计算机网络技术

1. 计算机网络技术 子项目二：计算机与局域网连接

2. 项目二:局域网基础与组网技术 [实践内容] (1) 熟悉机房网络结构、网线制作及测试； （2）工作组网络的组建； （3）VLAN的基本配置； （4）交换机的基本配置； （5）交换式以太网的组建。 [教学内容] (1)常见的网络设备和传输介质 (2)IP地址概念及结构 (3)局域网的特点和分类 (4)局域网的体系结构与协议标准 (5)介质访问控制方法 (6)双机互联的基本方法 (7)以太网概念和技术 (8) 共享式局域网组网方法 (9) 交换式以太网组网方法 (10) VLAN技术、VLAN的划分 (11)工作组网络和小型企业网 (12)无线局域网概念及组成

3. 项目二:局域网基础与组网技术 [教学要求] (1) 掌握IP地址概念、结构及其配置方法； （2）掌握以太网概念和技术； （3）理解局域网的特点和功能； （4）理解IEEE802标准，理解常用介质访问控制技术； （5）理解无线局域网的工作原理和基本的组网方式； （6）熟悉常见的网络设备和传输介质； （7）了解令牌环网、双机互联方法； （8）了解VLAN的概念与实现方式。

4. 本模块的说明

5. 本次课说明

6. 本次课内容介绍 • 主要内容： • 网卡的作用、组成和工作原理 • 常见的网络传输介质 • 双绞线跳线制作工具、制作标准与类型 • 双绞线的制作与测试 • 重点内容： • 网卡的工作原理 • 网线制作的标准和方法

7. 小李的计算机 公司的局域网 问题的提出 • 青职公司市场部分配给新聘员工小李一台新的计算机，计算机中心的技术人员小张要将小李这台计算机连入到公司的局域网中，如图所示，使他能顺利地使用公司的网络资源进行正常办公。小张与小李进行了简单的沟通，了解到这台新的计算机已装好了操作系统Windows XP，因此小张根据公司以前的网络规划对小李的计算机进行上网的初始设置，使问题得到解决。 传输介质

8. 2.1 任务1：认识网卡 • 网卡（Network Interface Card，简称NIC）也称网络适配器，是计算机之间互相连接并且传递数据的设备之一。 • 一块网卡包括OSI模型的两个层——物理层和数据链路层的功能。 • 物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。 • 数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。

9. 2.1.1 网卡的主要作用 • 一是将计算机的数据封装为帧，并通过传输介质（如网线或无线电磁波）将数据发送到网络上去； • 二是接收网络上其它设备传过来的帧，并将帧重新组合成数据，通过主板上的总线传输给本地计算机。

10. 晶振 BootROM槽 主芯片 数据泵 指示灯 RJ-45接口 总线接口 2.1.2 网卡的组成和工作原理 • 以最常见的PCI接口的网卡为例。

11. 1．网卡的组成 （1）主芯片：网卡的控制中心，一块网卡性能的好坏和功能的强弱，主要就是看这块芯片的质量。 （2）BOOTROM槽：无盘启动ROM接口，是用来通过远程启动服务构造无盘工作站的。 （3）数据汞：作用一是传输数据；二是隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平，还能对设备起到一定的防雷保护作用。 （4）晶振即石英振荡器，提供基准频率。

12. 1．网卡的组成 （5）LED指示灯：用来表示网卡的不同工作状态。例如，Link/Act表示连接活动状态，Full表示是否全双工，而Power是电源指示。 （6）网线接口：有BNC接口和RJ-45接口 ，目前主要使用8芯线的RJ-45接口。

13. 1．网卡的组成 （7）总线接口：用于网卡与电脑相连接，内置式网卡需要通过俗称为“金手指”的总线接口插在计算机主板的扩展槽中。主要有ISA、PCI、PCMCIA和USB等几种总线类型，最常见的是PCI总线接口的网卡。

14. 2．网卡的工作原理 • 网卡充当计算机和网络缆线之间的物理接口或连线，负责将计算机中的数字信号转换成电或光信号。 • 网卡要承担串行数据和并行数据间的转换，数据在计算机总线中并行传输，而在网络的物理缆线中以串行的比特流传输。

15. 网卡的地址 • 世界上每一块网卡都有一个惟一的编码，叫做媒介存取控制地址（也称MAC地址或物理地址），它是网络上用于识别一个网络硬件设备的标识符。 • IEEE 802.3标准规定：MAC地址的长度一般为48位； • 前24位称为机构惟一标识符，由IEEE分配用以标识设备生产厂商。 • 后24位称为扩展标识符，用以标识生产出来的每个网卡，由厂家自行指派。 • MAC地址通常固化在网卡EPROM（可擦除可编程只读存储器）内，网卡一旦生产出来，其MAC地址一般不会改变。

16. 2.1.3 网卡的分类和选购 1．网卡的传输速率：10Mb/s、100Mb/s、10/100Mb/s自适应和1000Mb/s网卡四种。 2．网卡的接口类型 ：AUI接口（粗缆接口）、BNC接口（细缆接口）和RJ-45接口（双绞线接口）等 。 (a) RJ-45接口网卡 (b) BNC接口网卡

17. 2.1.3 网卡的分类和选购 3．网卡的总线类型：ISA总线、PCI总线、PCMCIA总线接口和USB接口 。 4．是否支持远程启动 ； 5．网卡品牌的选择 ：高端的有美国的3COM、INTEL等 ；中、低档的网卡一般都是台湾生产的产品，比如D-LINK和Accton等 ；以及国内的品牌如Tp-link、联想、实达等 。

18. 2.2 任务2：制作双绞线 2.2.1认识传输介质 传输介质可分为两类：有线传输介质和无线传输介质。 • 有线传输介质是指利用电缆或光缆等充当传输导体的传输介质，例如双绞线、同轴电缆和光缆等； • 无线传输介质是指利用电波或光波充当传输导体的传输介质，例如无线电波、微波、红外线和卫星通信等。

19. 1．同轴电缆 • 同轴电缆由内导体(铜芯导体)、绝缘材料层、外导体（屏蔽层）和护套层4部分组成,其结构如图2-7所示。抗干扰能力强，屏蔽性能好，常用于设备与设备之间的连接，或总线型网络拓朴中。根据直径的不同，又分为细缆和粗缆两种。 铜芯导体 绝缘层 编织屏蔽层 护套

20. 2．双绞线 • 双绞线电缆（简称为双绞线）是综合布线系统中最常用，尤其在星型网络拓朴中 。 • 由4对按一定绞距相互缠绕在一起的双绞线包裹绝缘护套层构成的 。线对扭绞是为了减少信号传输中串扰及电磁干扰影响的程度。 • 双绞线电缆按其包缠的是否有金属屏蔽层，可分为屏蔽双绞线电缆和非屏蔽双绞线电缆两类。

21. 2．双绞线 （1）屏蔽双绞线电缆（STP）：具有屏蔽层，以防止外来电磁干扰和防止向外辐射电磁波的特性。 （2）非屏蔽双绞线电缆（UTP） ：常用超5类4对非屏蔽双绞线电缆的构造和外型如图所示 ：

22. 3．光缆 • 光缆是由外护套包裹的多根光纤构成的。光纤是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。 • 光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。

23. 4．无线传输介质 （1）微波：有地面系统和卫星系统两种形式。 （2）红外线 ：采用低于可见光的部分频谱作为传输介质，要求视距传输 ，无干扰。 （3）激光：带宽更高、方向性好、保密性能好等，多用于短距离的传输。

24. 2.2.2 双绞线跳线制作工具 1．剥线钳/剥线器 2．压线钳 3．打线钳

25. 2.2.3 制作标准与跳线类型 • 最常用的布线标准有两个，分别是EIA/TIA T568-A和EIA/TIA T568-B。通常情况下，在布线工程中采用EIA/TIA T568-B标准。 • T568A线序为：1—白绿，2—绿，3—白橙，4—兰，5—白兰，6—橙，7—白棕，8—棕。 • T568B线序为：1—白橙，2—橙，3—白绿，4—兰，5—白兰，6—绿，7—白棕，8—棕。

26. 2．跳线类型 （1）直通线：采用T568-B标准，两端线序排列一致。一般情况下，连接两个不同类型的设备。 （2）交叉线：一端采用T568A标准，另一端则采用T568B标准，连接同种设备。

27. 设备间连线表

28. 2.2.4 双绞线的制作和测试 步骤1： 准备好5类双绞线、RJ-45插头和一把专用的压线钳。

29. 2.2.4 双绞线的制作和测试 步骤2： 用压线钳的剥线刀口将5类双绞线的外保护套管划开（小心不要将里面的双绞线的绝缘层划破），刀口距5类双绞线的端头至少2厘米。 将划开的外保护套管剥去（旋转、向外抽）。

30. 2.2.4 双绞线的制作和测试 步骤3： 露出5类线电缆中的4对双绞线。

31. 2.2.4 双绞线的制作和测试 步骤4： 按照EIA/TIA-568B标准和导线颜色将导线按规定的序号排好。

32. 2.2.4 双绞线的制作和测试 步骤5： 将8根导线平坦整齐地平行排列，导线间不留空隙。

33. 2.2.4 双绞线的制作和测试 步骤6： 准备用压线钳的剪线刀口将8根导线剪断。剪断电缆线。请注意：一定要剪得很整齐。剥开的导线长度不可太短。可以先留长一些。不要剥开每根导线的绝缘外层。

34. 2.2.4 双绞线的制作和测试 步骤7： 将剪断的电缆线放入RJ-45插头试试长短（要插到底），电缆线的外保护层最后应能够在RJ-45插头内的凹陷处被压实，反复进行调整。

35. 2.2.4 双绞线的制作和测试 步骤8： 在确认一切都正确后（特别要注意不要将导线的顺序排列反了），将RJ-45插头放入压线钳的压头槽内，准备最后的压实。

36. 2.2.4双绞线跳线制作与测试 步骤9： 双手紧握压线钳的手柄，用力压紧请注意，在这一步骤完成后，插头的8个针脚接触点就穿过导线的绝缘外层，分别和8根导线紧紧地压接在一起。

37. 2.2.4 任务：双绞线跳线制作与测试 步骤10：完成。

38. 步骤11：跳线的测试 2.2.4 任务：双绞线跳线制作与测试 测试时将双绞线两端的水晶头分别插入主测试仪和远程测试端的RJ-45端口，将开关开至“ON”(S为慢速档)，主机指示灯从1至8逐个顺序闪亮。

39. 2.2.4 任务：双绞线跳线制作与测试 若连接不正常，按下述情况显示： （1）当有一根导线断路，则主测试仪和远程测试端对应线号的灯都不亮。 （2）当有几条导线断路，则相对应的几条线都不亮，当导线少于2根线联通时，灯都不亮。 （3）当两头网线乱序，则与主测试仪端连通的远程测试端的线号亮。

40. 2.2.4 任务：双绞线跳线制作与测试 （4）当导线有2根短路时，则主测试器显示不变，而远程测试端显示短路的两根线灯都亮。若有3根以上(含3根)线短路时，则所有短路的几条线对应的灯都不亮。 （5）如果出现红灯或黄灯，就说明存在接触不良等现象，此时最好先用压线钳压制两端水晶头一次，再测，如果故障依旧存在，就得检查一下芯线的排列顺序是否正确。如果芯线顺序错误，那么就应重新进行制作。

41. 本次课内容小结 • 理解网卡的工作原理并掌握其连接方式 • 了解各种传输介质的特性 • 掌握双绞线的制作流程和原理 【学以致用】制作网络交叉线和直通线各一根。 【试一试】使用测线仪测试交叉线和直通线时，比较测线仪两端指示灯的亮起顺序有何不同。

42. 本次课说明

43. 2.3 任务3 接入局域网

44. 本次课内容介绍 • 主要内容： • 物理地址与逻辑地址的概念 • IP地址结构、分类与表示 • 网络属性设置的方法 • 重点内容： • IP地址结构、分类与表示 • 网络属性设置

45. 任务分析 小李用做好的网线将自己的电脑与公司的网络设备连接起来，但仍然不能与其他电脑通信，这是怎么回事呢？ 联网还有一个非常重要的操作——设置网络地址和协议。在此，我们要认识了一个重要的概念——网络地址，并学会利用TCP/IP协议进行网络通信。

46. 2.3.1物理地址与逻辑地址 • 在网络底层的物理传输过程中，是通过物理地址来标识网络设备的。 • 以太网MAC地址的编码一般为48位二进制数，通常表示为12个16进制数，每2个16进制数之间用短横隔开，如：08-00-20-0A-8C-6D。 • 物理地址只能将数据传输到与发送数据的网络设备直接连接的接收设备上。对于跨越类似Internet这样互联的网络结构，物理地址就不能够在逻辑上体现网络之间的关系了，从而无法将数据从一个网络传输到另一个网络。

47. 2.3.1物理地址与逻辑地址 • 逻辑地址——用来描述节点在网络中的位置的一种统一的表示方法。 • 逻辑地址的编码取决于网络层协议，因此又称为网络地址。 • Internet所使用的IP地址是最典型的逻辑地址，是IP协议规定的一种Internet通用的地址格式，目前的版本是IPv4，由32位二进制数组成，用于屏蔽各种物理网络的地址差异。 • 在Internet上，IP地址指定的不是一台计算机，而是计算机到一个网络的连接。 • IP地址是一种结构化的地址，可以提供关于主机所处的网络位置信息。

48. IP地址和MAC地址的关系 IP地址 MAC地址 • 物理地址则放在数据帧的报头中，逻辑地址放在分组的报头中。 • 物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而逻辑地址则是网络层以及以上各层使用的地址 。

49. 2.3.2 IP地址结构、表示与分类 1．IP地址的结构 • 网络ID用以标明Internet中的一个特定网络，同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络ID； • 主机ID用以标明该网络中具体的节点（包括网络上工作站、服务器和路由器等），在一个网段内主机ID必须是唯一的。 32位

50. 2．IP地址的表示方法 • 点分十进制表示法：将32位IP地址按字节分成4段，每个字节用十进制数表示，用点间隔开，每个数最大取值范围为0~255。