計算機網(wǎng)絡基礎(項目二)

1、項目二 走進局域網(wǎng),項目導入,任務1 認識局域網(wǎng)任務2 準備傳輸介質任務3 熟悉網(wǎng)絡硬件設備任務4 組建局域網(wǎng),2024/3/26,3,知識與技能目標,了解局域網(wǎng)的特點理解局域網(wǎng)的組成掌握傳輸介質的各類和應用場合掌握局域網(wǎng)的層次結構了解局域網(wǎng)的介質訪問控制方法掌握局域網(wǎng)的連接設備及應用掌握局域網(wǎng)的組建方法掌握水晶頭制作標準及方法了解IEEE802標準系列了解以太網(wǎng)的產生、發(fā)展以及分類了解以太網(wǎng)尋

2、址方法了解虛擬局域網(wǎng)（VLAN）特點、分類了解無線局域網(wǎng)的特點及組建方法掌握常用的網(wǎng)絡連通測試命令（Ping、Ipconfig、Tracert、Netstat等）掌握設置及訪問網(wǎng)絡共享的方法,2024/3/26,4,知識重點及難點,傳輸介質的各類和應用場合局域網(wǎng)的層次結構各類子網(wǎng)的劃分方法（嚴格計算）常用的網(wǎng)絡連通測試命令設置及訪問網(wǎng)絡共享的方法,任務1 認識局域網(wǎng),相對于廣域網(wǎng)（Wide Area Netword,WA

3、N），局域網(wǎng)具有以下特點：（1）地理分布范圍較小，一般為數(shù)百米至數(shù)千米?？筛采w一幢大樓、一所校園或一個企業(yè)。（2）數(shù)據(jù)傳輸速率高，一般為1~1000Mbps。（3）誤碼率低，一般在10-11~10-8以下。這是因為局域網(wǎng)通常采用短距離基帶傳輸，可以使用高質量的傳輸媒體，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸質量。（4）以個人計算機為主體，包括終端及各種外設，網(wǎng)絡中一般不設中央主機系統(tǒng)。網(wǎng)絡的控制一般趨向于分布式，從而減少了對某個結點的依賴性，避免一

4、個結點故障對整個網(wǎng)絡的影響。（5）一般包含OSI參考模型中的低三層，即涉及通信子網(wǎng)的內容。（6）局域網(wǎng)大多采用總線型、星狀及環(huán)狀拓撲結構，結構簡單，實現(xiàn)容易。（7）通常網(wǎng)絡歸一個單一組織所擁有和使用，不受公共網(wǎng)絡管理規(guī)定的約束，容易進行設備的更新和新技術的使用，不斷增強網(wǎng)絡功能。,一、局域網(wǎng),局域網(wǎng)由網(wǎng)絡硬件和網(wǎng)絡軟件兩部分組成。網(wǎng)絡硬件主要有：服務器、工作站、傳輸介質和網(wǎng)絡連接部件等。網(wǎng)絡軟件包括網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、控制信息傳輸?shù)木W(wǎng)

5、絡協(xié)議及相應的協(xié)議軟件、大量的網(wǎng)絡應用軟件等。,二、局域網(wǎng)的組成,1.網(wǎng)絡硬件,服務器,工作站,網(wǎng)絡連接設備,傳輸媒體,,網(wǎng)絡服務器（Server）是一臺被工作站訪問的計算機，通常由高性能的計算機擔任。（1）服務器在網(wǎng)絡中的作用：每個獨立的計算機網(wǎng)絡中至少應該有一臺網(wǎng)絡服務器。網(wǎng)絡服務器在網(wǎng)絡中往往處于中心地位，主要為網(wǎng)上其他計算機或設備提供各種服務。因此，服務器的性能會直接影響到網(wǎng)絡的性能。（2）服務器按用途可以分為以下類型：文

6、件打印服務器（File & Print Server）數(shù)據(jù)庫服務器（Database Server）應用服務器（Application Server）：因其用途不同又可以分WWW服務器、電子郵件服務器、FTP服務器等。,工作站（Workstation），也稱客戶機（Client），是聯(lián)網(wǎng)并且接受網(wǎng)絡服務器控制和管理的共享網(wǎng)絡資源的計算機。工作站分別運行獨立的操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)必須為服務器認可。目前主流的工作站大都使用Win

7、dows操作系統(tǒng)。工作站是用戶使用網(wǎng)絡的接口，是用戶工作的真正平臺。工作站可分為有盤工作站和無盤工作站。有盤工作站，是指工作站本身配置了磁盤驅動器。工作時，即可以使用本地磁盤，也可以使用服務器的硬盤。無盤工作站是指工作站本身并不配置磁盤驅動器，只使用服務器上的硬盤。它的好處在于降低成本，便于網(wǎng)絡管理。,網(wǎng)絡適配器（Network Interface Card，NIC），簡稱網(wǎng)卡，它是計算機網(wǎng)絡中最基本和最重要的連接設備之一，計算機主要

8、通過網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡。網(wǎng)卡在網(wǎng)絡中的工作是雙重的；一方面負責接收網(wǎng)絡上傳過來的數(shù)據(jù)包，解包后將數(shù)據(jù)通過主板上的總線傳輸給本地計算機；另一方面它將本地計算機上的數(shù)據(jù)經(jīng)過打包后送入網(wǎng)絡。,為保證數(shù)據(jù)的完整性，信號只能在一定的有限距離內傳遞,傳輸媒體是通信網(wǎng)絡中發(fā)送方和接收方之間的物理通路。計算機網(wǎng)絡中采用的傳輸媒體可分為有線和無線兩大類：雙絞線、 同軸電纜和光纖是常用的三種有線傳輸媒體。衛(wèi)星通信、無線通信、紅外通信、激光通信以及微波通信的信息載

9、體都屬于無線傳輸媒體。傳輸媒體的特性對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信質量有很大影響。傳輸媒體是網(wǎng)絡通信的物質基礎之一。傳輸媒體的性能特點對信息傳輸速率、通信距離、網(wǎng)絡結點數(shù)目和數(shù)據(jù)傳輸可靠性等均有很大的影響。因此，必須根據(jù)不同的通信要求，合理地選擇傳輸媒體。,2.網(wǎng)絡軟件,局域網(wǎng)軟件大致可分為網(wǎng)絡系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡應用軟件。（1）網(wǎng)絡系統(tǒng)軟件是控制和管理網(wǎng)絡運行、提供網(wǎng)絡通信和網(wǎng)絡資源分配與共享功能的網(wǎng)絡軟件，它為用戶提供了訪問網(wǎng)絡和操作網(wǎng)絡的友好界面。

10、目前使用比較廣泛的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)有四大系列：UNIX、Linux、NetWare和Windows Server操作系統(tǒng)。（2）網(wǎng)絡應用軟件是指為某一個應用目的而開發(fā)的網(wǎng)絡軟件，它為用戶提供一些實際的應用。,三、局域網(wǎng)的層次結構,1980年IEEE（電氣與電子工程師協(xié)會）成立了局域網(wǎng)委員會，專門從事局域網(wǎng)的標準化工作，并制定了IEEE802標準，包括局域網(wǎng)參考模型和各層協(xié)議。,OSI/RM模型,IEEE802 LAN參考模型,應用層,表示

11、層,會話層,傳輸層,網(wǎng)絡層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,服務訪問點(SAP)由TCP/IP和NOS實現(xiàn),邏輯鏈路控制子層(LLC),媒體訪問控制子層(MAC),物理層,,,從OSI和IEEE802的關系可以看出，局域網(wǎng)參考模型只對應OSI參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。,1.IEEE802 LAN的物理層參考模型中物理層的功能與OSI參考模型中物理層的功能相同：利用傳輸介質為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，實現(xiàn)比特流的傳輸與接收，數(shù)據(jù)的同步控制等。

12、IEEE802還規(guī)定了局域網(wǎng)物理層所使用的信號與編碼、傳輸介質、拓撲結構和傳輸速率等規(guī)范：（1）采用基帶信號傳輸（2）數(shù)據(jù)的編碼采用曼徹斯特編碼（3）傳輸介質可以是雙絞線、同軸電纜和光纜等（4）拓撲結構可以是總線型、樹狀、星狀和環(huán)狀（5）傳輸速率有10Mbps、16Mbps、100Mbps、1000Mbps,2.IEEE802 LAN的數(shù)據(jù)鏈路層（1）MAC子層的功能MAC構成數(shù)據(jù)鏈路層的下半部，直接與物理層相鄰，主要制定管

13、理和分配信道的協(xié)議規(guī)范。MAC子層與傳輸介質有關，主要功能是進行合理信道 分配，解決信道競爭問題，支持LLC子層完成介質訪問控制功能，為不同的物理介質定義了介質訪問控制標準。目前，IEEE802已規(guī)定的介質訪問控制標準有著名的帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA/CD）、令牌環(huán)（Token Ring）和令牌總線（Token Bus）等。在MAC子層形成的數(shù)據(jù)幀中使用了 MAC地址，這個地址稱為物理地址 （或 硬件地址）。,M

14、AC地址,物理地址,硬件地址,在計算機網(wǎng)絡中，當所有的計算機之間進行通信時，必須使用各自的物理地址，而且所有的物理地址都不相同。MAC地址為6個字節(jié)（48位），如：EC-A8-6B-87-9F-73。MAC地址的前3個字節(jié)（高24位）由IEEE統(tǒng)一分配給廠商（ 24位組織唯一標志符即簡稱OUI ），低24位由廠商分配給每一塊網(wǎng)卡。通常，MAC地址被固化在網(wǎng)絡適配器（網(wǎng)卡）中。也可以認為MAC地址就是該網(wǎng)卡所在站點的MAC地址。,在計算

15、機網(wǎng)絡中，當所有的計算機之間進行通信時，必須使用各自的物理地址，而且所有的物理地址都不相同。MAC地址為6個字節(jié)（48位），如：EC-A8-6B-87-9F-73。MAC地址的前3個字節(jié)（高24位）由IEEE統(tǒng)一分配給廠商（ 24位組織唯一標志符即簡稱OUI ），低24位由廠商分配給每一塊網(wǎng)卡。通常，MAC地址被固化在網(wǎng)絡適配器（網(wǎng)卡）中。也可以認為MAC地址就是該網(wǎng)卡所在站點的MAC地址。,在計算機網(wǎng)絡中，當所有的計算機之間進行通信

16、時，必須使用各自的物理地址，而且所有的物理地址都不相同。MAC地址為6個字節(jié)（48位），如：EC-A8-6B-87-9F-73。MAC地址的前3個字節(jié)（高24位）由IEEE統(tǒng)一分配給廠商（ 24位組織唯一標志符即簡稱OUI ），低24位由廠商分配給每一塊網(wǎng)卡。通常，MAC地址被固化在網(wǎng)絡適配器（網(wǎng)卡）中。也可以認為MAC地址就是該網(wǎng)卡所在站點的MAC地址。,2.IEEE802 LAN的數(shù)據(jù)鏈路層（2）LLC子層的功能LLC在MAC子

17、層的支持下向網(wǎng)絡層提供服務，與傳輸介質無關，獨立于介質訪問控制方法，隱藏了各種IEEE802網(wǎng)絡之間的差異，向網(wǎng)絡層提供一個統(tǒng)一的格式和接口。主要功能：將數(shù)據(jù)組成幀，并對數(shù)據(jù)幀進行順序控制、差錯控制和流量控制，使不可靠的物理鏈路變?yōu)榭煽康逆溌贰?2024/3/26,10,知識拓展：一、局域網(wǎng)技術要素,局域網(wǎng)主要解決OSI網(wǎng)絡模型中最低兩層物理層、數(shù)據(jù)鏈路層的功能，決定局域網(wǎng)的組成方式、信道容量、通信速率、信息傳輸方式和效率等技術因素，

18、主要有：網(wǎng)絡拓撲結構、傳輸介質和介質訪問控制方法。,2024/3/26,11,知識拓展：二、IEEE802標準系列,IEEE802委員會于1980年開始研究局域網(wǎng)標準，1985年公布了IEEE802標準的5項標準文本，同年ANSI將其作為美國國家標準，ISO也將其作為局域網(wǎng)的國際標準，對應標準ISO8802，后又擴充了多項標準文本。,2024/3/26,12,知識拓展：三、局域網(wǎng)的網(wǎng)絡結構,按照建網(wǎng)后選用不同網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（NOS）所提供

19、的不同使用功能，可以將局域網(wǎng)結構分為對等式和客戶機/服務器結構兩大類。1.對等式結構在對等式網(wǎng)絡中，相連的機器都處于同等地位。對等式網(wǎng)絡結構是小型企業(yè)網(wǎng)絡常用的結構。2.客戶機/服務器結構客戶機/服務器(Client/Server)網(wǎng)絡是一種基于服務器的網(wǎng)絡，與對等網(wǎng)絡相比，基于服務器的網(wǎng)絡提供了更好的運行性能，并且可靠性也有所提高。（1）客戶機操作系統(tǒng)。例如：Windows XP、Windows Vista、Windows

20、7、Windows8、Mac OS X、Linux等。（2）服務器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。例如：Novell NetWare、Unix、Linux、Windows Server2008等。,2024/3/26,13,知識拓展：四、以太網(wǎng)簡介,（一）以太網(wǎng)的產生和發(fā)展以太網(wǎng)(Ethernet)指的是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準。以太網(wǎng)絡使用CSMA

21、/CD（載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測）技術，并以10M/S的速率運行在多種類型的電纜上。以太網(wǎng)與IEEE802.3系列標準相類似。包括標準的以太網(wǎng)（10Mbit/s)、快速以太網(wǎng)(100Mbit/s)、1G(1000Mbit/s)和10G(10000Gbit/s)以太網(wǎng)。它們都符合IEEE802.3。,（二）以太網(wǎng)的分類1.標準以太網(wǎng)標準以太網(wǎng)只有10Mbps的傳輸速率，它采用CSMA/CD（帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問）的訪問控制

22、方法。它有兩種傳輸介質：雙絞線和同軸電纜。所有的以太網(wǎng)都遵循IEEE 802.3標準，它有4種物理層規(guī)范，即粗纜以太網(wǎng)(10Base-5)、細纜以太網(wǎng)(10Base-2)、雙絞線以太網(wǎng)(10Base-T)和光纖以太網(wǎng)(10Base-F)。目前，粗纜以太網(wǎng)和細纜以太網(wǎng)在實際應用中已經(jīng)被淘汰，而廣泛使用的是雙絞線以太網(wǎng)。,10Base-5/2/T/F的含義如下：10表示信號在電纜上的傳輸速率為10MbpsBase表示電纜上的信號是基帶信

23、號，Broad代表“寬帶”5-粗纜，500米；2-細纜，185米；T-雙絞線，100米；F-光纖,（二）以太網(wǎng)的分類2.快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)有100Mbps的傳輸速率，它是傳統(tǒng)以太網(wǎng)的延伸和擴展，保留著傳統(tǒng)的10Mbps以太網(wǎng)的所有特征，即相同的幀格式，相同的介質訪問控制方法CSMA/CD，相同的組網(wǎng)方式，只是物理層做了一些必要的調整，定義了新的物理層標準(100Base-T)。,快速以太網(wǎng)有四種基本的實現(xiàn)方式（1）100Bas

24、e-TX:支持兩對五類非屏蔽雙絞線(UTP)或兩對一類屏蔽雙絞線(STP)。其中一對用于發(fā)送，另一對用于接收，因此，100Base-TX可以全雙工方式工作，每個結點可以同時以100Mbps的速率發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。使用五類UTP的最大距離為100米。（2）100Base-T4:支持4對三類非屏蔽雙絞線UTP，其中3對用于數(shù)據(jù)傳輸，一對用于沖突檢測。它使用與100Base-T相同的RJ45連接器，最大網(wǎng)段長度為100米。（3）100Bas

25、e-T2:支持兩對三類非屏蔽雙絞線UTP。其中一對線用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對用于接收數(shù)據(jù)，因而可以全雙工操作。（4）100Base-FX:支持兩芯的多?；騿文９饫w。多模光纖連接的最大距離為550米，單模光纖連接的最大距離為3000米。100Base-T主要是用作高速主干網(wǎng)。,（二）以太網(wǎng)的分類3.千兆以太網(wǎng)千兆（吉比特）以太網(wǎng)采用光纜或雙絞線作為網(wǎng)絡媒體，傳輸速率可達1000Mbps。千兆以太網(wǎng)是建立在以太網(wǎng)標準基礎之上的。它采用了

26、與10Mbps以太網(wǎng)相同的幀格式、幀結構、網(wǎng)絡協(xié)議、全/半雙工工作方式、流控模式以及布線系統(tǒng)。仍然保留了CSMA/CD介質訪問控制方法。千兆以太網(wǎng)技術有兩個標準：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纖和短距離屏蔽雙絞線連接方案的標準。IEEE802.3ab制定了光纖與非屏蔽雙絞線長距離連接方案的標準。,（二）以太網(wǎng)的分類4.萬兆以太網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)規(guī)范包含在IEEE802.3標準的補充標準IEEE

27、802.3ae中，它擴展了IEEE802.3協(xié)議和MAC規(guī)范使其支持10Gbps的傳輸速率。,任務一 書面作業(yè),P40-41：一、二、三、四要求依次抄題并在相應題處作答，不能夠只寫答案，否則此作業(yè)不予批改，并作0分記。,任務2 準備傳輸介質,任務介紹：傳輸介質是網(wǎng)絡信息載體，是確保數(shù)據(jù)信息正確、可靠的傳輸線路，傳輸介質分有線傳輸介質和無線傳輸介質。公司的網(wǎng)絡規(guī)劃好后，如何選擇合適的網(wǎng)絡傳輸介質？如何制作常用的傳輸介質——雙絞線？

28、,一、傳輸介質的分類,（一）有線傳輸介質,（二）無線傳輸介質,雙絞線,同軸電纜,光纖,,無線電波,紅外線,微波,藍牙,激光,,雙絞線（twisted pair，TP）是一種綜合布線工程中最常用的傳輸介質，是由兩根具有絕緣保護層的銅導線組成的。把兩根絕緣的銅導線按一定密度互相絞在一起，每一根導線在傳輸中輻射出來的電波會被另一根線上發(fā)出的電波抵消，有效降低信號干擾的程度。根據(jù)有無屏蔽層，雙絞線分為屏蔽雙絞線（STP）與非屏蔽雙絞線（UTP

29、）。雙絞線常見的有三類線，五類線和超五類線，以及六類線。,同軸電纜從用途上分可分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜（即網(wǎng)絡同軸電纜和視頻同軸電纜）。同軸電纜分50Ω 基帶電纜和75Ω寬帶電纜兩類?；鶐щ娎|僅僅用于數(shù)字傳輸，數(shù)據(jù)率可達10Mbps。50Ω電纜即基帶電纜又分細同軸電纜和粗同軸電纜。粗同軸電纜直徑為10mm，傳輸距離可達500米；細同軸電纜直徑為5mm，傳輸距離可達185米。粗同軸電纜價格較高，安裝較為復雜。與雙絞線

30、相比，同軸電纜抗干擾能力強，屏蔽性能好，常用于設備與設備之間的連接，或用于總線型網(wǎng)絡中。,光纖又稱光纜，應用光束傳輸信號。光纖是一種直徑為50~100μm的柔軟、能傳導光束的用一根或多根玻璃或塑料制作的傳輸介質。(1)根據(jù)傳輸點模數(shù)的不同，光纖分為單模光纖和多模光纖單模光纖的纖芯直徑很小，約為2~8μm，采用激光二極管(LD)作為光源多模光纖的纖芯直徑圈套，約為50~125μm，采用發(fā)光二極管(LED)作為光源(2)光纖的優(yōu)點

31、傳輸信號的頻帶寬，通信容量大；信號衰減小，傳輸距離長，抗干擾能力強，應用范圍廣抗化學腐蝕能力強，適用于一些特殊環(huán)境下的布線原材料資源豐富,2024/3/26,17,二、雙絞線制作標準,1．雙絞線做法有兩種國際標準：EIA/TIA 568A和EIA/TIA 568B,EIA/TIA 568A標準描述的線序從左到右依次為：,EIA/TIA 568B標準描述的線序從左到右依次為：,2．雙絞線的連接方法也主要有兩種：直通線纜和交叉線纜直

32、通線纜的水晶頭兩端都遵循EIA/TIA 568A或EIA/TIA 568B標準，雙絞線的每組線在兩端是一一對應的，顏色相同的在水晶頭的相應槽中保持一致。它主要用在交換機（集線器）Uplink口連接交換機（或集線器）普通端口或交換機普通端口連接計算機網(wǎng)卡上。交叉線纜的水晶頭一端遵循EIA/TIA 568A，而另一端則采用EIA/TIA 568B標準，即A水晶頭的1和2對應B水晶頭的3和6，而A水晶頭的3和6對應B水晶頭的1和2 ，它主要

33、用在交換機（或集線器）普通端口連接到交換機（或集線器）普通端口或網(wǎng)卡連網(wǎng)卡上。在網(wǎng)絡施工中，建議使用EIA/TIA 568B標準。,2024/3/26,18,任務實施：一、工具準備,壓線鉗：雙絞線制作工具，該工具上有三處不同的功能（實物展示），最前端是RJ45水晶頭壓線口，中間是RJ11壓線口，后端是剝線口，它用來剝開雙絞線外殼。網(wǎng)絡連通性測試儀：用于對制作好的雙絞線進行測試，判斷雙絞線是否制作成功，是否符合標準。測試時，將開關打

34、到“ON”狀態(tài)，檢查8個燈是否按標準順序點亮。,2024/3/26,19,任務實施：二、材料準備,1．RJ45水晶頭雙絞線的連接器，為模塊式插孔結構。水晶頭前端有8個凹槽。將水晶頭有塑料彈簧片的一面向下，有針腳的一面向上，使有針腳的一端指向遠離自己的方向，有方形孔的一端對著自己。此時，最左邊的是第1腳，最右邊的是第8腳，其余依次順序排列。水晶頭中針腳的作用：標準規(guī)定使用4根針腳（1、2、3和6），1和2用于發(fā)送，3和6用于接收。

35、2．雙絞線雙絞線用于傳輸網(wǎng)絡信號，是局域網(wǎng)組建中最主要和最常用的傳輸介質。,2024/3/26,20,任務實施：三、雙絞線制作步驟,溫馨提示：雙絞線兩頭的RJ45水晶頭采用EIA/TIA 568A標準或EIA/TIA 568B標準與雙絞線互連的網(wǎng)絡設備有關。早期網(wǎng)絡設備采用雙絞線互連一般遵循“相同設備交叉線，不同設備直通線”的原則，但由于現(xiàn)在網(wǎng)絡設備均能自適應交叉線和直通線，故在實際工程中，一般都采用直通雙絞線來連接網(wǎng)絡設備。,20

36、24/3/26,21,知識拓展：一、數(shù)據(jù)通信的相關概念,1．數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率也稱比特率，是指信道每秒鐘所傳輸?shù)亩M制比特數(shù)，單位為：位/秒（bits per second），記作bps或bit/s。,2．誤碼率誤碼率是傳輸二進制數(shù)據(jù)位時出現(xiàn)出錯的概率。它是衡量數(shù)據(jù)在規(guī)定時間內數(shù)據(jù)傳輸正確性的指標。設傳輸?shù)亩M制數(shù)據(jù)總數(shù)為N位，其中出錯的位數(shù)為Ne，則誤碼率表示為：Pe=Ne/N在計算機通信網(wǎng)絡中，誤碼率一般要低于10-

37、6，即平均每傳送106位才允許錯1位。在誤碼率低于一定的數(shù)值時，可以用差錯控制的方法進行檢錯和糾錯。,3．信道帶寬信道帶寬是描述信道傳輸能力的技術指標，它的大小是由信道的物理特性決定的。信道上傳輸?shù)氖请姶挪ㄐ盘枺诺滥軌騻魉碗姶挪ǖ挠行ьl率范圍就是該信道的帶寬，帶寬的單位是Hz（赫[茲]）。,4．信道的容量信道傳輸數(shù)據(jù)速率的上限，稱為信道的容量。信道容量一般表示為單位時間內最多可傳輸?shù)亩M制數(shù)據(jù)的位數(shù)。,5．信道的通信方式按照信號

38、傳送方向和時間關系，信道的通信方式可以分為三種：單工、半雙工和全雙工通信。（1）單工通信：數(shù)據(jù)信息在通信線上始終向一個方向傳輸。數(shù)據(jù)信息永遠從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩?。?）半雙工通信：數(shù)據(jù)信息可以雙向傳輸，但必須交替進行，同一時刻一個信道只允許單向傳送。（3）全雙工通信：全雙工通信同時進行雙向的數(shù)據(jù)傳輸。,6．通信的傳輸方式（1）基帶傳輸：在數(shù)據(jù)通信中，表示二進制比特序列0和1的數(shù)字信號是典型的矩形脈沖信號，該矩形脈沖信號的固有頻帶

39、稱為基帶，矩形脈沖信號稱為基帶信號。（2）頻帶傳輸：利用模擬信號進行數(shù)據(jù)傳輸是一種比較普遍的通信方式，即頻帶傳輸方式。,2024/3/26,22,知識拓展：二、介質訪問控制方法,介質訪問控制方法，也就是信道訪問控制方法，可以簡單地將其理解為如何控制網(wǎng)絡結點時何時能夠發(fā)送數(shù)據(jù)的方法。IEEE802規(guī)定了局域網(wǎng)中最常用的介質訪問控制方法：IEEE802載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測（CSMA/CD）、IEEE802.5令牌環(huán)（Token Rin

40、g）和IEEE802.4令牌總線（Token Bus）。,（1）CSMA/CD是一種分布式介質訪問控制協(xié)議，數(shù)據(jù)發(fā)送具有廣播的特點，網(wǎng)中的各個站（結點）都能獨立地決定數(shù)據(jù)幀的發(fā)送與接收。CSMA/CD應用在 OSI 的第二層數(shù)據(jù)鏈路層它的工作原理是: 發(fā)送數(shù)據(jù)前 先偵聽信道是否空閑 ,若空閑，則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。若信道忙碌，則等待一段時間至信道中的信息傳輸結束后再發(fā)送數(shù)據(jù)；若在上一段信息發(fā)送結束后，同時有兩個或兩個以上的節(jié)點都提出發(fā)送請

41、求，則判定為沖突。若偵聽到?jīng)_突,則立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，等待一段隨機時間,再重新嘗試。其原理簡單總結為：先聽后發(fā)，邊發(fā)邊聽，沖突停發(fā)，隨機延遲后重發(fā),（2）令牌環(huán)的基本工作原理是：當環(huán)啟動時，一個“自由”或空令牌沿環(huán)信息流方向轉圈，想要發(fā)送信息的站點接收到此空令牌后，將它變成忙令牌（假設將令牌包中的令牌位置設置1）即可將信息包尾隨在忙令牌后面進行發(fā)送。該信息包被環(huán)中的每個站點接收和轉發(fā)，目的站點接收到信息包后經(jīng)過差錯檢測后將它拷貝傳送給站

42、主機，并將幀中的地址識別位和幀拷貝位置為1后再轉發(fā)。當原信息包繞環(huán)一周返回發(fā)送站點后，發(fā)送站檢測地址識別位和幀拷貝位是否已經(jīng)為1，如是則將該數(shù)據(jù)幀從環(huán)上撤消，并向環(huán)插入一個新的空令牌,令牌環(huán)控制方式的優(yōu)點是它能提供優(yōu)先權服務，有很強的實時性，在重負載環(huán)路中，“令牌 ”以循環(huán)方式工作，時延確定，效率較高。令牌環(huán)網(wǎng)絡中的結點只有截獲令牌時才能發(fā)送數(shù)據(jù)，沒有獲取令牌的結點不能發(fā)送數(shù)據(jù)，因此，在使用令牌環(huán)的局域網(wǎng)中不會產生沖突。另外，采用令牌

43、環(huán)的局域網(wǎng)還可以對各結點設置不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的結點可以先發(fā)送數(shù)據(jù)，如某結點需要傳輸實時性的數(shù)據(jù)，可以申請優(yōu)先級。由于這種特性，許多用于工業(yè)控制的局域網(wǎng)多采用令牌局域網(wǎng)。,（3）令牌總線（Token Bus） 在物理上令牌總線是一根線形或樹形的電纜，其上連接各個站點；在邏輯上，所有站點構成一個環(huán)。每個站點知道自己左邊和右邊的站點的地址。邏輯環(huán)初始化后，站號最大的站點可以發(fā)送第一幀。此后，該站點通過發(fā)送令牌（一種特殊的控制幀）給

44、緊接其后的鄰站，把發(fā)送權轉給它。令牌繞邏輯環(huán)傳送，只有令牌持有者才能夠發(fā)送幀。因為任一時刻只有一個站點擁有令牌，所以不會產生沖突。,從邏輯上看，令牌從一個結點傳送到下一結點，使結點能獲取令牌發(fā)送數(shù)據(jù)；從物理上看，結點是數(shù)據(jù)廣播到總線上，所有的結點都可以監(jiān)測到數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行識別，但只有目的才可以接收并處理數(shù)據(jù)。令牌總線訪問控制也提供了結點的優(yōu)先服務方式。令牌總線與令牌環(huán)有很多相似的特點，如適用于重負載的網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)發(fā)送的延遲時間確定

45、，適合實時性的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。但網(wǎng)絡管理較為復雜，網(wǎng)絡必須有初始化的功能，形成一個順序訪問的次序。另外，當網(wǎng)絡中的令牌丟失，則會出現(xiàn)多個令牌將新結點加入到令牌環(huán)中以及從令牌環(huán)中刪除不工作的結點等，這些附加功能又大大增加了令牌總線訪問控制的復雜性。,任務二 書面作業(yè),P50：一、二、三、四要求依次抄題并在相應題處作答，不能夠只寫答案，否則此作業(yè)不予批改，并作0分記。,任務3 熟悉網(wǎng)絡硬件設備,任務介紹：在局域網(wǎng)中，通過傳輸介質來連接

46、網(wǎng)絡硬件設備。網(wǎng)絡硬件設備各類很多，在實際使用中通常會根據(jù)網(wǎng)絡需求和功能來選擇合適的設備。如何根據(jù)不同的需求選擇網(wǎng)絡硬件設備呢？,2024/3/26,25,一、網(wǎng)絡互連設備,（一）網(wǎng)絡適配器,網(wǎng)絡適配器（Network Interface Card，NIC）通常做成擴展卡的形式，故也稱為網(wǎng)卡。網(wǎng)卡是局域網(wǎng)中最基本的部件之一，它是連接計算機與網(wǎng)絡的硬件設備。無論是雙絞線連接、同軸電纜連接還是光纖連接，都必須借助于網(wǎng)卡才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。1

47、.按帶寬分類（1）10Mbps網(wǎng)卡；（2）100Mbps網(wǎng)卡；（3）10/100/1000Mbps自適應網(wǎng)卡；（4）1000Mbps網(wǎng)卡；（5）10 000Mbps網(wǎng)卡2.按網(wǎng)絡接口類型分類（1）RJ45接口網(wǎng)卡（接雙絞線）；（2）BNC接口網(wǎng)卡（接細同軸電纜）；（3）AUI接口網(wǎng)卡（接粗同軸電纜）；（4）光纖接口網(wǎng)卡3.按所支持的總線類型分類：（1）ISA接口網(wǎng)卡；（2）PCI接口網(wǎng)卡；（3）PCI-X總線接口網(wǎng)卡；（4）

48、筆記本的PCMCIA接口網(wǎng)卡；（5）USB總線外置接口網(wǎng)卡溫馨提示：網(wǎng)卡的品牌：3COM、Intel、D-Link、Acton、TP-Link等。,（二）中繼器,中繼器（RP repeater）是連接網(wǎng)絡線路的一種裝置，常用于兩個網(wǎng)絡節(jié)點之間物理信號的雙向轉發(fā)工作。中繼器主要完成物理層的功能，負責在兩個節(jié)點的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復制、調整和放大功能，以此來延長網(wǎng)絡的長度。由于存在損耗，在線路上傳輸?shù)男盘柟β蕰饾u衰減，

49、衰減到一定程度時將造成信號失真，因此會導致接收錯誤。中繼器就是為解決這一問題而設計的。它完成物理線路的連接，對衰減的信號進行放大，保持與原數(shù)據(jù)相同。一般情況下，中繼器的兩端連接的是相同的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉接工作。從理論上講中繼器的使用是無限的，網(wǎng)絡也因此可以無限延長。事實上這是不可能的，因為網(wǎng)絡標準中都對信號的延遲范圍作了具體的規(guī)定，中繼器只能在此規(guī)定范圍內進行有效的工作，否則會引起網(wǎng)絡故障。中繼器（REPEAT

50、ER）是網(wǎng)絡物理層上面的連接設備。適用于完全相同的兩類網(wǎng)絡的互連，主要功能是通過對數(shù)據(jù)信號的重新發(fā)送或者轉發(fā)，來擴大網(wǎng)絡傳輸?shù)木嚯x。 中繼器是對信號進行再生和還原的網(wǎng)絡設備：OSI模型的物理層設備。,中繼器,所謂“5~4~3規(guī)則"，是指在10Mbps以太網(wǎng)中，一個網(wǎng)段中最遠端不得超過5條連接電纜，4臺集線器，且5條電纜中只有3條可連接其他網(wǎng)絡設備，如工作站用戶和服務器等。如圖7-71所示的就是一個單一集線器串聯(lián)級聯(lián)示意圖。

51、在這個示意圖中，最遠的兩端共有5條電纜，分別為①~⑤(當然也可以說是⑤~①，4 臺集線器，分別為HUB-1~HUB-4，而直接連接工作站或服務器的只有HUB-1、HUB-3、HUB-4 三臺集線器，HUB-2專門用來延長距離，不能連接其他網(wǎng)絡設備(但還是可以連接其他集線器來級聯(lián)擴展的)；當然也可以是HUB-1、HUB-2、HUB-4，HUB-3用來延長距離。,（三）集線器,集線器的英文稱為“Hub”?！癏ub”是“中心”的

52、意思，集線器的主要功能是對接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網(wǎng)絡的傳輸距離，同時把所有節(jié)點集中在以它為中心的節(jié)點上。它工作于OSI(開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型)參考模型第一層，即“物理層”。集線器與網(wǎng)卡、網(wǎng)線等傳輸介質一樣，屬于局域網(wǎng)中的基礎設備，采用CSMA/CD（即帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問技術)介質訪問控制機制。集線器每個接口簡單的收發(fā)比特，收到1就轉發(fā)1，收到0就轉發(fā)0，不進行碰撞檢測。集線器（hub）屬于純硬件網(wǎng)絡底層設備，基

53、本上不具有類似于交換機的"智能記憶"能力和"學習"能力。它也不具備交換機所具有的MAC地址表，所以它發(fā)送數(shù)據(jù)時都是沒有針對性的，而是采用廣播方式發(fā)送。也就是說當它要向某節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點，而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點，如圖所示，簡單明了。HUB是一個多端口的轉發(fā)器，當以HUB為中心設備時，網(wǎng)絡中某條線路產生了故障，并不影響其它線路的工作。所以HUB在局域網(wǎng)中

54、得到了廣泛的應用。大多數(shù)的時候它用在星型與樹型網(wǎng)絡拓撲結構中，以RJ45接口與各主機相連（也有BNC接口），HUB按照不同的說法有很多種類。通常帶有多個（8、12、16、24個）RJ45接口（端口）。傳統(tǒng)的Hub每個端口的速率一般為10Mbps，而IEEE802.3u也有端口速率為100Mbps。,一、網(wǎng)絡互連設備,（四）交換機,1.交換機的常見形式概述（1）獨立式交換機獨立式交換機（Standalone Switch）是最簡單的一

55、種交換機，帶有多個（8、12、16、24或48個）RJ45接口（端口）。其相對低廉，適用于小型獨立的工作小組、部門或辦公室。端口密度是指交換機提供的端口數(shù)，通常速率為10Mbps或100Mbps。LED指示燈通常用來指示以太網(wǎng)交換的信息或交換狀態(tài)。高速端口用來連到服務器或主干網(wǎng)絡上，可以是100Mbps或1000Mbps端口，可以連接100Mbps的FDDI、快速以太網(wǎng)絡（100Base-TX）或上連1000Mbps交換網(wǎng)絡。管理

56、端口用來連接終端或調制解調器以實現(xiàn)網(wǎng)絡管理，使用的接口通常為RS-232C。注：交換機的種類較多，而且功能各異。在使用獨立式交換機連網(wǎng)時，當計算機的數(shù)量超過一個獨立交換機的端口數(shù)時，通常用多臺進行的方法擴充端口數(shù)量。,1.交換機的常見形式概述（1）獨立式交換機,1.交換機的常見形式概述（2）堆疊式交換機堆疊是用專用的端口把交換機連接起來，當作一個交換機使用。堆疊的接口具有很高的帶寬，一般在1Gbps以上。而級聯(lián)通常是用普通網(wǎng)線把

57、幾個交換機連接起來，使用普通的端口或級聯(lián)接口，帶寬通常為100M以下(可以通過port channel來擴展帶寬），這樣下級的所有工作站就只能共享較窄的出口，從而獲得較低的性能。堆疊實際上把每臺交換機的母板總線連接在一起，不同交換機任意二端口之間的延時是相等的，就是一臺交換機的延時。而級聯(lián)就會產生比較大的延時（級聯(lián)是上下級的關系）。級聯(lián)的層次是有限制的。而且每層的性能都不同，最后層的性能最差。而堆疊是把所有堆疊的交換機的背板帶寬共享。

58、例如一臺交換機的背板帶寬為2G，那么3臺交換機堆疊的話，每臺交換機在交換時就有6G的背板帶寬。而且堆疊是同級關系，每臺交換機的性能是一樣的。,1.交換機的常見形式概述（2）堆疊式交換機,1.交換機的常見形式概述（3）模塊化交換機模塊化交換機即機架式交換機是一種插槽式的交換機，這種交換機擴展性較好，可支持不同的網(wǎng)絡類型，如以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、ATM、令牌環(huán)及FDDI等，但價格較貴，高端交換機有不少采用機架式結構堆疊式交

59、換機是一種類型的交換機。根據(jù)設計，這種交換機可以一臺疊放在另一臺的上面。這種交換機與機架式交換機不同，可以放置在網(wǎng)絡機柜中，也可以單獨擺放。堆疊式交換機的功能根據(jù)廠商和平臺的不同而有所不同。許多堆疊式交換機不支持服務質量（QoS）、多播和虛擬局域網(wǎng)管理等高級功能。對于訪問層（access layer）交換技術來說，要選擇支持虛擬局域網(wǎng)、安全傳輸協(xié)議（STP）和IGMP（互聯(lián)網(wǎng)組播協(xié)議）的交換機。支持服務質量在這種情況下是附加的好處，不

60、必刻意追求。,1.交換機的常見形式概述（3）模塊化交換機,2.交換機的分類（現(xiàn)有的以太網(wǎng)交換機按其應用的網(wǎng)絡規(guī)模層次劃分）（1）桌面級交換機（2）工作組交換機（3）部門級交換機（4）骨干級交換機（5）企業(yè)級交換機,桌面交換機屬于低端的交換機，它與其他交換機不同點在于，它支持的MAC地址的數(shù)量非常少，通常是每商品支持1~4個MAC地址。桌面交換機的作用是直接提供到桌面的連接，即將結點計算機連接到桌面交換機。如果要將一個通過集

61、線器連接的工作組與桌面交換機連接，那么連接到集線器的計算機數(shù)目將受到限制。例如，若桌面交換機只支持每端口一個MAC地址，那么每個交換機端口只能連接一臺計算機。若桌面交換機最多可以支持4個MAC地址，那么交換機的一個端口最多可支持4個結點。,在一個工作組交換機端口上不但可以連接計算機，而且更多的是連接一個集線器或另一個交換機，也就是說，與某個端口相連的是一個網(wǎng)段，在、因而工作組交換機又稱網(wǎng)段交換機。工作組交換機與桌面交換機不同，它必須要支

62、持復雜的算法（如生成樹算法），每個端口支持多個MAC地址及雙向學習算法。工作組交換機桌面交換機都可以支持端口10Mbps自適應的操作，每臺交換機將監(jiān)測與每個端口連接的設備的速度并進行自動的速率匹配，非常適合應用于快速以太網(wǎng)。,部門級交換機與工作組交換機的端口數(shù)量和性能級別有所差異。一個部門級交換機通常有8~16個端口，在所有端口上支持全雙工操作，以調整和高可靠的方式傳輸數(shù)據(jù)幀，并提供更多的管理功能。因此部門級交換機的性能要好于工作組交

63、換機。,骨干級交換機具有很高的性能，價格也最貴，它的端口數(shù)一般為12~32個，其中至少有一個可以用來連接到FDDI或ATM網(wǎng)絡上。骨干級交換機的所有端口完全支持全雙工線路和遠程監(jiān)測功能，而且具有強大的管理功能。一些骨干級交換機為了提供系統(tǒng)的可行性，通常采用雙冗余電源。,企業(yè)級交換機雖然非常類似于骨干交換機，但最大的不同是，企業(yè)級交換機還要以支持許多不同網(wǎng)絡組件，以支持對多種設備的連接，如以太網(wǎng)設備、快速以太網(wǎng)設備、FDDI設備以及廣域網(wǎng)

64、的連接等。企業(yè)級交換機通常有非常強大的管理功能，在組建企業(yè)級別的網(wǎng)絡時非常有用，尤其是對那些需要使用各種最新的網(wǎng)絡技術，同時又保護先前投資的系統(tǒng)。企業(yè)級交換機的缺點是成本非常高，且不同廠商的交換機之間的交互性差，因此，一個單位通常只能采用單一廠商的產品。,3.交換機的應用在目前的網(wǎng)絡設計中，大都采用交換機劃分VLAN進行管理，并且網(wǎng)絡的核心交換機提供三層交換，以實現(xiàn)全網(wǎng)VLAN的快速路由轉發(fā)。在以下的各種應用中，主干的交換機都可以是三

65、層交換機。根據(jù)交換機端口速率的不同，以太網(wǎng)交換機又分為以下幾種：（1）10Mbps交換機（2）10/100Mbps自適應交換機（3）100Mbps交換機（4）1000Mbps交換機,4.交換機的基本配置（1）帶外管理 （2）帶內管理,2024/3/26,27,任務實施：一、識別網(wǎng)絡硬件設備,2024/3/26,28,任務實施：二、選擇合適的網(wǎng)絡設備,1.公司局

66、域網(wǎng)范圍為三層樓2.每層樓辦公室內所有計算機不超過50臺3.總經(jīng)辦要求能夠提供無線接入服務4.公司所有計算機均需要接入因特網(wǎng),請寫出所需要的網(wǎng)絡設備名稱及對應數(shù)量，以及安放位置。,2024/3/26,29,知識拓展：一、交換式以太網(wǎng),交換式以太網(wǎng)是以式集線器（Switching Hub）或者交換機（Swich）為中心構成的，是一種星狀拓撲結構的網(wǎng)絡，是以交換機為核心設備而建立起來的一種高速網(wǎng)絡。通常，以太網(wǎng)交換機提供了多個通道，允

67、許多個用戶之間同時進行數(shù)據(jù)傳輸。例如，一個16端口的以太網(wǎng)交換機允許16個站點在8條鏈路間通信。,,2024/3/26,30,知識拓展：一、交換式以太網(wǎng),1.交換機的工作原理（1）地址學習(Address Learning)交換機可以記住在一個接口上所收到的每個數(shù)據(jù)幀的源MAC地址，并存儲到“端口-MAC地址”映射表。,2024/3/26,31,知識拓展：一、交換式以太網(wǎng),（2）轉發(fā)/過濾決策（Forward/Filter Deci

68、sion）當交換機某個接口上收到數(shù)據(jù)幀，就會查看到目的的MAC，并檢查“端口-MAC地址”映射表，從指定的端口轉發(fā)數(shù)據(jù)，如果為廣播幀或未知端口的MAC目的地址，則往所有端口發(fā)送。,由于這種交換機能夠識別并分析LAN數(shù)據(jù)鏈路層MAC子層的MAC地址，所以它是工作在第二層上的設備，這種交換機也稱為第二層交換機。后圖中：交換機共占用了4個端口，而集線器不具有記憶功能，故在映射表中僅E1、E10、E23、E24。,2024/3/26,32,知