孟庆伟主编第七章 计算机的网络设备和局域网的组建.ppt

孟庆伟主编胡娟莉孙陆鹏副主编,计算机组装与维护,中国铁道出版社,高职高专计算机实用教程系列规划教材（电子教案）,第七章计算机的网络设备和局域网的组建,教学目标：通过本章的学习，要求读者掌握计算机常见网络设备的使用方法，并掌握家庭局域网的组建方法。教学重点与难点：网卡的选购和安装。交换机和路由器的选购。家庭局域网的组建方法。,7.1常见的网络设备,7.1.1调制解调器modem，是指modulator（调制器）与demodulator（解调器）的简称，中文称为调制解调器。人们根据modem的谐音将它简称为“猫”。分为内置式和外置式，特殊的有笔记本电脑上的PCMCIA插卡式modem。,7.1常见的网络设备,7.1.2网卡网卡：也叫网络适配器（adapter）或网络接口卡NIC（NetworkInterfaceCard），是计算机连接网络必不可少的接口设备，是局域网中最基本的部件之一。功能：网卡一般具备数据转换、数据缓存、通信服务三大功能。网卡按接口类型分为RJ-45接口网卡、BNC接口网卡和AUI接口网卡。后两种由于速率过慢已经淡出了市场，目前最常用的是RJ-45网卡。无线网卡：无线网卡是终端无线网络的设备，是无线局域网的无线覆盖下通过无线连接网络进行上网使用的无线终端设备。,7.1常见的网络设备,内置网卡USB转RJ45网卡无线网卡,BNC接口网卡AUI接口网卡,7.1常见的网络设备,7.1.3交换机交换机：（switch）也叫交换式集线器，它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用功能。交换机的功能：学习、转发/过滤、消除回路。交换机的交换方式：直通方式（cutthrough）、存储转发方式（store&forward）、碎片隔离方式（fragmentfree）。,7.1常见的网络设备,交换机的分类按网络覆盖范围：广域网交换机和局域网交换机。按应用规模：接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机。交换机的结构：固定端口交换机和模块化交换机。交换机工作层协议：二层交换机和三层交换机。可管理性：可管理型交换机和不可管理型交换机,光纤交换机汇聚层交换机核心交换机,7.1常见的网络设备,7.1.4路由器路由：指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点的活动。路由器（Router）：是互联网的主要结点设备，它通过路由决定数据的转发，转发策略称为路由选择（routing）。它能将不同网路、网段或VLAN之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互读懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。,7.1常见的网络设备,7.1.4路由器功能实现局域网和广域网之间的网络互连。有效隔离不同的网络，使之免受入侵。对经过路由器的数据包选择最佳传输路径并送到目的站点。提供网络管理功能，包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。减少过度的流量，有效地将数据包从一个网络传输到另一个网络。仅转发特定地址的数据包，可有效防止广播风暴。,7.1常见的网络设备,7.1.4路由器路由器与交换机的区别在路由过程中，信息至少会经过一个或多个中间结点。通常，人们会把路由和交换进行对比，这主要是因为在普通用户看来两者所实现的功能是完全一样的。其实，路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的第二层（数据链路层），而路由发生在第三层（网络层）。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需要使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。路由器一般安装在网络的“骨干”部位，而交换机工作在基层。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择，这也是路由器名称的由来。,7.1常见的网络设备,7.1.4路由器路由器工作原理路由器进行“翻译”工作利用的是一种用于翻译的字典路由表。路由表保存着各种传输路径的相关数据，如子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名称等，如下表所示。路由表可以由系统管理员固定设置，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。,7.1常见的网络设备,7.1.4路由器路由器工作过程第一步主要是对数据的完整性进行验证。当数据包到达路由器时，根据网络物理接口的类型，路由器调用相应的链路层功能模块，以解释处理此数据包的链路层协议报头。这一步处理比较简单。第二步是路由器功能的核心。在链路层完成对数据帧的完整性验证后，路由器开始处理此数据帧的IP层。根据数据帧中IP包头的目的IP地址，路由器在路由表中查找下一跳的IP地址；同时，IP数据包头的TTL（timetolive）域开始减数，并重新计算校验和（checksum）。第三步根据路由表中所查到的下一跳IP地址，将IP数据包送往相应的输出链路层，被封装上相应的链路层包头，最后经输出网络物理接口发送出去。,7.1常见的网络设备,7.1.4路由器路由器分类1.按处理能力：高端路由器和中低端路由器。高端路由器指背板交换能力大于40Gbit/s的路由器。中低端路由器指背板能力低于40Gbit/s的路由器。2.所处网络位置：核心路由器和接入路由器。核心路由器位于网络中心，通常使用高端路由器。核心路由器要求有快速的包交换能力与高速的网络接口，通常是模块化结构。接入路由器位于网络边缘，通常使用中低端路由器。3.按功能分：路由器可分为通用路由器和专用路由器。通用路由器就是通常所说的路由器。专用路由器通常为实现某种特定功能对路由器接口、硬件等作专门优化。,7.1常见的网络设备,7.1.4路由器路由器分类4.按性能：路由器可分为线速路由器和非线速路由器。所谓线速是指在接口媒体能力范围内以最大速度收发数据包。特定端口上线速能力和转发数据包的大小有关。通常线速路由器是指高端路由器，能以媒体速率转发数据包。非线速路由器是指中低端路由器，但是一些新的宽带接入路由器也有线速转发能力。5.系统结构：路由器可分为模块化结构路由器和非模块化结构路由器。模块化结构路由器是指可以按照要求灵活配置的路由器，其可以适应用户不断增加的需求。非模块化结构路由器是指端口配置固定的路由器。通常中高端路由器为模块化结构，低端路由器为非模块化结构。,7.1常见的网络设备,7.1.4路由器,7.2常见的家庭上网方式,7.2.1电话拨号上网普通电话线，MODEM作为主要网络设备，带宽只有56Kbit/s，退出市场。,201电话上网流程：201#,1#,卡号#,密码#,16900#,7.2常见的家庭上网方式,7.2.1电信/网通用户专线（ADSL）上网ADSL是指asymmetricdigitalsubscribeLoop（非对称数字用户环路）的缩写。它是一种通过现有的普通电话线为家庭、办公室提供高速数据传输服务的技术。它能够在现有的铜双绞线，即普通电话线上提供8Mbit/s的高速下行速率，速率远高于ISDN。而上行速率有1Mbit/s，是普通电话拨号modem的百倍以上，传输距离能达35km。利用现有的电话线网络，在线路两端加装ADSL设备，即可为用户提供高宽带服务。由于不需要重新布线，降低了成本，进而降低了用户的上网费用。,7.2常见的家庭上网方式,Adsl连接示意图,7.2常见的家庭上网方式,7.2.3有线电视上网通过有线电视线路上网也是这几年出现的一种上网方式，其优点是接入布线非常方便，原来装有有线电视的用户开通该项服务后，只要加上一个电缆调制解调器（cablemodem）就可以上网了。所谓cablemodem，又名线缆调制解调器。有了它，就可以利用有线电视网进行数据传输。电缆调制解调器主要是面向计算机用户的终端，它连接有线电视同轴电缆与用户计算机之间的中间设备。,7.2常见的家庭上网方式,7.2.4ISDN一线通上网一线通（IDSN）是中国电信在拨号上网方式之后推出的另一种适合家庭用户上网方式。ISDN（窄带综合数字业务网）是在IDN的基础上发展而来的。它所支持的范围非常广泛，不但可以提供话音业务，而且可以提供数据、图像和传真等各种电话通信业务。用户可以只是在需要的时候才接入网络，也可以直接实现专线的接入服务。ISDN给用户提供的是标准的用户网络接口，使一对普通的网线最多可以连接8个终端，而为多个终端提供多种通信的综合服务，从而成为真正的“一线通”。一线通将电话线分成几个信道，传输速度提高，可以同时上网、打电话、发传真，上网速度也能提高2倍以上。但费用比电话拨号上网更高，家庭得具有足够的经济实力。这种上网方式比较适合于专业人士，所以不是非常普及。,7.2常见的家庭上网方式,7.2.5城域网上网城域网是一个很大的局域网，这种上网方式只是个别地区出现过，例如山东三联电子信息有限公司建了个目前亚太地区最大的“局域网”百灵信息网，实现了语音、图像和计算机数据信息的交互式高速传输和服务，开创了我国企业独立建设商用信息高速公路的先河。百灵信息网在用户的接入方式上，采用光缆到楼、双绞线到户的方式，不再占用电话线路，取代了传统的电话拨号方式，在费用上则以包月的方式结算，可以每天24小时在线，价格十分便宜。目前山东三联电子信息有限公司已在济南大部分城区架设了自己的光缆，建立了属于自己的城市局域网。,7.2常见的家庭上网方式,7.2.6电力线上网比起现行的电话拨号和LAN接入互联网方式，电力线上网显然更具有亲和力。只要是在PLC(PowerLineCommunication)覆盖的区域内，计算机单独安装PLC调制解调器的用户，在房间任何有电源插座的地方，都可利用低压电线享受不低于512kbit/s的网络连接速率。用PLC上网需要增加的设备有两种：PLC的局端设备以及PLC调制解调器。其中，PLC调制解调器放置在用户家中，局端设备一般放置在楼宇的配电室内。随着上游芯片厂商在14Mbit/s产品技术上相对成熟，目前PLC设备的整体投入在不断下降，当前14Mbit/s的PLCmodem产品，其成本价已经降低到与ADSLmodem相仿的水平，而局端设备则便宜很多。目前这种上网方式国内只有北京等几个城市有试点，不是很普及。,7.2常见的家庭上网方式,7.2.7DDN数字专线上网DDN（DigitalDataNetwork，数字数据网，即平时所说的专线上网方式），通过专线上网，速度很快，但无论有无数据传送，数字专线总处于连通状态，用户都得为占用网络资源而付费。所以，对一般家庭用户使用较少。这种接入主要是企业使用，只有少数对网络品质要求较高的用户会使用该方式上网。其最大的缺点就是价格昂贵。,7.2常见的家庭上网方式,7.2.8无线上网卡移动上网采用一张带无线天线的笔记本PC槽扩展卡让笔记本不需要通过AP就能上网，这种技术其实也是借助手机的无线地面基站，例如中国联通的“CDMA技术”就可以支持这种功能，目前较常见的是CDMA1X上网卡，很多使用笔记本的网友都十分感兴趣。无线上网卡的上网速度比较慢，例如CDMA1X带宽也是140K这样，实际使用时大概也就1020Kbit/s左右，但是费用比较高，有按流量计费和包月计费等不同方式，收费标准也不是很统一。,7.3简易家庭局域网的组建,7.3.1双机互联1.双机互连：双机直接电缆连接也称为串、并口连接，其借助于两台计算机上的串口（COM）或并口（LPT）或者USB口，通过一根电缆实现数据的传输和资源的共享。在双机互连方案中，由于直接使用电缆连接只需要一根通信电缆，可以不用任何额外的硬件设备，而且操作简单、方便，所以深受用户的欢迎。,串口连接线并口连接线USB联机线,7.3简易家庭局域网的组建,7.3.1双机互联串并口连接硬件准备：双机互连电缆可以从市面上购买成品，也可以用电缆线和连接接头自己制作。如果需要自己制作，还需准备好电烙铁等工具。串口有9针和25针之分，并口为25针。在制作或选购电缆时，一定要搞清楚要连接的是串口还是并口。做好线后，将两机连接起来，可采取并口对并口，或串口对串口两种方式连接。并口连接速度稍快，但两机距离不能超过5米；串口连接速度较慢，但电缆制作简单，两机距离可达10米。考虑到联机速度的需要，若计算机处于同一房间，可尽量采用并口电缆连接。在操作系统中的设置：双机互连后，为对方提供文件和打印等资源的计算机称为“主机”，与主机相对的另一方称为“来宾”。WindowsXP的设置较为简单，它的直接电缆连接集成在网络功能中，不需要单独安装。,7.3简易家庭局域网的组建,串口电缆接头的排线顺序,并口电缆接头的排线顺序,7.3简易家庭局域网的组建,串并口双机互联WINDOWS设置主机端的设置从“控制面板”或“网络邻居”中打开“网络连接”窗口。在出现的窗口中双击“创建一个新的连接”图标，在弹出的“新建连接向导”对话框中单击“下一步”按钮。选中“设置高级连接”单选按钮，单击“下一步”按钮。在弹出的对话框中，选中“直接连接到其他计算机”单选按钮，单击“下一步”按钮。在“选择您想让此计算机担任的角色”选项区域中选择“主机”单选按钮，接着会出现“连接设备”界面，在下拉列表框中选择电缆连接端口。单击“下一步”按钮，如果被选择的用户名位于“允许连接的用户”下方列表框中，则直接选择。若不存在，请单击“添加”按钮进行添加，并设置用户名和密码。选择用户后单击“下一步”按钮即可来完成主机端的设置。来宾端设置前面的设置工作和主机端一样，当出现“主机或来宾”对话框时选择“来宾”，随后选择一个“连接名”，作为创建的连接的名称。然后，选择连接所使用的设备，选择和主机端相同的，单击“下一步”按钮就完成了直接电缆连接来宾端的设置。连接使用与资源共享首先在主机端双击成功建立的直接电缆连接，然后在来宾端双击网络连接中建立的直接连接图标，这时，在来宾端会弹出对话框。在其中输入建立直接电缆连接主机端时选择的用户名和密码，单击连接后，两台主机就可以互连了。连接成功后，将会在任务栏右下角出现双机正在互连的图标。,7.3简易家庭局域网的组建,USB双机互联1、检查系统配置：操作系统Win9x/Me/2000/XP均可。2、插接USB连线：用于双机互联的USB线与普通的USB线有异，它的两端都有USB插头，连线中间有一个鼓起的小“包”，里面有一块芯片用来实现联机功能。3、安装驱动程序：当USB连线插上并检测到了后，系统会进入“找到新的硬件向导”，根据提示选择相应的软件盘以安装好它的驱动程序。当驱动程序安装结束后，你可以在“设备管理器”中检查一下，便能看到一个名为“USBBridgeCable”的新设备，即证明安装成功。4、安装应用程序：请朋友们注意，如果仅仅安装USB联线的驱动程序是无法实现两台电脑交换数据的，你还必须有一个名为“PC-Linq”的应用程序，而它的安装在驱动程序安装安装结束后会自动进行，均选默认操作即可。,7.3简易家庭局域网的组建,双机互联各种方式比较直接电缆连接的优点就在于无须购买新设备，只需少量的钱（5元左右）即可实现双机互连，最大限度地节省了投资。但是双机电缆连接也存在以下缺点：首先直接电缆连接由于电缆的长度有限，所以双机的距离不能太远，一般计算机只能放置同一房间内。其次，两台计算机互相访问时需要频繁地重新设置主客机，非常麻烦。第三，计算机间的连接速率较慢，只适用于普通的文件传输，或简单的连机游戏。USB线联机，它借助于专用的USB线通过两台计算机的USB口连接后再实现数据交换，不仅传输速率大大超越传统的串口/并口（最高可达6Mb/S，一般情况下也可超过4Mb/S），而且是真正的即插即用，较为实用。但这种线价格较高。,7.3简易家庭局域网的组建,双机网卡互联家庭组网通常采用双绞线进行双机网卡互连。网卡是目前使用最多的连网设备，在双机互连的解决方案中，网卡也是速度最快价格最便宜的一种。我们在两台计算机中分别安装一块网卡，通过双绞线进行连接，可以使双机互连的速度达到10Mbit/s甚至100Mbit/s；而使用网卡进行的网络连接，能够实现所有的网络应用。,7.3简易家庭局域网的组建,双机网卡互联硬件准备：RJ45网卡，双绞网线。网线制作：网卡互连的双绞线和普通的网卡连接集线器的网线不同，它需要进行错线，制作方法如下。如果左手握住水晶头，将有弹片的一面朝下，带金属片的一面朝上，线头的插孔朝向右手一侧时，可以看到连接头中的8个引脚，对其进行编号，进行错线后，一边是：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕；一边是：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕。如果你已经会制作普通双较线，只需两头的13线对调和26线对调就行了。,7.3简易家庭局域网的组建,双机网卡互联WINDOWS设置：WindowsXP具有强大的网络功能，设置更为简便，WindowsXP直接支持大多数网卡，购买的网卡一般不需要安装驱动。如果WindowsXP无法识别网卡，此时可将驱动盘插入主机，进行安装。完成后设置网络IP地址（可以是自动也可以手工设置）、设置机器标识、设置共享资源。接下来可以资源访问。优缺点：优点：成本低、速度快、能够承载应用多，连网状态也非常稳定。缺点：安装比较烦琐，有时会发生硬件冲突。,7.3简易家庭局域网的组建,7.3.2多机共享Internet连接一是采用双网卡代理网络实现连接共享。二是采用ADSLmodem和交换机，通过设置网络连接实现。三是采用宽带路由器来实现共享连接。四是采用专门软件进行连接，如Wingate、Sygate等。,7.3简易家庭局域网的组建,双网卡共享Internet连接原理：安装双网卡。,7.3简易家庭局域网的组建,双网卡共享Internet连接设置共享：设置与互联网连接的那个网卡的属性。,7.3简易家庭局域网的组建,ADSLmodem+交换机连接原理：,7.3简易家庭局域网的组建,宽带路由器连接原理：因为现在的宽带路由器所提供的交换端口基本上都为4口，所以最多只能直接连接4台计算机，这样这种共享方案也就只适用于4台计算机的情况。4块10/100Mbit/s以太网卡（宽带设备直接连接在宽带路由器的WAN端口）；4口（含）以上的宽带路由器；5条五类以上直通双绞线，每条长度限100m以内。,7.3简易家庭局域网的组建,宽带路由器连接路由器的设置,7.3简易家庭局域网的组建,宽带路由器连接无线路由方案,7.3简易家庭局域网的组建,ADSL+宽带路由器+交换机综合宽带方案,7.4家庭网络设备选购指南,7.4.1双绞线抗干扰性抗干扰性是决定双绞线传输速度的重要指标。屏蔽双绞线内有一层金属隔离膜，在传输数据时可以有效地减少电磁干扰，提高网络传输的稳定性，因此在有条件的情况下，尽量选择屏蔽双绞线。最大传输速度3类双绞线的速率为10Mbit/s，5类双绞线的速率为100Mbit/s，超五类双绞线可达155Mbit/s，用户可以根据自己家庭的需要选择相应速度的双绞线。,7.4家庭网络设备选购指南,7.4.1双绞线双绞线的做法,7.4家庭网络设备选购指南,7.4.2网卡（1）网卡的价格：目前市面上普遍台式机的PCI网卡价格不高，普遍在30元左右，并且其性能也能满足家庭网络的需要。（2）网卡的质量：在选择网卡时应首先考虑网卡的用料，采用劣质材料制作的网卡非常容易导致系统死机以及部分网络的瘫痪。（3）网卡的速度：常用网卡的速度分为10Mbit/s和100Mbit/s两种，推荐选择100Mbit/s网卡或10/100Mbit/s自适应网卡。（4）网卡的做工：组建局域网时，应优先选择那些做工精良、用料和走线合理，金手指光泽明亮无暗淡感，且很少出现虚焊现象的网卡。,7.4家庭网络设备选购指南,7.4.3集线器(和交换机)集线器的英文称为HUB，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，同时把所有结点集中在以它为中心的结点上。（1）集线器的带宽：如果用户只需要进行Internet共享的话，那么选择10Mbit/s的集线器就绰绰有余，因为大多数宽带网的带宽只有2Mbit/s左右，使用10Mbit/s的集线器绝对不会影响Internet接入速度。此外，10Mbit/s的集线器在进行打印机共享、局域网游戏时也基本能够满足。（2）集线器的端口数：端口数是决定集线器价格的重要因素之一，对于家庭局域网来说，由于网络中的计算