家庭局域网组建与Internet共享.doc

家庭局域网组建和 Internet 共享 系 部： 信息工程系 学生姓名： 付焱 专业班级： 网络 08C1 学 号： 083421117 指导教师： 韩雪芳 2010 年 11 月 2 日 目录目录 一、引言一、引言 .1 1 二二. .家庭局域网的必要性家庭局域网的必要性 .1 1 三三. .家庭局域网的选型家庭局域网的选型 .2 2 .家庭局域网方式 .2 1.需求性.2 2.持续性.2 3.成本.2 .家庭局域网的拓扑结构 .2 .网络协议 .3 1.TCP/IP 协议 .3 2.NETBEUI 协议 .3 3.IPX/SPX 协议 .4 四四. .家庭局域网接入家庭局域网接入 INTERNETINTERNET 的方式的方式 .4 4 .使用调制解调器拨号方式接入 .4 .使用 ISDN 方式接入 .5 .使用 CABLE有线方式接入 .5 .使用 ADSL 方式接入 .5 五五. .家庭局域网组建案例家庭局域网组建案例 .6 6 案例一 .6 1.前期分析.6 2.操作步骤.6 3.网络测试.12 .案例二 .13 1.前期分析.14 2.设备选购.14 3.操作步骤.14 5.网络测试.17 、家庭局域网安全和维护 .18 1.家庭局域网安全定义.18 2.安全威胁.18 3.安全维护措施.18 六总结六总结 .2525 致谢致谢 .2626 参考文献资料参考文献资料 .2626 1 家庭局域网组建和家庭局域网组建和 Internet 共享共享 摘要摘要: :21 世纪是一个以网络为核心的信息时代。随着生产、生活水平的不断提高，人类 对网络通信的需求也在不断提高。在计算机网络发展过程中，局域网技术一直是最为 活跃的领域之一，家庭局域网组建与 Internet 共享也就是将家里独立的终端设备连接 起来，并通过一定接口连接到广域网。使得各个终端不但可以互相访问，还能使其均 能够访问互联网上的内容。本课题首先要对家庭局域网进行剖析，先介绍家庭组网的 必要性,而后讨论家庭组网的选型，接着探讨接入 Internet 的技术。最后举一个实例 来相对全面地阐述了一个简单家庭局域网的组建及接入因特网过程。 关键字：关键字：家庭局域网、共享 一、引言一、引言 随着电脑的价格不断下降，人民收入的日益提升，以及人们对电脑需求性不断增 加，电脑不再是“神秘” “昂贵”的代名词，而是每个家庭的必需品。近年来电脑更新 换代速度较快，很多软件对电脑硬件需求也比较高，很多用户发现数年前的电脑已经 不能满足当前使用需求。于是，旧的电脑还没有瘫痪就购置了更高性能的电脑。 某些家庭的家庭成员需要使用电脑的次数频繁，为了避免使用时间上的冲突，这 些家庭都会购置两台以上电脑。有些家庭成员为了满足工作和学习需要，还会添置了 笔记本电脑来满足移动办公学习的需求。近年来 HTPC 也变得很流行。如果遇到数据转 移，传统的方式就是用 U 盘当传输介质，这个方法显然很麻烦，而如果将这些电脑组 建成一个局域网，通过局域网进行数据的传输和共享，那么资源利用率将会提高很多。 家庭成员还可以共享一个账号访问 Internet。 不少家庭虽然意识到构建局域网的必要性，但因为知识水平这个关键因素的制约， 许多家庭的多台电脑中只有一台连接了互联网。为此，我利用了所学的知识，综合了 相关的书籍、文献内容并通过动手实践，对本课题展开了研究分析。下面我先对组建 家庭局域网的必要性和构建局域网注意要素进行简单的阐述，再对家庭局域网的组建 方案以及家庭局域网的安全维护进行较为详细的介绍。 二二. .家庭局域网的必要性家庭局域网的必要性 网络由若干个结点和连接这些结点的链路组建。网络中的节点可以是计算机、集 线器、交换机或者路由器等。网络又分为广域网（WAN） 、城域网（MAN） 、局域网 （LAN） 。家庭局域网也可以称作 SOHO(Small Office and Home Office)。 家庭局域网组建主要是为了实现家庭成员可以在同一时间使用同一个宽带账号访 问互联网。同时可以充分利用有限的资源，例如打印机。而且局域网传输速率高（通 常在 10Mb/s100Mb/s 之间） 、误码率低（通常低于 0.0000001） ，因此利用局域网进行 2 数据传输快速可靠。 所以家庭局域网将会提高家庭成员的学习、工作效率，还能节约接入广域网的成 本。 三三. .家庭局域网的选型家庭局域网的选型 .家庭局域网方式家庭局域网方式 组建家庭局域网的方案有很多，每个家庭应该根据自己的实际情况而决定家庭局 域网结构。一半需要考虑到以下三点。 1.1.需求性需求性 首先就是要考虑到家庭成员的需求，有些用户比较喜欢无线局域网，以无线电波 作为传输介质不但避开了布线的困扰，而且电脑的位置变动也更加自由、灵活。有些 家庭租房居住，房东不让改变房屋构造和墙体外貌，该类用户选择无线局域网方案将 是明智之选，今后换房只需将几件小巧的网络设备带走即可。 2.2.持续性持续性 再者需要考虑到今后网络的管理性、拓展性和维护性。在选择中心设备时需要查 看该设备相关信息，例如其是否具备流量限制功能、IP 与 MAC 绑定功能、带宽分配功 能等。需要用到无线功能的用户需要查看无线路由加密方式是否还是陈旧的，容易被 别人蹭网。 拓扑性需要考虑到，如果增加主机，如否方便添加到局域网，而且不影响到其他 主机的正常学习、娱乐。 维护性主要就是传输介质问题，如果在墙体内的双绞线出现了故障维护起来就比 较麻烦。中心连接设备上只要做到夜里没人使用电脑的时候能够关闭就好了。 3.3.成本成本 最后需要在满足前两点的情况下考虑到组网成本。虽然现在的网络设备和所需耗 材日趋便宜，但也不需要浪费。例如家庭宽带带宽范围一般是 2M 到 10M，电脑数量是 2 至 5 台，网卡为百兆级的网卡，综合上述家庭局域网所采用的传输线使用五类双绞线 即可满足需求，而不需采用光纤。 3 .家庭局域网的拓扑结构家庭局域网的拓扑结构 目前大多数家庭局域网都是采用星型拓扑结构。 总线型拓扑结构采用一条传输线作为传输介质，所有站点直接连接到这条主干传 输线上。所以总线型拓扑结构中所有站点位于同一个冲突域（带宽域） 。这样一来如果 计算机用户增加了，那么他们的传输速率便会减少。而且总线型结构的局域网故障检 测比较麻烦。 星型拓扑结构采用一个中心汇接设备，使用双绞线作为通信介质，便于网络布线， 而且成本较低；扩展性好；故障检测和隔离容易，易于维护；便于管理，计算机之间 互不影响。 环型拓扑结构数据按固定的方向绕环传输，没有信道冲突问题，但其网络管理同 样比较复杂，网络吞吐量小，不适合大信息流量的应用。而且同样是局域网出现故障 检测麻烦。 综上所述，家庭局域网还是选择星型拓扑结构方式组建去合适。 .网络协议网络协议 通信协议是一组程序，是网络进行通信的一种约定，没有它，网络就不能通信。 家庭网络一般使用 TCP/IP 协议和 NetBEUI 协议，如果用户经常玩一些联机游戏， 可选择安装 IPX/SPX 兼容协议，因为许多游戏都需要该协议的支持；在此详细介绍以 下几种协议。 1.TCP/IP1.TCP/IP 协议协议 TCP/IP 是“transmission Control Protocol/Internet Protocol”的简写，中文 译名为传输控制协议/互联网络协议）协议， TCP/IP（传输控制协议/网间协议）是一 种网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之 间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP 是 Internet 的基础协议，也是一种电脑数据 打包和寻址的标准方法。 该协议特点： 开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。 独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网中。 统一的网络地址分配方案，使得整个 TCP/IP 设备在网中都具有惟一的地址。 标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。 4 2.NETBEUI2.NETBEUI 协议协议 NetBEUI 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。 该协议特点： NetBEUI 协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置， 特别适合于在“网络邻居”传送数据。所以建议除了 TCP/IP 协议之外，局域网的计算机 最好也安上 NetBEUI 协议. 3.IPX/SPX3.IPX/SPX 协议协议 Internet 分组交换/顺序分组交换 IPX/SPX(Internetwork Packet Exchange/Sequences Packet Exchange)是 Novell 公司的通信协议集。与 NetBEUI 形成鲜明区别的是 IPX/SPX 比较庞大，在复杂环境下具有很强的适应性。这是因为 IPX/SPX 在设计一开始就考虑 了网段的问题，因此它具有强大的路由功能，适合于大型网络使用。当用户端接入 NetWare 服务器时，IPX/SPX 及其兼容协议是最好的选择。但在非 Novel 网络环境中， 一般不使用 IPX/SPX。 该协议特点： IPX 是 NetWare 最底层协议的，只负责数据在网络中的移动，并不保证数据传 输是否成功。 SPX 在协议中负责对整个传输的数据进行无差错处理。 具有很强的适应性，安装方便。 具有路由功能，可以实现多网段间的通信。 IPX/SPX 协议一般可以应用于大型网络（比如 Novell）和局域网游戏环境中。 四四. .家庭局域网接入家庭局域网接入 InternetInternet 的方式的方式 家庭网的一个重要应用就是多机共享账号访问 Internet。局域网接入 Internet 方 式很多，最早的有 Modem、ISDN、DDN，后来有 ADSL、Cable Modem、LAN 和卫星接入等。 下面探讨几种家庭局域网接入 Internet 方式。 .使用调制解调器拨号方式接入使用调制解调器拨号方式接入 调制解调器是一种信号转换装置，它可以把计算机的数字信号调制成通信线路的 模拟信号，再将通信线路的模拟信号解调回计算机的数字信号，其作用是将计算机与 5 公用电话线相连接，使得现有网络系统以外的计算机用户，能通过拨号方式利用公用 电话网访问计算机网络系统。从而实现个人计算机与 ISP（Internet 接入服务商， Internet Server Provider）的互相通信。 调制解调器速率有 14.4Kb/s，28.8Kb/s、33.6Kb/s、56Kb/s 等。可见其速率已经 满足不了当前用户的需求了。 .使用使用 ISDNISDN 方式接入方式接入 ISDN（Integrated Service Digital Network）的中文名称是综合业务数字网， 俗称“一线通” 。它除了可以用打电话，还可以提供诸如可视电话、数据通信、会议电 视等多种业务，从而将电话传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络 中进行传输和处理，这也就是“综合业务数字网”名字的来历 同样其速率不够快，而且需要的设备也相对当前的 ADSL 较多，其普及率也不高。 .使用使用 CableCable 有线方式接入有线方式接入 Cable 有线接入技术是建立在高质量双向有线电视网基础上的，以 HFC （Hybrid Fiber Coaxial）为主要传输介质，就是光纤同轴电缆的混合网，是一种新型的宽带网 络。Cable 有线接入可以提供上/下行 10Mbps 以上的带宽，并且具有抗干扰、数据传输 较快的特点，作为宽带网的接入有比较明显的优势。采用光纤和电缆作为传输介质， 具有丰富的频带资源，而且不存在由于电话线质量和串扰引起的问题。随着新标准的 推行，Cable Modem 的价格与普通调制解调器接近，使接入成本降低，对用户十分有利。 另外，我国的有线电视经过了十几年的发展，已经相当普及，利用有线电视网络资源 实现宽带接入有很大优势，很多比较偏远的学校也可以接入。基于 HFC 结构，利用 Cable Modem 实现数据接入服务，还能提供交互式数字电视服务以及多媒体信息服务。 Cable 有线接入技术的网络拓扑结构相对比较落后，信道带宽是整体用户所共享的， 一旦用户数增多，每个用户所分配的带宽就会急剧下降；另外，因为传输广播电视信 号要占用部分的通信频带，剩余的频带资源无法满足宽带网高速数据传输的要求。 所 以采用 Cable 有线方式接入的用户会发现网路很不稳定。而且这类用户不适合玩网络 游戏。 .使用使用 ADSLADSL 方式接入方式接入 ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line ，非对称数字用户环路）是一种 新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称，因此称为非对称数字用户线环路。 它与 ISDN、DDN 等技术一样以电话网络为基础，以电话双绞线为传输介质，可以充分 利用现有的已经铺设好的电话线路，而无需重新布线、构建基础设施，只需在现有铜 6 绞线的两端分别加上一个调制解调器，即可使传输速率增加几十倍，所以改造投入小， 比较经济。ADSL 是众多 DSL 技术中较为成熟的一种，其带宽 固定，带宽大小随费 用而改变。因此 ADLS 普及率最广 。 五五. .家庭局域网组建案例家庭局域网组建案例 组建局域网并共享上网的形式有很多，但是在局域网共享上网的实现上，无论通 过路由器等硬件设备上网，还是用系统自带的 Internet 连接共享，或者用网关类软件、 代理服务器软件等上网，它们的原理都是相同的，接下来我列举两个典型案例。 案例一案例一 小王夫妇，两人均有一台笔记本，而租房只有一个上网端口，上网方式为 ADSL 宽 带拨号上网。两人每次都是谁需要上网，谁就把网线连接到自己笔记本上。因为两人 作息时间较为相似，所以在上网时间上总是发生冲突。 1.1.前期分析前期分析 共享上网是通过使用代理或者使用路由方式，原理都是一样。当内部的机器与 外部的机器连接时，需要先通过有合法外网地址的主机把内网 IP 地址转换为合法的外 网 IP 地址，这就是网络地址转换（Network Address Translation） ，简称 NAT。 现在一些地区的运营商会采用 MAC 地址绑定到 IP 地址的方法来阻止用户共享使 用网络，宽带路由器则可以提供 MAC 地址克隆功能，轻松的突破这种限制来共享上网。 还有一些地区的运营商对使用宽带路由器共享上网也进行技术限制，主要是通 过检查 IP 报头里的标识，或者时间戳。一旦检测到检查到某一账号的用户在共享上网 就会对该账号进行限制。我们宿舍的“天翼”如果被检测到就会只能上 QQ，不能打开 网页。那是因为上网浏览网页时使用 TCP 协议，QQ 是使用 UDP 协议，UDP 协议是加密 的，运营商不能解密。所以只能对 TCP 数据包进行干扰。 由于各地 ISP 对用户的政策不同，像是我们家那里的电信，网通都不会对用户 进行任何限制。因此要因地制宜地找出解决办法。 如果用户的当地 ISP 和我们那边一 样善良，可以无需购置其他设备，也无需下载第三方软件即可实现两人同时上网。下 面我将动手完成所需实验。 2.2.操作操作步骤步骤 下文中将对两台笔记本称为笔记本 A 和笔记本 B。 7 第一步，先配置笔记本 A，首先确保笔记本的所需协议均以安装完成。然后设置笔 记本标识，方便区分自己电脑和另外一台。右击我的电脑，在弹出的菜单中单击“属 性” 。再点击“计算机名如” 。如图 1.1 所示。点击“更改”便可以更改网络标识了。 图 1.1 第二步，打开网上邻居后，为家庭或小型办公室设置无线网络。如图 1.2 所示。 图 1.2 第三步，设置网络名，点击手动分配网络密钥。这样就可以手动连接到网络，而 且如果附近有多个网络的话，也可以辨别目标网络。如图 1.3 所示。 8 图 1.3 第四步，点击下一步后，并设置密钥，如图 1.4。这样就可以防止别人未经过授权 就加入网络。 图 1.4 第五步，配置 TCP/IP 协议，右击“本地连接” ，选择“属性” 。如图 1.5。配置详 情如图片 1.6 所示。 9 图 1.5 图 1.6 第六步，在无线网络连接属性中的无线网络配置中设置高级选项，如图 1.7。 10 图 1.7 第七步，手动添加前面新建的网络连接，如图 1.8。也可以通过搜索连接。 图 1.8 第八步，在图 1.9 中红框标出的地方打钩。 11 图 1.9 第九步，笔记本 A 的无线连接 IP 设置为 ，子网掩码为 ，其他不填。 第十步，笔记本 B 的无线连接 IP 设置为 ，子网掩码为 ，网关为 ，DNS 可以在笔记本 A 连接后，打开命令行，输 入“ipconfig/all”得知。如图 1.10 可知首选 DNS 服务器地址为 61.711.71 备用地址 为 。 图 1.10 第十一步，笔记本 B 通过搜索便可以发现笔记本 A 新建的无线网络，如图 1.11 所 示，点击连接“syfuyan”网络即可。 12 图 1.11 3.3.网络测试网络测试 如果在 workgroup 中能够够看到对方的计算机，如图 1.12 所示，这时可以尝试用 其中的一台笔记本共享文件，查看另外一台笔记本是否可以通过局域网将该文件复制、 粘贴过来如图 1.14。如果可以，说明局域网已经成功。在笔记本 A 的宽带连接时，笔 记本 B 也能访问 Internet。说明 Internet 共享也已经完成。 图 1.12 13 图 1.13 图 1.14 .案例二案例二 张先生购置了一套一百二十平米的新住房，该房屋户型为三室一厅。书房有一个 可以连接到广域网的接口。房屋经装潢已经基本完毕。家中具有两台台式电脑和一台 14 笔记本。两台台式电脑均放在书房，其中性能较低的一台供张先生夫妻来工作、炒股， 另外一台供张先生儿子学习、娱乐。笔记本放在张先生卧室，一般只用来处理在单位 未完成的工作或者查阅资料。张先生想将三台电脑组建成局域网，平时能够进行数据 的共享和传输，并希望三台电脑都可以共享一个宽带账号同时上网。 1.1.前期分析前期分析 三台电脑组建局域网并要求能共同时访问互联网，通过一代电脑作服务器的上网方 式显然显得不合适，现在宽带路由器已经很便宜了，而且功能也越来越多。所以我认 为采用星型拓扑结构组网，以路由器为中心设备，这个方案最合适。 三台电脑不是放在同一个房间，如果全部采用有线接入方式。难免要面临穿墙凿洞 的麻烦。所以放在卧室的笔记本电脑可以采用无线电波作为传输介质。这时路由器必 须具备无线功能。 两台台式机放在书房，位置一般都不会去改动。而且其中一台性能较低，如果装上 无线网卡，它的速度将会受到不少影响。而且用双绞线作为传输介质，网络受到干扰 也比无线的要少。炒股如果遇到网络繁忙，玩游戏如果遇到网络延时都会影响到用户 心情，而且可能造成经济上的一定损失。 综合以上几点原因，我认为两台台式机可以采用有线方式接入路由器，笔记本通 过无线方式接入路由器，三台电脑通过路由器共享一个上网账号的方案最合适用户。 2.2.设备选购设备选购 因为主板都带有集成百兆网卡，所以网卡则无需另外购买。 小区现在都已经被网络运营商覆盖，家中都配备了一个上网接口，只要到当地营业 厅缴纳费用即可获得上网账号和密码，所以 ADSL modem 也无需。 只需购买具有无线功能的 4 口路由器和数米网线。 3.3.操作操作步骤步骤 本实验采用的路由器为友讯（D-Link）DIR-615L 802.11N 无线宽带路由器。 第一步，将双绞线连接路由器 WAN 与外网连接端口，两台台式机连接路由器 LAN 接口。 第二步，在其中一台台式机上登录路由器进行相关设置，一般路由器的地址为 或者 ，具体见其品牌的说明书。本路由地址为 ，进入登陆界面，输入账号密码即可登录，该路由的缺省账号为 admin， 密码为空。可以进入路由器后更改。图如 2.1. 15 图 2.1 图 2.2 第三步进入后，进行因特网安装，选择动态 PPPOE 接入方式，然后输入账号 和密码。如果家里的宽带使用的是包年或者包月的套餐，连接模式可以选择“总 是” ，不然选择“手动” 。如图 2.3 所示。 16 图 2.3 第四步开启 DHCP 功能，如图 2.24，开启是为了路由器给客户机自动分配 IP 地址。 如果关闭该功能，则需要自己手动配置 TCP/IP 协议。 图 2.4 第五步开启无线功能同时需要输入网络密码和 SSID，前者是因为防止别人蹭网， 后者是方便自己辨识自己的网络。设置好了重启路由器即可。 17 图 2.5 第六步下面需要在本地连接中设置一下 TCP/IP 协议，如果路由器开启了 DHCP 功 能，PC 的 IP 设置为自动获取即可。如果没有开启，只要 IP 地址和路由器的在同一网 段即可，子网掩码要和路由器的一致。例如表格 2.1。笔记本电脑需要配置无线连接的 TCP/IP 协议。然后搜索到自己创建的无线网络，点击连接即可。 表格 2.1 设备IP 地址子网掩码网关 台式机 A 台式机 B 笔记本 5.5.网络测试网络测试 先测试 TCP/IP 协议 用 ping 命令在 MS-DOS 下 ping 。如图 2.6 所示则表示协议正常。 图 2.6 18 如果出现“Request timed out”则表明超时，需要重新安装协议。 测试主机之间连通性 同样方法查看主机之间是否可以 ping 通。如果不通，查看一下网络设置是否存在 错误，以上 3 个都 Ping 通后，说明网络配置无误，可以进行下一步操作。 查看是否各台主机是否均能访问互联网 如果三台都不能访问，则要先查看在路由器设置中的账号密码是否有问题。如果 确定无误，可以打电话给 ISP 客服咨询一下，有可能是他们那边出故障了，暑假的时 候我曾遇到过这个情况，一开始还认为路由坏了。 如果其中有一台可以上网，其他一台或者两台不能上网。台式机可以换一台接口 试试。也有可能是病毒造成电脑不能上网，可以安装杀毒软件查杀一下。实在不行， 备份一下重要资料，然后重新安装系统。 、家庭局域网安全和维护、家庭局域网安全和维护 1.1.家庭局域网安全定义家庭局域网安全定义 家庭局域网安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶 然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服 务不中断。网络安全从其本质上来讲就是网络上的信息安全。 2.2.安全威胁安全威胁 家庭局域网的使用人员一般都是家庭人员，所以家庭局域网的内部安全性问题不 像是企业、单位的那样需要过多关注。它的主要安全性问题都来自于互联网。例如黑 客攻击，感染病毒。如果组建的是无线局域网，还需要防止未知用户非授权访问。 3.3.安全维护措施安全维护措施 第一时间给系统打上补丁。如图 3.1 为启动 windowsXP 自带更新程序。 19 图 3.1 也可以使用第三方软件打补丁，例如金山卫士。 图 3.2 20 安装杀毒软件和网络防火墙。开启监控防御，并定期杀毒。 图 3.3 金山卫士偏向于辅助，金山毒霸则为主动型杀毒软件，金山网镖是为电脑在浏览网 页时保驾护航。三个软件虽然有相似的功能，但是侧重点不同。所以建议三个软件 都安装。 图 3.4 21 图 3.5 图 3.6 要具有防护意识，养成杀毒习惯。不要乱打开陌生链接。下载完的资源，U 盘打开 前需要先杀毒。如图 3.7。 22 图 3.7 无线局域网可以隐藏网络标识并且设置局域网连接密码。安全模式尽量选择最新的。 图 3.8