毕业设计（论文）小型局域网的相关知识及组建.doc

毕 业 设 计计算机网络技术在现代社会中的应用小型局域网的相关知识及组建专 业 电子信息工程技术 班 级 08级 学生姓名 指导教师 2011年4月17日淮南联合大学机电系一、设计任务及要求：设计任务: 计算机网络技术的在生产中的应用要求: 根据所学计算机原理和检测技术等专业知识，对生产生活中的计算机信息系统进行剖析，分析其应用现状，探讨改进设计方案，进行一定量的分析计算。并就网络技术的应用前景和趋势进行展望。 指导教师签名：年 月 日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 年 月 日 三、成绩 验收盖章 年 月 日 目录摘要4前 言5第1章 局域网基础知识611 局域网的功能612 局域网的特点及其分类613 局域网常见操作系统和通信协议1014 什么是局域网的规范1415 什么是局域网中的半双工和全双工15第2章 局域网硬件设备1621 网络服务器1622 网卡1623 常用的传输介质1724 集线器1725 交换机1826 路由器1927 中继器1928 网桥2029 调制解调器（Modem）20第3章 生活中常见组网方案2231 双机互联2232 多机互联2333 共享打印机和Internet2434 ping命令25结 束 语27参 考 文 献28摘要随着经济、科技的发展和人们生活水平的不断提高，计算机已得到广泛的普及，不管是办公室、学校、饭店、宿舍等场所无处不见电脑的身影，进些年来随着网路的普及，作为计算机技术和通信技术相结合的产物，计算机网络在这个时代发挥着它不可估量的作用，对人们的工作、学习、生活、行为和思维方式都产生着重要的影响。本文简单地介绍了有关网络的基础知识以及家庭和宿舍组建小型局域网的几种方案，详细介绍了局域网经常涉及的一些应用。关 键 词：局域网 家庭组网 局域网配置 局域网应用 ping前 言随着科学技术的不断进步，计算机技术和网络技术都得到了长足的发展，越来越多的计算机连接到不同的网络中，使得计算机网络不论从结构上还是规模上都发生了很大的变化，这给计算机网络的建设提出了新的挑战，对实施网络工程也提出了新的要求。大家都知道计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、网络化的方向发展。其中计算机网络化的应用最能让我们体验到网络信息时代化已到来。在以计算机技术为代表的信息科技的发展更是日新月异，从各个方面影响和改变着我们的生活，而其中的计算机网络技术的发展更为迅速，已经渗透到了我们生活的各个方面，人们已经离不开计算机网络，并且随着因特网的迅速普及，给我们的学习与生活条件带来更大的方便，我们与外部世界的联系将更加的紧密和快速。目前我们的生活越来越离不开电脑,人们的办公，家庭娱乐，交际等等都随着电脑的到来给我们提高了办事效率带来了方便。当一台电脑工作始终功能上有些限制，于是组建局域网进行协同工作已是必须的。本文在介绍网络基础知识的条件下讲解了组建小型局域的方法与其配置，最后简单地介绍了局域网的一些基础应用。第1章 局域网基础知识局域网（Local Area Network, LAN）是相对广域网（Wide Area Network, WAN）和城域网（Metropolitan Area Network, MAN）在微型计算机大量推广使用之后逐步发展起来的一种使用范围最广泛的网络，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机网络。11 局域网的功能v 联机游戏v 文件共享v 程序共享v 资源共享v 打印共享v Internet共享v 协同工作v 网内通信12 局域网的特点及其分类局域网的特点是：连接范围小，用户数量较少，组建容易，网络速率高。局域网按照传输介质分类，可以分为有线局域网和无线局域网两种。局域网按照服务的对象分类，可以分为企业网、校园网等类型。局域网按照拓扑结构分类，可分为：总线型局域网、环型局域网、星型局域网和混合型局域网等。1.2.1 总线型局域网在总线型（也称Bus）拓扑结构的网络中，所有计算机都串接在一条电缆上，就好像是在同一条大马路上奔跑的一辆辆汽车，所以英文称其为Bus。在以太网中，由细缆作为传输介质而组建网络（10Base-2），就是一种非常典型的总线型拓扑（如图1-1所示）。图1-1 总线型（1）数据传输控制不必担心网络中的计算机会彼此分不清谁是谁。就像每一辆汽车都有一个只属于自己的车牌号码一样，每台计算机的网卡上都有一个特定的MAC地址，用以在网络中标识惟一的节点。MAC地址使得每个节点能够识别出其他计算机发送给它的信息，也能够将信息发给其他某一个具体的节点。总线型拓扑的网络往往是由一条电缆（通常是同轴电缆）组成一个段（Segment），每个段的两端都带有一个终端反射器（或称之为终端电阻），用于吸收电信号，使电信号在到达两端尽头后不再返回，从而消除对其他后续电信号的干扰。当网络上的某个站点在传送一条消息时，将发送一个电信号，该电信号从源地点出发，同时沿两个方向向两个终端前进，直到抵达电缆的尽头，并在那里被终端反射器吸收。当信号沿着电缆传送时，电缆上的每台计算机都可以检视该数据，并根据MAC地址判断数据送达的地址与自己的地址是否相同，如果相同，则说明是发给本机的，接收该数据并作出应答；否则，将置之不理。可以想象，电缆上每加入一个新的节点，就会吸收一部分信号。因此，总线型拓扑对于一条段上的节点数有限制。当节点增加到一定数量后，电脉冲将变得不再明显，信号强度会减弱到很低，误码率就会大大增加。所以，一条网段一般仅能支持30个节点。当网络中的计算机超过这个数量时，就必须增加中继器来支持附加的工作站。中继器的作用仅限增强电信号，从而使网段内可容纳的计算机数量增大。（2）总线型拓扑的优缺点总线型拓扑的优点如下：v 架设成本低在总线型拓扑的网络中，由于所有计算机都连接到一个公共通信电缆，因此，每台计算机只需要很短的电缆和连接件就能接入网络。整个网络无需购买专用的集线设备，从而大大降低了设备购置成本。v 易安装总线型拓扑不需要复杂的网络布线，将计算机插上网卡，然后再将其连接到公共电缆上即可实现与网络连接，整个操作过程非常简单。v 易扩充当需要向网络中增加新的计算机时，可以在总线上的任何一点接入。当需要增加缆线长度超过规定的距离（185m）时，可再添加一个中继器，以扩大网络的覆盖范围。总线型拓扑的缺点如下：v 故障后果严重总线型网络上的每个部件的故障，都可能导致整个网络的瘫痪。当电缆在某处断开时，由于电缆中每个部件都失去了终结点，从断点反射回来的信号会对整个电缆造成干扰。另外，当一个节点出现问题时，它发出的噪音会使整条总线陷于瘫痪。因此，总线型拓扑不适用于对网络稳定性要求较高的用户。v 故障诊断困难由于缺乏集中控制机制，因此，故障一旦产生很难具体定位，需要在网络上的各站点一一进行检查，给网络维护带来很大麻烦。由于每台计算机的连接处都会至少产生3个断点，因此，当用户数量足够多时，网络故障的定位将变得非常困难。v 传输效率低由于所有通信都需借助于一条线路完成，通信速率和效率受到严重影响，因此，不适用于工作繁忙或计算机数量较多的网络。1.2.2 星型局域网在星型（也称Star）拓扑中，网络中所有的计算机均连接至同一中枢装置（如交换机或集线器），每台计算机都分别通过一根电缆与该中枢装置相连接，集线器位于网络的中心位置，网络中的计算机都从这一中心点辐射出来，看上去就像是星星放射出的光芒（如图1-2所示），这或许就是当初为什么称该种拓扑结构为星型的原因。现在，几乎所有的网络都采用星形拓扑，或者是由星形拓扑延伸出来的树状拓扑（如图1-3所示）。 图1-2 星型 图1-3 树型（1）数据传输控制由于星型网络中所有的计算机都直接连接到集线设备（交换机或集线器）上，当一台计算机与另外一台计算机进行通信时，都必须经过中心节点。因此，可以在中央节点执行集中传输控制策略。所谓集中传输控制，是指由一个站点来控制整个网络，决定允许哪一个或哪些个站点进行信息传输。集中传输控制使得网络的协调与管理更容易，网络带宽的升级更加简单，但也成为一个潜在的影响网络速度的瓶颈。（2）星型拓扑的优缺点星型拓扑的优点如下：v 易于故障的诊断集线设备居于网络的中央，这也正是放置网络诊断设备的绝好位置。就实际应用来看，利用附加于集线器中的网络诊断设备，可以使得故障的诊断和定位变得简单而有效。通常情况下，集线设备往往均内置有LED指示灯，可以非常直观地显示每一个端口的连接状态，并对重大连接故障作出提示，从而使故障的诊断变得更加简单。v 网络的稳定性好在星型拓扑网络中，当一台计算机发生连接故障时，通常不会影响其他计算机与集线设备之间的连接，网络仍然能够正常运行，非常适用于对安全性和稳定性要求较高的用户。这一点是总线型网络所无法比拟的，也是星型网络之所以受欢迎的重要原因之一。v 易于故障的隔离当发现某个集线器和计算机设备出现问题时，只需将其网线从集线器相应的端口拔除即可，这一过程对网络中的其他计算机不会产生任何影响。v 易于网络的扩展无论是添加一个节点还是删除一个节点，在星型拓扑中都是非常简单的，只要往或从集线器上插上拔下一个电缆插头即可。当一台集线设备的端口不能满足用户需要时，可以采用级联或堆叠的方式，成倍地增加可供连接的端口。此外，当网络变得太大时，也可以通过添加集线设备的方法，成倍延伸网络的覆盖范围。v 易于提高网络传输速率由于计算机与集线设备之间分别通过各自独立的缆线连接，因此，多台计算机之间可以并行地同时进行通信，互不干扰，从而成倍地提高了网络传输效率。另外，由于网络的带宽主要受集线设备的影响，因此，只需简单地更换高速率的集线设备，即可平滑地将网络从10Mbps升级至100Mbps，甚至是1000Mbps。星型拓扑的缺点如下：v 费用高由于网络中的每一台计算机都需要有自己的电缆连接到网络集线器，因此，星型拓扑所使用的电缆往往很多。此外，中央的集线器也意味着另一笔费用，而总线型网络却无需这笔费用。所以，一般说来，星型拓扑是费用最高的物理拓扑。v 布线难由于每台计算机都有一条专用的电缆，因此，当计算机数量足够多时，如何布线就成为一个令人头痛的问题。v 依赖中央节点整个网络能否正常运行，在很大程度上取决于集线器是否正常工作，一旦集线器出现故障，则整个网络将立即陷于瘫痪。然而，尽管星型拓扑费用不菲，但其所具有的优点，使得绝大多数网络设计者仍然对之情有独钟、青睐有加，高昂费用与之所提供的高可靠性在某种程度上得到了平衡。应当说，星型拓扑是目前使用最多的拓扑结构，当然，也是本书讨论的重点。1.2.3 环型局域网在环型（也称Ring）拓扑中，网络中所有的计算机都连接到一个封闭的电缆环路上（如图1-4所示）。环型网络中的信号是由节点的相互传递来实现的，一个信号将依次通过所有的计算机，并最后回到起始计算机。（1）数据传输控制当网络中的计算机接收传输到的其他计算机发送的信息时，都将对该信息的目标地址与本机地址进行比较，如果与本机地址相同，则接收该信息；如果是发送给另一个节点的，它就将信号重发给下一个节点。由于每个信号都是所有的节点接收并重新发送，因此，传给下一个节点的信号都得到了增益。所以，即使环型网络中的节点数量很大时，也不会有信号的衰减。（2）环型拓扑的特点图 01-4环型（1）这种网络结构一般仅适用于IEEE 802.5的令牌网（Token ring network），在这种网络中，“令牌”是在环型连接中依次传递。所用的传输介质一般是同轴电缆。（2）这种网络实现也非常简单，投资最小。可以从其网络结构示意图中看出，组成这个网络除了各工作站就是传输介质-同轴电缆，以及一些连接器材，没有价格昂贵的节点集中设备，如集线器和交换机。但也正因为这样，所以这种网络所能实现的功能最为简单，仅能当作一般的文件服务模式；（3）传输速度较快：在令牌网中允许有16Mbps的传输速度，它比普通的10Mbps以太网要快许多。当然随着以太网的广泛应用和以太网技术的发展，以太网的速度也得到了极大提高，目前普遍都能提供100Mbps的网速，远比16Mbps要高。（4）维护困难：从其网络结构可以看到，整个网络各节点间是直接串联，这样任何一个节点出了故障都会造成整个网络的中断、瘫痪，维护起来非常不便。另一方面因为同轴电缆所采用的是插针式的接触方式，所以非常容易造成接触不良，网络中断，而且这样查找起来非常困难，这一点相信维护过这种网络的人都会深有体会。（5）扩展性能差：也是因为它的环型结构，决定了它的扩展性能远不如星型结构的好，如果要新添加或移动节点，就必须中断整个网络，在环的两端作好连接器才能连接。 13 局域网常见操作系统和通信协议通常将安装在服务器上的操作系统称为网络操作系统，而将安装在工作站上的操作系统称为工作站操作系统。网络操作系统是使网络上的计算机能方便、高效地共享网络资源，为网络用户提供资源访问途径以及其他基本服务的系统软件。网络操作系统除具备单机操作系统的典型功能（如内存管理、CPU管理、输入输出管理、文件管理等）外，网络操作系统还具备下列功能：l 高效可靠的网络通信能力。l 基本网络服务功能，如资源共享、文件传输、电子邮件、远程管理和打印等。一个典型的网络操作系统一般具有下列特征：l 硬件独立.网络操作系统可兼容多种硬件，例如：一般网络操作系统可支持多种网卡，可运行在不同架构的处理器上，能支持不同的拓扑结构（如总线型、环型、星型、混合型等)。l 广域网连接。网络操作系统允许通过网桥、路由交换器等实现网络连接。l 网络管理特性。网络操作系统能够管理网络资源并提供友好的人一网交互界面、支持第3方网络管理软件等。l 支持多种工作站。网络操作系统可支持运行不同操作系统的工作站，如Microsoft的Windows NT可支持DOS、OS/2、Windows 98、Windows for Workgroup、UNIX等多种客户端。l 支持多用户、多任务。l 安全性和存取控制。网络操作系统具有资源安全保障功能，提供控制用户对网络资源访问能力的方法。计算机网络进行工作时，必须有一种网络通信协议，使得各计算机网络终端之间能够相互进行“交流”，从而进行数据等信息传递。通信协议（Protocol）是计算机网络设备用来通信的一套规则，这种规则相当于各计算机网络终端彼此都能听得懂的公用语言，也像现实生活中的法律一样，大家必须遵守，按照规则进行通信。网络的协议可以概括为两类：“内部协议”和“外部协议”。内部协议在网络中一般很少涉及，它主要提供给网络开发人员使用。一般我们长说的局域网通信协议指的是外部协议。1.3.1 网络操作系统目前局域网中主要存在以下几类网络操作系统：1. Windows类对于这类操作系统相信用过电脑的人都不会陌生，这是全球最大的软件开发商-Microsoft（微软）公司开发的。微软公司的Windows系统不仅在个人操作系统中占有绝对优势，它在网络操作系统中也是具有非常强劲的力量。这类操作系统配置在整个局域网配置中是最常见的，但由于它对服务器的硬件要求较高，且稳定性能不是很高，所以微软的网络操作系统一般只是用在中低档服务器中，高端服务器通常采用UNIX、LINUX或Solaris等非Windows操作系统。在局域网中，微软的网络操作系统主要有：Windows NT 4.0 Serve、Windows 2000 Server/Advance Server，以及最新的Windows 2003 Server/ Advance Server等，工作站系统可以采用任一Windows或非Windows操作系统，包括个人操作系统，如Windows 9x/ME/XP等。在整个Windows网络操作系统中最为成功的还是要算了Windows NT4.0这一套系统，它几乎成为中、小型企业局域网的标准操作系统，一则是它继承了Windows家族统一的界面，使用户学习、使用起来更加容易。再则它的功能也的确比较强大，基本上能满足所有中、小型企业的各项网络求。虽然相比Windows 2000/2003 Server系统来说在功能上要逊色许多，但它对服务器的硬件配置要求要低许多，可以更大程度上满足许多中、小企业的PC服务器配置需求。2. NetWare类NetWare操作系统虽然远不如早几年那么风光，在局域网中早已失去了当年雄霸一方的气势，但是NetWare操作系统仍以对网络硬件的要求较低（工作站只要是286机就可以了）而受到一些设备比较落后的中、小型企业，特别是学校的青睐。人们一时还忘不了它在无盘工作站组建方面的优势，还忘不了它那毫无过分需求的大度。且因为它兼容DOS命令，其应用环境与DOS相似，经过长时间的发展，具有相当丰富的应用软件支持，技术完善、可靠。目前常用的版本有3.11、3.12和4.10 、V4.11，V5.0等中英文版本，NetWare服务器对无盘站和游戏的支持较好，常用于教学网和游戏厅。目前这种操作系统有市场占有率呈下降趋势，这部分的市场主要被Windows NT/2000和Linux系统瓜分了。3. Unix系统目前常用的UNIX系统版本主要有：Unix SUR4.0、HP-UX 11.0，SUN的Solaris8.0等。支持网络文件系统服务，提供数据等应用，功能强大，由AT&T和SCO公司推出。这种网络操作系统稳定和安全性能非常好，但由于它多数是以命令方式来进行操作的，不容易掌握，特别是初级用户。正因如此，小型局域网基本不使用Unix作为网络操作系统，UNIX一般用于大型的网站或大型的企、事业局域网中。UNIX网络操作系统历史悠久，其良好的网络管理功能已为广大网络 用户所接受，拥有丰富的应用软件的支持。目前UNIX网络操作系统的版本 有：AT&T和SCO的UNIXSVR3.2、SVR4.0和SVR4.2等。UNIX本是针对小型机 主机环境开发的操作系统，是一种集中式分时多用户体系结构。因其体系结构不够合理，UNIX的市场占有率呈下降趋势。4. Linux系统这是一种新型的网络操作系统，它的最大的特点就是源代码开放，可以免费得到许多应用程序。目前也有中文版本的Linux，如REDHAT(红帽子)，红旗Linux等。在国内得到了用户充分的肯定，主要体现在它的安全性和稳定性方面，它与Unix有许多类似之处。但目前这类操作系统目前使仍主要应用于中、高档服务器中。总的来说，对特定计算环境的支持使得每一个操作系统都有适合于自己的工作场合，这就是系统对特定计算环境的支持。例如，Windows 2000 Professional适用于桌面计算机，Linux目前较适用于小型的网络，而Windows 2000 Server和UNIX则适用于大型服务器应用程序。因此，对于不同的网络应用，需要我们有目的有选择合适地网络操作系统。网络操作系统与通常的操作系统的区别：网络操作系统是网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规程的集合。网络操作系统与通常的操作系统有所不同，它除了应具有通常操作系统应具有的处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理外，还应具有以下两大功能：(1)提供高效、可靠的网络通信能力；(2)提供多种网络服务功能，如：远程作业录入并进行处理的服务功能；文件转输服务功能；电子邮件服务功能；远程打印服务功能等。1.3.2 网络协议网络上的计算机之间又是如何交换信息的呢？就像我们说话用某种语言一样，在网络上的各台计算机之间也有一种语言，这就是网络协议，不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。网络协议是网络上所有设备（网络服务器、计算机及交换机、路由器、防火墙等）之间通信规则的集合，它规定了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义。大多数网络都采用分层的体系结构，每一层都建立在它的下层之上，向它的上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。一台设备上的第 n层与另一台设备上的第n层进行通信的规则就是第n层协议。在网络的各层中存在着许多协议，接收方和发送方同层的协议必须一致，否则一方将无法识别另一方发出的信息。网络协议使网络上各种设备能够相互交换信息。目前局域网中最常见的协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。一：NETBEUINETBEUI是为IBM开发的非路由协议，用于携带NETBIOS通信。NETBEUI缺乏路由和网络层寻址功能，既是其最大的优点，也是其最大的缺点。因为它不需要附加的网络地址和网络层头尾，所以很快并很有效且适用于只有单个网络或整个环境都桥接起来的小工作组环境。因为不支持路由，所以NETBEUI永远不会成为企业网络的主要协议。NETBEUI帧中唯一的地址是数据链路层媒体访问控制（MAC）地址，该地址标识了网卡但没有标识网络。路由器靠网络地址将帧转发到最终目的地，而NETBEUI帧完全缺乏该信息。网桥负责按照数据链路层地址在网络之间转发通信，但是有很多缺点。因为所有的广播通信都必须转发到每个网络中，所以网桥的扩展性不好。NETBEUI特别包括了广播通信的记数并依赖它解决命名冲突。一般而言，桥接NETBEUI网络很少超过100台主机。近年来依赖于第二层交换器的网络变得更为普遍。完全的转换环境降低了网络的利用率，尽管广播仍然转发到网络中的每台主机。事实上，联合使用100-BASE-T Ethernet,允许转换NetBIOS网络扩展到350台主机，才能避免广播通信成为严重的问题。二：IPX/SPXIPX是NOVELL用于NETWARE客户端/服务器的协议群组，避免了NETBEUI的弱点。但是，带来了新的不同弱点。IPX具有完全的路由能力，可用于大型企业网。它包括32位网络地址，在单个环境中允许有许多路由网络。IPX的可扩展性受到其高层广播通信和高开销的限制。服务广告协议（Service Advertising Protocol,SAP)将路由网络中的主机数限制为几千。尽管SAP的局限性已经被智能路由器和服务器配置所克服，但是，大规模IPX网络的管理员仍是非常困难的工作。三：TCP/IP每种网络协议都有自己的优点，但是只有TCP/IP允许与Internet完全的连接。TCP/IP是在60年代由麻省理工学院和一些商业组织为美国国防部开发的，即便遭到核攻击而破坏了大部分网络，TCP/IP仍然能够维持有效的通信。ARPANET就是由基于协议开发的，并发展成为作为科学家和工程师交流媒体的Internet。TCP/IP同时具备了可扩展性和可靠性的需求。不幸的是牺牲了速度和效率（可是：TCP/IP的开发受到了政府的资助）。Internet公用化以后，人们开始发现全球网的强大功能。Internet的普遍性是TCP/IP至今仍然使用的原因。常常在没有意识到的情况下，用户就在自己的PC上安装了TCP/IP栈，从而使该网络协议在全球应用最广。TCP/IP的32位寻址功能方案不足以支持即将加入Internet的主机和网络数。因而可能代替当前实现的标准是IPv6。14 什么是局域网的规范事实上各种网络结构都是有章可循的，这就是局域网规范（或称为局域网标准）。从大的方面讲，根据网络的工作原理，目前的局域网大致可分为三类，即以太网、令牌环网和ARCnet 网。其中，以太网是目前局域网中采用最多的通信协议标准，它采用CSMA/CD (载波监听多路访问/冲突检测) 技术进行信息传递。该标准定义了在局域网中采用的电缆类型和信息处理方法，在互联设备之间可以10100Mbit/s的速率传送信息包，目前约80的局域网都是以太网。由于技术的发展和用户要求的多样性，以太网又被细分成了一系列规范。例如，10 Base2以太网规范定义了构建以细同轴电缆为通信介质，网络通信速率为10 Mbit/s，网络拓扑结构为总线型的局域网的技术指标；10 Base T 以太网规范定义了构建以双绞线为通信介质，网络通信速率为 10 Mbit/s ，网络拓扑结构为星型的局域网指标。一般来说，每种局域网规范都规定了如下几项指标：· 网络通信速率，例如，10 Mbit/s、100 Mbit/s及1000 Mbit/s 等。· 局域网的结构，例如，采用总线型或星型。· 所使用的通信介质，例如，同轴电缆、双绞线或光纤。其中，每种介质中又包含了多个子类，例如，双绞线就包括了3类、4类、5类及超5类双绞线等。· 所使用的网卡类型，其中包括数据传输速率与接口类型。例如，要构建10 Base T 星型以太网，网卡的数据传输速率必须为10 Mbit/s，且必须带有RJ-45接口。· 网络中所能支持的最大用户数量。例如，构建廉价的细同轴电缆总线型网络时，每个网段中的用户数不能超过30。· 距离要求。由于随着距离的增加，信号会逐渐衰减，因此，各种局域网规范都对各种距离（如通信设备与计算机之间，各种通信设备之间等）有明确的要求。例如，在构建以集线器为核心的双绞线星型网络时，集线器与计算机之间的距离通常不超过 100m。15 什么是局域网中的半双工和全双工所谓半双工与全双工，是指通信双方信息交换的方式。其中半双工是指在同一时间通信双方只能有一方发送或接收信息，另一方只能处于等待状态。局域网中最早使用的就是这种方式。就目前来说，由于共享式局域网中的计算机都共享一条通信通道，在技术上无法实现同一时刻数据的双向通行，因此，常规的共享式网络只能工作在半双工模式。所谓全双工是指在同一时间内，通信双方都可以同时发送与接收信息。从理论上讲，全双工通信方式的数据传输速率要比半双工通信方式提高一倍。就目前来说，很多交换机和网卡都采用了全双工模式，从而使网络速率得到大幅度提高。第2章 局域网硬件设备网络硬件是构建局域网的基础，选择合适的硬件设备对局域网的组建可谓至关重要组成局域网的硬件:一是网络服务器；二是网络工作站；三是网络适配器，也叫网络接口卡或网卡；四是连接线，学名“传输介质”，主要是电缆或双绞线，还有不常用的光纤。我们把这些硬件连接起来，再安装上专门用来支持网络动作的软件，包括系统软件和应用软件，那么一个能够满足工作或生活需求的局域网也就形成了。21 网络服务器一般意义上的网络服务器即指文件服务器。文件服务器是网络中最重要的硬件设备，其中装有NOS(网络操作系统)、系统管理工具和各种应用程序等，是组建一个客户机/服务器局域网所必需的基本配置；对于对等网，每台计算机则既是服务器也是工作站。 在Novell网中，还有其他两种服务器：一是打印服务器，用来管理和控制网络中的打印任务，一台打印服务器可支持16台打印机；二是异步通信服务器，主要用于进行远程通信和与其他异步主机进行网络连接。这两种服务器在一般的LAN当中是比较少见的。如果有条件购置专门的文件服务器则更好，因为硬件上有专门考虑，我们在前面不是说服务器的硬盘存取速度对网络的影响很大吗，所以专用的服务器就对数据的存储、速度、可靠性都有考虑，诸如硬盘镜像、双工等容错技术一般都会得到应用。不过一般的小型LAN，采用P级的微机，配备一个或数个GB的大容量硬盘和一个32位的网卡也就可以满足要求了。22 网卡 网卡是一块插入微机I/O槽中，用于发出和接收不同的信息帧，以实现微机通讯的集成电路卡。它按总线类型可分为ISA网卡、EISA网卡、PCI网卡等。网卡的工作原理与调制解调器的工作原理类似，只不过在网卡中输入和输出的都是数字信号，传送速度比调制解调器快得多。网卡有16位与32位之分，16位网卡的代表产品是NE2000，市面上非常流行其兼容产品，有些叫不出名字来，一般用于工作站；32位网卡的代表产品是NE3200，一般用于服务器，市面上也有兼容产品出售。一个网络无论是采用16位或32位网卡，最好用同一品牌，以保证良好的兼容性。一般而言，兼容产品的质量还可以，对小型LAN的影响不明显，目前宜购买即插即用型。网卡的接口有三种规格：粗同轴电缆接口(RJ45接口)；细同轴电缆接口(BNC接口)；无屏蔽双绞线接口(RJ45接口)。一般的网卡仅提供一种接口，但也有提供两种甚至三种接口的。红、绿小灯是网卡的工作指示灯，红灯亮时表示正在发送或接收数据，绿灯亮则表示网络连接正常，否则就不正常。值得注意的是，倘若连接两台计算机线路的长度大于规定长度(双绞线为100米，细同轴电缆是185米)，即使连接正常，绿灯也不会亮。23 常用的传输介质 常用同轴电缆和无屏蔽双绞线作传输介质。粗同轴电缆：型号为RG11(10BASE5)，使用AVI接口，主要用于基干线(Backbone)建设。细同轴电缆：型号为RG58(10BASE2)，使用BNC接口，主要用于计算机间的网络连接，但因接头易松，可靠性差，正逐渐被双绞线取代。双绞线：双绞线又分屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP)。目前常用的UTP双绞线分五类和三类两种规格，一般的小型局域网(10M网)用三类，对可靠性、速度要求高的大LAN(100M网)用五类，使用RJ45接口。电缆(双绞线)与网卡(或集线器)的连接 一根细同轴电缆要想连接到网卡或集线器上去需要两个接头，一个是BNC型接头，一个是BNCT型接头。我们在连接两台计算机时，要先裁线，相邻两台计算机的电缆线长一般为1米2米，不要短于0.5米。然后用小刀剥去缆线端头的外皮约1.5厘米，套上附件中的细金属圆筒，将细缆中的细金属屏蔽线剪掉约06厘米长，露出硬透明塑料包裹的细芯，小心将硬透明塑料剥去0.5厘米，使细缆的铜芯裸露。把铜芯插入附件中细金属针的空腔中，然后放入卡线钳的前端一个小槽中夹紧，套上主接头，让小头先套入电缆，让细金属尖头与其余部分平齐。将细金属圆筒拉上来，套住主接头的后端，用卡线钳中间的六边形缺口用力夹紧，这就做好一个接头了。我们把电缆的BNC接头与BNCT接头有正反向的两端相接，BNCT形接头的第三端则插入网卡的BNC接口，此时，电缆就与网卡连接上了。这种连接方式会造成网络的两个末端有两个没有计算机可连的空接头，我们用终端电阻器将其“堵上”，其中一个还必须接地。双绞线需要做RJ45接头，只要把RJ45接头(水晶头)按一定标准连接到双绞线的两端，然后把RJ45接头插入网卡的RJ45接口就可以实现连接。所以网络施工的一个关键环节就是制作网线的接头。24 集线器在电脑教室里，树型网络是选择工作站连在集线器上，集线器再与服务器相连接。集线器又称HUB，是一种集中完成多台设备连接的专用设备，提供了检错能力和网络管理等有关功能。HUB有三种类型：1、对被传送数据不做任何添加的Passive HUB，被称为被动集线器；2、能再生信号，监测数据通讯的Active HUB，被称为主动集线器；3、能提供网络管理功能的Intelligent HUB，被称为智能集线器。还有一种特殊的HUB，称为中继器(Repeater)，用于连接同类型的两个局域网或延伸一个局域网。当我们安装一个局域网而物理距离又超过了线路的规定长度时，就可以用它进行延伸；中继器也可以收到一个网络的信号后将其放大发送到另一网络，从而起到连接两个局域网的作用。类似于中继器的另一个设备叫网桥(Bridge)，但网桥多了一个“过滤帧”的功能。一个网络的物理连线距离虽然在规定范围内，但由于负荷很重，可以用网桥把一个网络分割成两个网络。这是因为网桥会检查帧的发送地址和目的地址，如果这两个地址都在网桥的这一半，那么网桥的另一半就不会受到这个帧的影响，这就可以降低整个网的通讯负荷，这个功能叫“过滤帧”。要连接遵守不同网络协议的网络，就要使用路由器(Router)，如果两个网络不仅网络协议不一样，而且硬件和数据结构都大相径庭，那么就用网关(Getway)。不过，这两个东西在一般的局域网中几乎不用。 25 交换机交换机（switch）是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。在计算机网络系统中，交换概念的提出是对于共享工作模式的改进。HUB集线器就是一种共享设备，HUB本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以 HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽。交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的 MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照MAC地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。交换机是一种基于MA