算机发送和接收器等；同时我们也可以通过网络使用计算机发送和接收传真，方便快捷而且经济。传真，方便快捷而且经济。http:/二、学习任务分解本模块中，学习任务有这样几个方面，本模块中，学习任务有这样几个方面，
3、1）局域网的特点及类型。）局域网的特点及类型。2）局域网的体系结构。）局域网的体系结构。3）介质访问控制技术。）介质访问控制技术。4）以太网技术。）以太网技术。5)局域网的硬件。局域网的硬件。6）局域网组建局域网组建。三、学习任务实现 任务一 组建小型局域网http:/局域网是各种类型网络中一大分支，有着非局域网是各种类型网络中一大分支，有着非常广泛的应用。随着计算机的发展，人们越来越常广泛的应用。随着计算机的发展，人们越来越意识到网络的重要性，通过网络，人们拉近了彼意识到网络的重要性，通过网络，人们拉近了彼此之间的距离。本来分散在各处的计算机被网络此之间的距离。本来分散在各处的计算机被网络紧
4、紧的联系在了一起。下面从硬件、软件、连接紧紧的联系在了一起。下面从硬件、软件、连接三个方面给大家介绍局域网的组建。三个方面给大家介绍局域网的组建。（一）硬件环境（一）硬件环境1硬件设备硬件设备硬件：计算机、带有硬件：计算机、带有RJ-45接口的网卡、接口的网卡、5类非屏蔽双绞线、类非屏蔽双绞线、RJ-45连接器（连接器（RJ-45头）、头）、压线钳、通断测线器、压线钳、通断测线器、Fluke测试仪（可选）、测试仪（可选）、集线器或交换机集线器或交换机http:/2硬件制作硬件制作事先准备好双绞线、压线钳和足够的事先准备好双绞线、压线钳和足够的RJ-45连接器（头）。连接器（头）。由于目前很多网
5、卡都支持即插即用的功能，对网卡进行手由于目前很多网卡都支持即插即用的功能，对网卡进行手工配置的情况较少，因此，事先已将网卡安装到各台计算工配置的情况较少，因此，事先已将网卡安装到各台计算机中。机中。1：制作网络电缆：制作网络电缆（1）制作两种网络电缆，一种用于连接计算机与集线器）制作两种网络电缆，一种用于连接计算机与集线器（或交换机），这类电缆也被称为直通电缆。另一种用于（或交换机），这类电缆也被称为直通电缆。另一种用于集线器之间（或交换机之间）的连接，也称为交叉电缆。集线器之间（或交换机之间）的连接，也称为交叉电缆。（2）根据）根据8根电缆的颜色标识，将每根电缆按照连线的顺根电缆的颜色标识，
6、将每根电缆按照连线的顺序排列好，并插入到序排列好，并插入到RJ-45连接头中（要注意每个连接头中（要注意每个RJ-45连接头编号为连接头编号为1的位置），并确认的位置），并确认8根线是否完全插紧，然根线是否完全插紧，然后使用压线钳将后使用压线钳将RJ-45头与线固定在一起。按照同样规则，头与线固定在一起。按照同样规则，制作相同电缆的另一端接头。在制作交叉线时，一定要注制作相同电缆的另一端接头。在制作交叉线时，一定要注意电缆两端的连接顺序是不一样的，一个采用意电缆两端的连接顺序是不一样的，一个采用568B的连的连接顺序，另一个采用接顺序，另一个采用568A的连接顺序。的连接顺序。http:/（3
7、）使用通断测线器测试直通电缆，查看是否该电）使用通断测线器测试直通电缆，查看是否该电缆的缆的8根线全部直通。若经过测试，发现电缆不通根线全部直通。若经过测试，发现电缆不通时，可以再使用压线钳重新压线一次，再进行测试，时，可以再使用压线钳重新压线一次，再进行测试，若还不通，则剪断该电缆的一端，重新做线。直到若还不通，则剪断该电缆的一端，重新做线。直到测试通过。测试通过。（4）使用通断测线器是最简单的测线方法，如果有）使用通断测线器是最简单的测线方法，如果有实验环境，可以使用专用的双绞线测试仪，例如美实验环境，可以使用专用的双绞线测试仪，例如美国国Fluke公司的公司的FlukeDP-100，使用
8、专用的测线，使用专用的测线器，不但可以测试线路的通断和交叉、电缆长度，器，不但可以测试线路的通断和交叉、电缆长度，而且可以测量每根线的衰减值。而且可以测量每根线的衰减值。（5）（可选）若有专用的测线仪，将做好的双绞线）（可选）若有专用的测线仪，将做好的双绞线连接到测线仪上，在指导老师的协助下进行测试，连接到测线仪上，在指导老师的协助下进行测试，并记录测试结果。测试内容包括线路的通断和交叉、并记录测试结果。测试内容包括线路的通断和交叉、电缆长度、传输延时、阻抗、传输衰减值和近端串电缆长度、传输延时、阻抗、传输衰减值和近端串扰等。扰等。http:/（6）指导老师做两根电缆进行演示，其中一根电缆长度
9、约）指导老师做两根电缆进行演示，其中一根电缆长度约100m，另一根可以使用一箱，另一根可以使用一箱5类非屏蔽双绞线做一根电类非屏蔽双绞线做一根电缆（约缆（约300m）。对这两根电缆进行测试，比较一下两）。对这两根电缆进行测试，比较一下两种长度的电缆衰减值各有多大。种长度的电缆衰减值各有多大。2：识别网卡、集线器和交换机的工作状态：识别网卡、集线器和交换机的工作状态（1）网络电缆测试完毕后，将做好的直通电缆一端连接到）网络电缆测试完毕后，将做好的直通电缆一端连接到计算机上，另一端连接到集线器（或交换机）上。如果计算机上，另一端连接到集线器（或交换机）上。如果要将两台计算机通过网卡直接连接时，要使
10、用交叉电缆。要将两台计算机通过网卡直接连接时，要使用交叉电缆。（2）通常，连接两个集线器时也要使用交叉电缆，但需要）通常，连接两个集线器时也要使用交叉电缆，但需要说明一点，一些早期的集线器提供了专用的级联端口，说明一点，一些早期的集线器提供了专用的级联端口，使用这种端口连接集线器时，仍然需要使用直通电缆。使用这种端口连接集线器时，仍然需要使用直通电缆。当使用交换机时，目前很多的交换机都支持自动识别的当使用交换机时，目前很多的交换机都支持自动识别的功能，当两个交换机通过直通线功能，当两个交换机通过直通线http:/级联时，交换机可以自动在内部进行交叉交换。级联时，交换机可以自动在内部进行交叉交换
11、。至于本任务使用的是何种集线器或交换机，可向至于本任务使用的是何种集线器或交换机，可向指导老师询问。指导老师询问。（3）通常，集线器和交换机上的每个端口上都带）通常，集线器和交换机上的每个端口上都带有几个状态指示灯：链路状态指示灯，当与集线有几个状态指示灯：链路状态指示灯，当与集线器相连的计算机开机后，若线路连接正确，该指器相连的计算机开机后，若线路连接正确，该指示灯就会示灯就会“点亮点亮”，表示双方的链路已接通；冲，表示双方的链路已接通；冲突指示灯，当链路出现冲突后，该指示灯就会被突指示灯，当链路出现冲突后，该指示灯就会被“点亮点亮”。不同厂家的集线器或交换机的指示灯。不同厂家的集线器或交换
12、机的指示灯也各不相同。另外，目前很多交换机上的端口通也各不相同。另外，目前很多交换机上的端口通常是常是10/100Mbit/s自适应端口，并以半双工或自适应端口，并以半双工或全双工方式工作，因此，在这些交换机上也会全双工方式工作，因此，在这些交换机上也会http:/设有相关的指示灯，用以表示相应的信息。例设有相关的指示灯，用以表示相应的信息。例如，当某台计算机连接到交换机的某个端口时，如，当某台计算机连接到交换机的某个端口时，通过交换机上的指示灯就能很清楚地识别出该通过交换机上的指示灯就能很清楚地识别出该计算机的连接速率（计算机的连接速率（10Mbit/s或或100Mbit/s）和工作方式（全
13、双工或半双工）和工作方式（全双工或半双工）（通常使用两个双色发光二极管，一个二极管（通常使用两个双色发光二极管，一个二极管表示速率，另一个二极管表示工作方式，例如表示速率，另一个二极管表示工作方式，例如采用采用10Mbit/s速率时，二极管显示颜色为淡黄速率时，二极管显示颜色为淡黄色，采用色，采用100Mbit/s速率连接时，显示为绿色，速率连接时，显示为绿色，对于不同厂家的产品，方式各有不同）。对于不同厂家的产品，方式各有不同）。（4）一般来说，网卡上也包括几个指示灯，但）一般来说，网卡上也包括几个指示灯，但其中至少有一个链路状态指示灯，其目的与上其中至少有一个链路状态指示灯，其目的与上面所
14、说的相同，都是用于检测线路连接是否正面所说的相同，都是用于检测线路连接是否正确。确。http:/（5）观察本任务使用的集线器或交换机的工作状）观察本任务使用的集线器或交换机的工作状态，以及本地计算机上网卡的工作状态。态，以及本地计算机上网卡的工作状态。（6）将计算机、集线器或交换机加电，观察集线）将计算机、集线器或交换机加电，观察集线器或交换机各端口的链路状态显示。器或交换机各端口的链路状态显示。实际上，组建一个局域网非常简单，但制作网实际上，组建一个局域网非常简单，但制作网络电缆是整个过程中最关键的因素之一，有很络电缆是整个过程中最关键的因素之一，有很多网络的故障通常是来自网络的物理连接。因
15、多网络的故障通常是来自网络的物理连接。因此，网络电缆与接口的好坏直接影响着一个网此，网络电缆与接口的好坏直接影响着一个网络是否能够正常的工作。络是否能够正常的工作。（二）软件环境（二）软件环境1软件环境软件环境Windows2000Professional/XP操作系统。操作系统。http:/2软件配置软件配置准备一个准备一个IP地址段，如，子网掩码为。地址段，如，子网掩码为。手工配置手工配置TCP/IP参数：参数：（1）要实现对等网中的各台计算机能够连接到网络中，）要实现对等网中的各台计算机能够连接到网络中，除了硬件连接外，还必须安装软件系统，如网络协议除了硬件连接外，还必须安装软件系统，如
16、网络协议软件。本实验使用典型的软件。本实验使用典型的TCP/IP软件。在软件。在Windows2000Professional/XP操作系统中，由操作系统中，由于于TCP/IP缺省已安装在系统中，所以可以直接配置缺省已安装在系统中，所以可以直接配置TCP/IP参数。参数。（2）在设计和组建一个网络时，必须要对网络进行规划，在设计和组建一个网络时，必须要对网络进行规划，其中也包括对网络地址和规划和使用，例如使用哪一其中也包括对网络地址和规划和使用，例如使用哪一类类IP地址，需要为多少台计算机分配地址，需要为多少台计算机分配IP地址，每台计地址，每台计算机是自动获取算机是自动获取IP地址（动态地址
17、（动态IP地址，通过地址，通过DHCP服服务实现），还是通过手工方式进行设置（静态务实现），还是通过手工方式进行设置（静态IP地址）地址）等。在本实验中，采用手工方式设置等。在本实验中，采用手工方式设置IP地址。地址。http:/（3）使用鼠标右键单击桌面上的）使用鼠标右键单击桌面上的“网上邻居网上邻居”，从快捷菜单中选择，从快捷菜单中选择“属性属性”命令，打开命令，打开“网络连接网络连接”窗口，用鼠标右键单击窗口中的窗口，用鼠标右键单击窗口中的“本地连接本地连接”，从快捷菜单中选择，从快捷菜单中选择“属性属性”命令，命令，打开打开“本地连接属性本地连接属性”对话框，如下图对话框，如下图4.1
18、所所示，然后选择示，然后选择“Internet协议（协议（TCP/IP）”，并单击，并单击“属性属性”按钮，打开按钮，打开“Internet协议协议（TCP/IP）属性）属性”对话框，如下图对话框，如下图4.2所示。所示。http:/图4.1“本地连接属性”对话框http:/图4.2“TCP/IP属性”对话框http:/（3）选中）选中“使用下面的使用下面的IP地址地址”单选框，在单选框，在“IP地址地址”文本框中输入相应的文本框中输入相应的IP地址（向实验指导地址（向实验指导人员索取人员索取IP地址）。在地址）。在“子网掩码子网掩码”文本框中输文本框中输入该类入该类IP地址的子网掩码。单击地
19、址的子网掩码。单击“确定确定”按钮，按钮，将将IP地址设置到本台计算机。地址设置到本台计算机。（4）单击桌面的网络邻居，可以发现网络中的其）单击桌面的网络邻居，可以发现网络中的其他计算机，如果每台计算机中将资源都设置为共他计算机，如果每台计算机中将资源都设置为共享，就可以实现小型网络的资源共享服务。享，就可以实现小型网络的资源共享服务。（5）思考：如果在步骤（）思考：如果在步骤（3）中选择）中选择“自动获取自动获取IP地址地址”单选按钮，而且网络中没有单选按钮，而且网络中没有DHCP服务服务器，每台计算机是否也可以连通吗？器，每台计算机是否也可以连通吗？http:/完成网络完成网络IP地址规划
20、后，为每台计算机手工配置地址规划后，为每台计算机手工配置IP地址和子网掩码，就可以将各台计算机连接到地址和子网掩码，就可以将各台计算机连接到同一个网络中，并实现了资源的共享。如果网络同一个网络中，并实现了资源的共享。如果网络中没有中没有DHCP服务器，当每台计算机选择自动获服务器，当每台计算机选择自动获取取IP时，时，Windows2000Professional/XP操操作系统也提供了自动作系统也提供了自动IP地址分配机制，它会自动地址分配机制，它会自动为每台计算机分配一个在本地网络中具有唯一性为每台计算机分配一个在本地网络中具有唯一性的的IP地址，从而实现了网络中各台计算机之间的地址，从而
21、实现了网络中各台计算机之间的相互访问。相互访问。（三）网络连通测试1：网络连通测试程序：网络连通测试程序“ping”http:/（1）在）在TCP/IP协议簇中，网络层协议簇中，网络层IP是一个无连接的协是一个无连接的协议，使用议，使用IP传送数据包时，数据包可能会丢失、重复或传送数据包时，数据包可能会丢失、重复或乱序，因此，可以使用网际控制报文协议（乱序，因此，可以使用网际控制报文协议（ICMP）对）对IP提供差错报告。提供差错报告。“ping”就是一个基于就是一个基于ICMP的实用的实用程序，通过该程序，可以对源主机与目的主机之间的程序，通过该程序，可以对源主机与目的主机之间的IP链路进行
22、测试，测试的内容包括链路进行测试，测试的内容包括IP数据包能否到达目的数据包能否到达目的主机，是否会丢失数据包，传输延时有多大，以及统计主机，是否会丢失数据包，传输延时有多大，以及统计丢包率等数据。丢包率等数据。（2）选择）选择“开始开始”|“程序程序”|“附件附件”命令，选择命令，选择“命命令提示符令提示符”，打开，打开“命令提示符命令提示符”窗口，在窗口命令行窗口，在窗口命令行下，输入下，输入“ping127.0.0.1”，其中，其中“127.0.0.1”是是用于本地回路测试的用于本地回路测试的IP地址（地址（“127.0.0.1”代表代表Localhost，即本地主机），按回车键后，就会
23、显示出，即本地主机），按回车键后，就会显示出测试结果（它也被称为测试结果（它也被称为“回波响应回波响应”），如下图），如下图4.3所所示。示。http:/图4.3回波响应图4.3回波响应图4.3回波响应http:/（3）当使用）当使用ping命令后，可以通过接收对方命令后，可以通过接收对方的应答信息，来判断源主机与目的主机之间的应答信息，来判断源主机与目的主机之间的链路状况。若链路良好，则会接收到如下的链路状况。若链路良好，则会接收到如下的应答信息，如图的应答信息，如图4.4。http:/图4.4应答信息http:/其中，其中，“bytes”表示测试数据包的大小，表示测试数据包的大小，“tim
24、e”表示数据包的延迟时间，表示数据包的延迟时间，“TTL”表示表示数据包的生存期。统计数据结果为：总共发送数据包的生存期。统计数据结果为：总共发送4个测试数据包，实际接收应答数据包也是个测试数据包，实际接收应答数据包也是4个，个，丢包率为丢包率为0%，最大、最小和平均传输延时为，最大、最小和平均传输延时为0ms（这个延时是数据包的往返时间）。（这个延时是数据包的往返时间）。如果收到下图如果收到下图4.5的应答信息，就表示数据的应答信息，就表示数据包无法达到目的主机或数据包丢失。包无法达到目的主机或数据包丢失。http:/图4.5错误应答http:/(4)在窗口命令行下，输入在窗口命令行下，输入
25、“ping”按回车键，就按回车键，就会得到对会得到对ping命令的帮助提示。该命令有很多命令的帮助提示。该命令有很多的开关参数设置，其中常用的有的开关参数设置，其中常用的有“-t”、“-n”、“-l”，其实际使用方法如下。，其实际使用方法如下。(5)“-t”用于连续性测试链路，例如使用用于连续性测试链路，例如使用“pingX-t”（X表示目的主机的表示目的主机的IP地址，如），就可以不地址，如），就可以不间断地测试源与目的主机之间的链路，直到用间断地测试源与目的主机之间的链路，直到用户使用中断退出（按户使用中断退出（按“Ctrl+C”组合键），而组合键），而且在测试过程中，可以随时按且在测试过
26、程中，可以随时按“Ctrl+Break”组合键来查看统计结果。组合键来查看统计结果。“-n”表示发送测试数据包的数量，在不指定表示发送测试数据包的数量，在不指定该参数时，其缺省值为该参数时，其缺省值为4。若要发送。若要发送1000个数个数据包测试链路，则可以使用据包测试链路，则可以使用“pingXn1000”命令。命令。http:/“-l”表示发送测试数据包的大小，例如发送表示发送测试数据包的大小，例如发送100个个1024字节大小的数据包，就可以使用字节大小的数据包，就可以使用“pingXn100l1024”。2：测试网络的连通性：测试网络的连通性（1）首先，先检查一下本机）首先，先检查一下
27、本机TCP/IP的配置情的配置情况：在况：在“命令提示符命令提示符”窗口下，输入窗口下，输入“ipconfig”，按回车键，显示本机，按回车键，显示本机TCP/IP的配置。若要进一步查看更为详细的信息，可的配置。若要进一步查看更为详细的信息，可以执行以执行“ipconfig/all”命令，显示如下图命令，显示如下图4.6所示的内容。所示的内容。http:/图4.6执行“ipconfig/all”命令结果显示http:/（2）下面开始网络的测试。首先，在命令行中，输入）下面开始网络的测试。首先，在命令行中，输入“ping127.0.0.1”，然后按回车键，如果能接收到，然后按回车键，如果能接收到
28、正确的应答响应且没有数据包丢失，则表示本机的正确的应答响应且没有数据包丢失，则表示本机的TCP/IP工作正常。若应答响应不正确（数据包丢失工作正常。若应答响应不正确（数据包丢失或目的主机无法达到等），则查看网络设置，确认本或目的主机无法达到等），则查看网络设置，确认本机是否安装了机是否安装了TCP/IP。（3）然后，输入）然后，输入“pingX”，其中，其中X就是在步骤（就是在步骤（1）中所记录的地址，若记录的地址为中所记录的地址，若记录的地址为“192.168.1.88”，则输入，则输入“ping192.168.1.88”。按回车键后，如果。按回车键后，如果能接收到应答信息且没有数据包丢失，
29、则表示本机能接收到应答信息且没有数据包丢失，则表示本机TCP/IP的配置正确，且该计算机在网络上可以进行的配置正确，且该计算机在网络上可以进行通信；否则，重新检查或设置本机的通信；否则，重新检查或设置本机的TCP/IP协议配协议配置参数（很多时候都是因为置参数（很多时候都是因为IP地址或子网掩码输入错地址或子网掩码输入错误造成）。误造成）。http:/（4）同样，输入）同样，输入“pingX”，其中，其中X代表另外一台已连通代表另外一台已连通到网络上的计算机所使用的到网络上的计算机所使用的IP地址。按回车键后，如果地址。按回车键后，如果同样能够接收到对方正确的应答信息且没有数据包丢失，同样能够
30、接收到对方正确的应答信息且没有数据包丢失，则表示本机与对方计算机之间可以互相通信，并正确地则表示本机与对方计算机之间可以互相通信，并正确地连接到网络上；如果不通，则检查网络电缆是否插好连接到网络上；如果不通，则检查网络电缆是否插好（包括本机一端和集线器一端）。若还出现问题，则重（包括本机一端和集线器一端）。若还出现问题，则重新测试或制作网络电缆。若还不能解决问题，则说明地新测试或制作网络电缆。若还不能解决问题，则说明地址解析可能出现问题（址解析可能出现问题（ARP工作不正常），解决方法是工作不正常），解决方法是将将TCP/IP删除并重新安装。删除并重新安装。将网络的硬件连接好，然后进行相应的软
31、件和协议将网络的硬件连接好，然后进行相应的软件和协议配置，当所有这些操作结束后，并不意味着网络就能够配置，当所有这些操作结束后，并不意味着网络就能够连通，或者说并非所有的计算机都能连接到网络上，其连通，或者说并非所有的计算机都能连接到网络上，其中可能会出现各种各样的问题。因此，我们通过网络连中可能会出现各种各样的问题。因此，我们通过网络连通的检测和测试，寻找出现问题的起源在哪里，并针对通的检测和测试，寻找出现问题的起源在哪里，并针对这些问题进行解决。现在，我们来学习局域网组建过程这些问题进行解决。现在，我们来学习局域网组建过程中的系列知识。中的系列知识。http:/任务二 组建小型局域网相关知
32、识（一）局域网的特点及类型（一）局域网的特点及类型1局域网局域网(LAN)的特点的特点(1)地理分布范较小地理分布范较小,一般为数百米至数公里。可覆一般为数百米至数公里。可覆盖一幢大楼、一所校园或一个企业。盖一幢大楼、一所校园或一个企业。(2)数据传输速率高，一般为数据传输速率高，一般为0.1-100Mbps，目，目前已出现速率高达前已出现速率高达1000Mbps的局域网。可交换各类数的局域网。可交换各类数字和非数字字和非数字(如语音、图象、视频等如语音、图象、视频等)信息。信息。(3)误码率低，一般在误码率低，一般在10-11-10-8以下。这是因以下。这是因为局域网通常采用短距离基带传输，
33、可以使用高质量的为局域网通常采用短距离基带传输，可以使用高质量的传输媒体，从而提高了数据传输质量。传输媒体，从而提高了数据传输质量。(4)以以PC机为主体，包括终端及各种外设，网中一机为主体，包括终端及各种外设，网中一般不设中央主机系统。般不设中央主机系统。(5)一般包含一般包含OSI参考模型中的低三层功能，即涉参考模型中的低三层功能，即涉及通信子网的内容。及通信子网的内容。(6)协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充。便于管理和扩充。http:/2局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构网络的拓扑（网络的拓扑（Topology）结构是指网络中通
34、信）结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的相互连接的几何线路和站点（计算机或设备）的相互连接的几何形式。按照拓扑结构的不同，可以将网络分为星形式。按照拓扑结构的不同，可以将网络分为星型网络、环型网络、总线型网络三种基本类型。型网络、环型网络、总线型网络三种基本类型。在这三种类型的网络结构基础上，可以组合出树在这三种类型的网络结构基础上，可以组合出树型网、簇星型网等其他类型拓扑结构的网络如下型网、簇星型网等其他类型拓扑结构的网络如下图图4.7所示。所示。http:/图4.7拓扑结构http:/3局域网的传输介质局域网的传输介质传输介质是网络联接设备间的中间介质，也是信号传输介质是网络联接
35、设备间的中间介质，也是信号传输的媒体。典型传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤。传输的媒体。典型传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤。A：双绞线：双绞线（1）工作原理：双绞线是现在最普通的传输介质，它由）工作原理：双绞线是现在最普通的传输介质，它由两条相互绝缘的铜线组成，典型直径为两条相互绝缘的铜线组成，典型直径为1毫米。两根线毫米。两根线绞接在一起是为了防止其电磁感应在邻近线对中产生干绞接在一起是为了防止其电磁感应在邻近线对中产生干扰信号。外面再用朔料套套起来。扰信号。外面再用朔料套套起来。（2）分类：非屏蔽双绞线：无屏蔽层，一般由）分类：非屏蔽双绞线：无屏蔽层，一般由4对双绞对双绞线对组成，最长线
36、对组成，最长100米，有较好的性价比，被广泛使用，米，有较好的性价比，被广泛使用，分为分为1，2，3，4，5类。类。3类用于类用于10MBPS的传输；的传输；5类类100MBPS以上的网连接。以上的网连接。（3）屏蔽双绞线：具有一个金属甲套，一般由）屏蔽双绞线：具有一个金属甲套，一般由2对双绞对双绞线组成，最长为十几千米，抗干扰性好，性能高，成本线组成，最长为十几千米，抗干扰性好，性能高，成本高，没有被广泛使用。对电磁干扰具有较强的抵抗能力，高，没有被广泛使用。对电磁干扰具有较强的抵抗能力，适用于网络流适用于网络流http:/量较大的高速网络协议应用。屏蔽双绞线可分为量较大的高速网络协议应用。
37、屏蔽双绞线可分为6类、类、7类双绞线分别可工作于类双绞线分别可工作于200MHz和和600MHz的频率带的频率带宽之上，且采用特殊设计的宽之上，且采用特殊设计的RJ45插头插头(座座)。B：同轴电缆：同轴电缆（1）概念：由同轴的内外两条导线构成，内导线是一根）概念：由同轴的内外两条导线构成，内导线是一根金属线，外导线是一条网状空心圆柱导体，内外导线有金属线，外导线是一条网状空心圆柱导体，内外导线有一层绝缘材料，最外层是保护性塑料外套。金属屏蔽层一层绝缘材料，最外层是保护性塑料外套。金属屏蔽层能将磁场反射回中心导体，同时也使中心导体免受外界能将磁场反射回中心导体，同时也使中心导体免受外界干扰，故
38、同轴电缆比双绞线具有更高的带宽和更好的噪干扰，故同轴电缆比双绞线具有更高的带宽和更好的噪声抑制特性。声抑制特性。（2）分类：一类为）分类：一类为50(指沿电缆导体各点的电磁电压对指沿电缆导体各点的电磁电压对电流之比电流之比)同轴电缆，用于数字信号的传输，即基带同同轴电缆，用于数字信号的传输，即基带同轴电缆；另一类为轴电缆；另一类为75同轴电缆，用于宽带模拟信号的同轴电缆，用于宽带模拟信号的传输，即宽带同轴电缆。但需要安装附加信号，安装困传输，即宽带同轴电缆。但需要安装附加信号，安装困难，适用于长途电话网，电视系统，宽带计算机网。难，适用于长途电话网，电视系统，宽带计算机网。（3）缺点：由于物理
39、可靠性不好，易受干拢，常由双绞）缺点：由于物理可靠性不好，易受干拢，常由双绞线替代。线替代。http:/C：光纤：光纤光纤是软而细的、利用内部全反射原理来传导光光纤是软而细的、利用内部全反射原理来传导光束的传输介质，有单模和多模之分。单模光纤多用于通束的传输介质，有单模和多模之分。单模光纤多用于通信业；多模光纤多用于网络布线系统。信业；多模光纤多用于网络布线系统。光纤为圆柱状，由光纤为圆柱状，由3个同心部分组成个同心部分组成纤芯、包纤芯、包层和护套，每一路光纤包括两根，一根接收，一根发送。层和护套，每一路光纤包括两根，一根接收，一根发送。与同轴电缆比较，光纤可提供极宽的频带且功率损耗小、与同轴
40、电缆比较，光纤可提供极宽的频带且功率损耗小、传输距离长传输距离长(2公里以上公里以上)、传输率高、传输率高(可达数千可达数千Mbps)、抗干扰性强抗干扰性强(不会受到电子监听不会受到电子监听)，是构建安全性网络的，是构建安全性网络的理想选择。理想选择。4局域网的分类局域网的分类1、按地理位置划分、按地理位置划分按地理位置分类，可以将计算机网络分为局域网、按地理位置分类，可以将计算机网络分为局域网、广域网和城域网。广域网和城域网。2、按传输介质划分、按传输介质划分http:/按照网络的传输介质分类，可以将计算机网按照网络的传输介质分类，可以将计算机网络分为有线网络和无线网络两种。局域网通常采络分
41、为有线网络和无线网络两种。局域网通常采用单一的传输介质，而城域网和广域网采用多种用单一的传输介质，而城域网和广域网采用多种传输介质。传输介质。（1）有线网络有线网络有线网络指采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线网络指采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质连接计算机的网络。有线介质连接计算机的网络。采用双绞线连网是目前最常见的连网方式。采用双绞线连网是目前最常见的连网方式。它价格便宜，安装方便，但易受干扰，传输率较它价格便宜，安装方便，但易受干扰，传输率较低，传输距离比同轴电缆要短。低，传输距离比同轴电缆要短。光纤网采用光导纤维作为传输介质，传输距光纤网采用光导纤维作为传输介质，传输距离长，传输率高，
42、抗干扰性强，现在正在迅速发离长，传输率高，抗干扰性强，现在正在迅速发展。展。http:/（2）无线网络无线网络无线网络采用微波、红外线、无线电等电磁波作为无线网络采用微波、红外线、无线电等电磁波作为传输介质，由于无线网络的连网方式灵活方便，因此是传输介质，由于无线网络的连网方式灵活方便，因此是一种很有前途的组网方式。目前，不少大学和公司已经一种很有前途的组网方式。目前，不少大学和公司已经在使用无线网络了。在使用无线网络了。3、按服务对象划分、按服务对象划分按照网络服务的对象分类，可以将网络分为企业网、按照网络服务的对象分类，可以将网络分为企业网、校园网等类型。校园网等类型。（1）企业网企业网企
43、业网就是为某个企业服务的计算机网络，它可以企业网就是为某个企业服务的计算机网络，它可以包括局域网，也可以包括一部分广域网。而对于一个小包括局域网，也可以包括一部分广域网。而对于一个小企业，由于在外地没有分支机构，组建一个局域网就可企业，由于在外地没有分支机构，组建一个局域网就可以满足需要了。以满足需要了。（2）校园网校园网校园网是为大学、中学、小学服务的网络。随着校园网是为大学、中学、小学服务的网络。随着“校校通校校通”工程的启动，出现了越来越多的校园网，现在工程的启动，出现了越来越多的校园网，现在全国已经有全国已经有5000多所中小学有了校园网。多所中小学有了校园网。http:/（二）局域网
44、的体系结构IEEE802标准遵循标准遵循ISO/OSI参考模型的原参考模型的原则，解决最低两层（即物理层和数据链路层）的则，解决最低两层（即物理层和数据链路层）的功能以及与网络层的接口服务、网际互连有关的功能以及与网络层的接口服务、网际互连有关的高层功能。高层功能。IEEE802LAN参考模型与参考模型与ISO/OSI参考模型的对应关系如下图参考模型的对应关系如下图4.8。http:/图4.8LAN层次与OSI/RM的对应关系http:/1IEEE802局域网参考模型中的物理层：局域网参考模型中的物理层：实现比特流的传输与接收，数据的同步控制等。实现比特流的传输与接收，数据的同步控制等。2、I
45、EEE802规定了局域网物理层所使用的信号与编码、规定了局域网物理层所使用的信号与编码、传输介质、拓扑结构和传输速率等规范：传输介质、拓扑结构和传输速率等规范：采用基带信号传输；采用基带信号传输；数据的编码采用曼彻斯特编码；数据的编码采用曼彻斯特编码；传输介质可以是双绞线、同轴电缆和光缆等；传输介质可以是双绞线、同轴电缆和光缆等；拓扑结构可以是总线型、树型、星型和环型；拓扑结构可以是总线型、树型、星型和环型；传输速率有传输速率有10Mbps、16Mbps、100Mbps、1000Mbps。2IEEE802LAN的数据链路层的数据链路层http:/1、LAN的数据链路层分为两个功能子层：的数据链
46、路层分为两个功能子层：逻辑链路控制子层（逻辑链路控制子层（LLC）介质访问控制子层（介质访问控制子层（MAC）2、LLC子层和子层和MAC子层的功能子层的功能将数据组成帧，并对数据帧进行顺序控制、差错控制和流量将数据组成帧，并对数据帧进行顺序控制、差错控制和流量控制，使不可靠的物理链路变为可靠的链路。控制，使不可靠的物理链路变为可靠的链路。LAN可以支持多重访问，即实现数据帧的单播、广播和多播；可以支持多重访问，即实现数据帧的单播、广播和多播；3、划分、划分LLC和和MAC子层的目的子层的目的OSI模型中的数据链路层不具备局域网所需的介质访问控制功模型中的数据链路层不具备局域网所需的介质访问控
47、制功能；能；局域网基本上采用共享介质环境，从而数据链路层必须考虑局域网基本上采用共享介质环境，从而数据链路层必须考虑介质访问控制机制；介质访问控制机制；介质访问控制机制与物理介质、物理设备和物理拓扑等涉及介质访问控制机制与物理介质、物理设备和物理拓扑等涉及硬件实现的部分直接有关；硬件实现的部分直接有关；分为两个子层，可保证层服务的透明性，在形式上保持与分为两个子层，可保证层服务的透明性，在形式上保持与OSI模型的一致性。模型的一致性。使整个体系结构的可扩展性更好，以备将来接受新的介质与使整个体系结构的可扩展性更好，以备将来接受新的介质与介质访问控制方法。介质访问控制方法。3局域网介质访问技术（
48、局域网介质访问技术（MAC）http:/介质访问控制方法控制网络节点何时能够发送数据。介质访问控制方法控制网络节点何时能够发送数据。局域网中最常用的介质访问控制方法：载波监听多局域网中最常用的介质访问控制方法：载波监听多路访问路访问/冲突检测（冲突检测（CSMA/CD）；令牌环）；令牌环（TokenRing）；令牌总线（）；令牌总线（TokenBus）。）。（三）介质访问控制技术（三）介质访问控制技术1CSMA/CD介质访问控制介质访问控制总线型总线型LAN中，所有的节点对信道的访问是以中，所有的节点对信道的访问是以多路访问方式进行的。任一节点都可以将数据帧发多路访问方式进行的。任一节点都可以
49、将数据帧发送到总线上，所有连接在信道上的节点都能检测到送到总线上，所有连接在信道上的节点都能检测到该帧。该帧。CSMA/CD是在是在CSMA基础上发展起来的一种基础上发展起来的一种随机访问控制技术。简言之，随机访问控制技术。简言之，CSMA/CD可以概括可以概括为：先听后发、边听边发、冲突停止、延时重发。为：先听后发、边听边发、冲突停止、延时重发。如下图如下图4.9流程。流程。http:/图4.9CSMA/CD工作流程http:/CSMA/CD协议的特点协议的特点:第一，在采用第一，在采用CSMA/CD协协议的总线议的总线LAN中，各节点通过竞争的方法强占对媒体中，各节点通过竞争的方法强占对媒
50、体的访问权利，出现冲突后，必须延迟重发。因此，节的访问权利，出现冲突后，必须延迟重发。因此，节点从准备发送数据到成功发送数据的时间是不能确定点从准备发送数据到成功发送数据的时间是不能确定的，它不适合传输对时延要求较高的实时性数据。第的，它不适合传输对时延要求较高的实时性数据。第二，结构简单、网络维护方便、增删节点容易，网络二，结构简单、网络维护方便、增删节点容易，网络在轻负载（节点数较少）的情况下效率较高。但是随在轻负载（节点数较少）的情况下效率较高。但是随着网络中节点数量的增加，传递信息量增大，即在重着网络中节点数量的增加，传递信息量增大，即在重负载时，冲突概率增加，总线负载时，冲突概率增加