情境一 家庭及小型办公网络组建

情境一家庭及小型办公网络组建清华大学出版社目录•任务1了解网络•任务2网络规划•任务3小型网络组建•任务4网络测试与故障排除•任务5网络互连•【拓展训练】•【课后思考】清华大学出版社2情境一家庭及小型办公网络组建【技能目标】•掌握网络的基本概念，网络的基本类型，能利用所学的网络知识规划和组建生活中的家庭网和局域网。【知识目标】•了解网络基本概念；掌握组建网络的类型及组网的相关设备；掌握小型网络的组建与实施；掌握双绞线制作方法；掌握接入Internet的方式；清华大学出版社3【情境解析】•网络没有大小限制，它可以是小到两台计算机组成的简易网络，也可以是大到连数百万台设备的超级网络。安装在小型办公室、家里和家庭办公室内的网络称为SOHO网络。SOHO网络可以在多台本地计算机之间共享资源，例如打印机、文档和音乐等。•企业可以使用大型网络来宣传和销售产品、订购货物及与客户通信。网络不仅可以实现迅速通信，而且用户可以合并、存储和访问网络服务器上的信息。现在我们就来完成几个Internet相关的任务。清华大学出版社4任务1了解网络•1.1知识准备•1.1.1计算机网络的构成•1.1.2网络的分类•1.1.3网络传输介质（各设备图）•1.1.4网络设备•1.1.5服务器•1.1.6网络辅助设施清华大学出版社5【任务背景】•小明最近发现，有些电脑可以访问学校的网页，有些电脑又不可以，这是为什么呢？如果要能访问学校的网页需要什么样的条件呢？•生活中常常听到网络术语，我们可以在网络上买东西、发邮件、聊天、看新闻等，那网络究竟是什么模样呢？由哪些部分组成呢？•他决定探个究竟，于是他带着这些问题去请网络中心的老师帮忙，网络中心的老师带他参观了网络中心机房，并给他介绍了网络的各组成部分及其功能。清华大学出版社6【任务目标】•通过各种手段了解并熟悉网络的结构、组成等。清华大学出版社71.1.1计算机网络的构成•计算机网络由通信子网和资源子网构成（图1-1）。通信子网包括网络节点（例如路由器、防火墙、交换机、集线器和无线访问点AP）、通信链路（例如光钎、双绞线、同轴电缆）以及信号变换设备（例如光纤收发器）等。资源子网包括各类主机（例如服务器、PC机和笔记本计算机、终端（连接到小型计算机上）以及外设（例如网络打印机）等，这些主机通过一定的方式向外界提各种资源服务。hosthosthosthosthosthostCCPCCPCCPCCPCCPCCP通信子网资源子网图1-1通信子网和资源子网清华大学出版社81.1.2网络的分类一．按覆盖范围分类1.局域网（LAN）：局限于一栋大楼或一个园区内的计算机网络，目前的局域网采用以太网技术，其他过时的技术有令牌环网、FDDI等。2.城域网（MAN）：范围介于上述的计算机网络之间，距离一般在10～100km范围内。3.广域网（WAN）：在一个广泛范围内建立的计算机网络。广泛的范围是指地理范围而言，可以超越一个城市，一个国家甚至及于全球。采用的技术有DDN，帧中继、ISDN和ATN等。清华大学出版社91.1.2网络的分类二．按传输介质分类1.有线网：采用同轴电缆、双绞线、光纤等有形介质进行传输的计算机网络。2.无线网：采用电磁波（包括微波、红外线、无线电等）作为介质进行传输的计算机网络。清华大学出版社101.1.2网络的分类三．按网络拓扑结构分类•网络拓扑结构是指网络的通信链路和结点的几何排列。1.在局域网中常见的有总线型、环型和星型。2.在广域网中常见的有网状型。3.还有由上述拓扑结构复合形成的，例如树型是由星型复合而成。清华大学出版社11图1-2总线型清华大学出版社12图1-3环型清华大学出版社13图1-4星型清华大学出版社14图1-5网状型清华大学出版社15图1-6树型清华大学出版社161.1.3网络传输介质1.同轴电缆：分粗缆和细缆两种，传输速率是10Mbps，粗缆采用AUI接口，细缆采用BNC接口，最大传输距离500m（粗缆）或185m（细缆），目前同轴电缆已基本淘汰。2.双绞线：是局域网的主要传输介质，传输速率是10Mbps、100Mbps以及1Gbps，双绞线采用RJ-45接头，最大传输距离100m。3.光纤：适宜于长距离的传输（达几十千米），是广域网的主要传输介质，传输速率可达100Mbps、1Gbps、10Gbps甚至160Gbps，光纤传输需要光纤收发器作为信号变换设备，在一些高端的交换机和路由器上有光模块，内置了光纤收发器。清华大学出版社171.1.3网络传输介质4.无线介质：无线介质就是电磁波，根据其波长的不同，用于无线传输的电磁波可分为红外线、微波、无线电。①红外线：频率在100G～1000GHz之间，其特点是信号无法穿透障碍物，必须直视或经墙面反射传输。②微波：分为地面微波（4G～6GHz或21G～23GHz）和卫星微波（11G～14GHz）两种，无法穿透障碍物。③无线电：频率在10K-3GHz之间的电磁波称为无线电，其用途包括无线电广播、电视广播、手机通信、蓝牙通讯等。用于网络传输最常用的是2.4GHz频段，它可以穿透普通的障碍物。清华大学出版社181.1.4网络设备1.集线器：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，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上，以星型拓扑结构将以太网的主机连接起来。2.交换机：具有集线器的功能，但性能有极大的提高，因为它能为每个用户提供专用的信息通道，从而提供比集线器效率更高的网络连接。3.路由器：是一种连接多个网络或网段设备，路由器具有判断网络地址和选择路由（路径）的功能，使数据以合适的路由从信源传输到信宿。4.交换机和路由器在外形上有点相近，但它们的作用和功能不同，因此它们提供的网络接口的类型和数量有很大的不同。5.防火墙：用于隔离公共网络和内部网络，保障内部网络安全的一种网络设备。清华大学出版社191.1.5服务器•服务器属于资源子网，它是一种功能强大的计算机，提供各类网络服务，例如DNS服务、Web服务（网站服务）、FTP服务、电子邮件服务、文件服务和打印服务等。清华大学出版社201.1.6网络辅助设施•网络辅助设施是用于支撑、保护网络设备和传输介质的设施，包括机柜、配线架、理线架、桥架、地沟和管道等。清华大学出版社21任务1了解网络•1.2任务实现•1.2.1操作一：多媒体介绍，了解网络工作工程•1.2.2操作二：参观网络中心，了解网络组成•以教科书上Page6-8的内容为实践操作内容。清华大学出版社221.2.1操作一：多媒体介绍，了解网络工作工程•1.向web服务器请求网页的开始•2.比特流从计算机出来的走向•3.在介质中传输与下一跳路由•4.到达服务器，服务器做出的“动作”•最后客户机看到网页！清华大学出版社23任务2网络规划•2.1知识准备•2.1.1IP地址•2.1.2网络拓扑图绘制软件•2.1.3网络设备•2.1.4网络设备统计清华大学出版社24【任务背景】•由于学校教学需要，学校需新建一个计算机房，作为电子教室使用，该机房有学生计算机50台，教师计算机两台，并需要预留一些网络接口提供给笔记本接入网络使用，同时要为笔记本等终端提供无线的网络接入。小明在了解了网络的基本知识后，决定参与到这个机房的建设中来，帮助老师完成机房的网络建设。清华大学出版社25【任务目标】•根据用户需求，完成小型办公网络的规划设计。清华大学出版社262.1.1IP地址1.IP地址的概念•在网络中为了区别不同的计算机，也需要给计算机指定一个号码，这个号码就是“IP地址”。计算机的地址用十进制数字表示。•实际上，每个连接在Internet上的主机分配的是一个32bit的地址。按照TCP/IP协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比特换算成字节，就是4个字节。•例如一个采用二进制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”，这么长的地址，人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。于是，上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记忆得多。清华大学出版社272.1.1IP地址2.IP构成•像电话号码包括区号和号码一样，IP地址也由两部分组成，一部分为网络地址，另一部分为主机地址。•将IP地址分成了网络号和主机号两部分，设计者就必须决定每部分包含多少位。网络号的位数直接决定了可以分配的网络数（计算方法2^网络号位数-2）；主机号的位数则决定了网络中最大的主机数（计算方法2^主机号位数-2）。清华大学出版社282.1.1IP地址3.IP地址的分类•最初设计互联网络时，为了便于寻址以及层次化构造网络，每个IP地址包括两个标识码（ID），即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID，网络上的一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）有一个主机ID与其对应。•Internet委员会定义了5种IP地址类型以适合不同容量的网络，即A、B、C、D、E5类，其构成如图2-1。其中A、B、C3类（如表1.1）由InternetNIC在全球范围内统一分配，D、E类为特殊地址。常用的是B和C两类。清华大学出版社29图2-1网络构成示意图清华大学出版社30表1.1A、B、C三类地址的区别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A126112616777214B16382128.1191.25565534C2097150192.0.1223.255.255254清华大学出版社312.1.1IP地址4.IP的分配•TCP/IP协议需要针对不同的网络进行不同的设置，且每个节点一般需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”。不过，可以通过动态主机配置协议（DHCP），给客户端自动分配一个IP地址，避免了出错，也简化了TCP/IP协议的设置。清华大学出版社322.1.2网络拓扑图绘制软件•常用的网络拓扑图绘制软件有Visio、亿图等。以Visio为例，操作过程如下：•（1）启动软件，界面如图所示•（2）选择要做的图形类别•（3）将相关设备拖放到绘图区•（4）保存退出清华大学出版社332.1.3网络设备1.互联网接入设备①调制解调器②ISDN③cablemodem④FTTB⑤ADSL接入清华大学出版社342.1.3网络设备2.局域网接入交换设备3.无线AP4.网络通信介质选型清华大学出版社352.1.3网络设备5.网络设备厂商介绍（网络查找，够用为度，突出性价比）①杭州华三通信技术有限公司②思科公司③锐捷公司④TP-LINK⑤D-Link⑥ZTE中兴通讯⑦贝尔阿尔卡特清华大学出版社362.1.3网络设备6.局域网接入的选购观点①要看接口数量及类型②要看支持的网络协议及标准③要看转发速率④要看RAM缓存容量⑤要看流量控制⑥要看是否可网管⑦要看性价比清华大学出版社372.1.4网络设备统计设备名称网络设备型号数量地点互联网接入设备H3CAolynkBR104H1技术部局域网接入交换机H3CS15261技术部无线APDCWL-3000AP2服务部，技术部清华大学出版社38任务2网络规划•2.2任务实现•2.2.1操作一：使用集线器组建小型局域网•2.2.2操作二：使用交换机组建小型局域网•2.2.3操作三：集线器与交换机的级联应用•以教科书上Page20-22的内容为实践操作内容。清华大学出版社392.2.1操作一：使用集线器组建小型局域网（1）在集线器和计算机的电源处于关闭状态，将四台计算机和集线器用直通网线连接起来。（2）打开集线器电源，启动计算机，将四台计算机的TCP/IP分别配置为192.168.1.1、192.168.1.2、192.168.1.3和192.168.1.4，子网掩码是255.255.255.0，从而形成一个局域网。（3）分别在四台计算机上运行Ping“目标IP地址”命令，可以查看网络是