家庭SOHO网络组建与维护网络规划方案

1、学习情境1 家庭（SOHO）网络组建与维护任务1 网络规划方案 任务描述 近年来，计算机价格下降很快，硬件产品的更新更是一日千里，许多家庭都渐渐添置了两台，甚至多台计算机。随着网络的普及，组建家庭网络就逐渐提上了日程，它不仅方便了数据交换，而且可大幅度地降低后置计算机的投资。文件共享使得用户可以在一台电脑上访问另一台电脑的文档及打印机等硬件，也可以与家人进行多人网络游戏。任务分析 根据用户方案的具体要求，绘制出该网络的拓扑结构图，确定网络中的IP地址规划方案，并完成网络设备的选型。 搭建一个网络，首先要清楚用户对网络的需求，明确网络的功能和用途，通过分析制定规划方案。规划设计人员通过与用户方进

2、行沟通了解得知如下用户信息：家庭需要连网的电脑3台，分别属于3个房间，每个房间使用面积约12m2，目前家庭主要利用电脑上网查询资料、玩网络游戏及收发邮件。为了方便内部传输资料和访问互联网络，因此需搭建一个适合家庭用户使用的SOHO网络。 相关知识计算机网络的概念计算机网络的分类网络性能网络有关的国际标准组织 OSI参考模型结构图绘制设备型号及选择计算机网络的定义计算机网络是把处在不同地理位置的独立计算机，用通信介质和设备互连，辅以网络软件进行控制，达到资源共享、协同操作的目的。多机系统：两台以上的计算机互联才能构成计算机网络互联系统：互联是通过通信设备和通信线路实现的 资源共享系统：相关知识计

3、算机网络的概念网络的功能均衡负载和分布式处理实现资源共享进行数据信息的集中和综合处理 数据通信相关知识网络的定义和演进过程相关知识计算机网络的概念计算机网络的分类网络性能网络有关的国际标准组织 OSI参考模型结构图绘制设备型号及选择按地理覆盖范围可分为局域网、城域网、接入网和广域网。（1）局域网局域网（Local Area Network ，LAN）是指将有限的地理区域内的各种通信设备互联在一起的通信网络。LAN特点：传输速率高、距离短、延迟小、传输可靠、易维护。LAN技术：以太网（Ethernet） 、令牌环网、无线局域网（WLAN，Wireless Local Area Network）在

4、我国，流行的是以太网技术。以太网具有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）的通信规则，即当一个设备有数据需要传送时，其接口电路检测线路是否空闲，如果是，就立刻开始发送数据；反之，设备检测到冲突，它将停止传输，等待一段随机时间后重试。也就是说，同一时刻，只允许一个设备占用线路进行数据传输。相关知识计算机网络的分类1、按地域分类（2）城域网城域网（Metropolitan Area Network，MAN）覆盖范围介于LAN和WAN之间距离为几十千米到上百千米左右通常采用光纤或微波作

5、为网络的主干通道 相关知识计算机网络的分类（3）接入网接入网（Access Network，AN）又称为本地接入网或居民接入网。 是近年来由于用户对高速上网需求的增加而出现的一种网络技术。 接入网是局域网（或校园网）和城域网之间的桥接区。 接入网提供多种高速接入技术，使用户接入到Internet的“瓶颈”得到某种程度的解决。 相关知识计算机网络的分类（4）广域网广域网（Wide Area Network ，WAN）是指实现计算机远距离连接的计算机网络WAN涉及范围：几百千米到几万千米相关知识计算机网络的分类2、按拓扑结构分类总线型星型环型网状相关知识网络的类型和分类 网络拓扑（Network

6、Topology）指的是计算机网络的物理布局。简单地说，是指将一组设备以什么结构连接起来。 总线型拓扑终端TerminatorSegment终端Terminator相关知识网络的类型和分类 总线型（Bus）拓扑中采用单根传输线路作为公共传输信道，所有结点通过专门的连接器连接到这个公共信道上，这个公共的信道称为总线。任何一个结点发送的数据都能通过总线进行传播，同时能被总路线上的所有其他结点接收到。Bus总线在早期的以太网中比较流行。优点：结构简单、成本低、安装使用方便。缺点：存在单点故障，即在主干线路上如果出现故障，整个网络都会瘫痪。星型拓扑结构Hub相关知识网络的类型和分类 星型（Star）拓

7、扑中有一个中心结点，其他各结点通过点对点线路与中心结点相连，形成辐射型结构。各结点间的通信必须通过中心结点。星型拓扑结构是在当前的局域网中使用较为广泛的一种拓扑结构。优点：结构简单、易于实现和管理。缺点：耗费大量电缆，同时中心结点故障会直接造成整个网络的瘫痪。环型拓扑环型相关知识网络的类型和分类 在环型（Token Ring）拓扑中，各结点和通信线路连接形成一个闭合的环。环中的数据按照一个方向沿环逐个结点传输。发送端发出的数据，延环绕行一周后，回到发送端，并由发送端将该数据从环上删除。任何一个结点发出的数据都可以被环上其他结点接收。优点：结构简单、易于实现、传输时延确定和路径选择简单。缺点：存

8、在单点故障，即任何一个结点及连接结点的通信线路都有可能造成网络瘫痪，还有加入和删除一个结点过程复杂。网状拓扑相关知识网络的类型和分类 在网状（Mesh）拓扑结构中，结点之间的连接是任意的，每个结点都可以有多条线路与其他结点相连，这样使得结点之间存在多条可选的路径。优点：可靠性高。缺点：实现费用高、结构复杂、不易管理和维护。在局域网中很少采用。相关知识计算机网络的概念计算机网络的分类网络性能网络有关的国际标准组织 OSI参考模型结构图绘制设备型号及选择带宽和延迟带宽：描述网络上数据在一定时刻从一个节点传送到任意节点的信息量以太网带宽：10Mbps、100Mbps、1000Mbps等广域网各类服务

9、带宽延迟：通常指一个比特从网络的一端到另一端所需花费的时间。包括三部分：通信介质传播延迟发送一个数据单元所需时间网络内部延迟相关知识网络性能相关知识计算机网络的概念计算机网络的分类网络性能网络有关的国际标准组织 OSI参考模型结构图绘制设备型号及选择 国际标准化组织(ISO) 电子电器工程师协会(IEEE) 美国国家标准局(ANSI) 电子工业协会(EIA) 国际电信联盟(ITU) 因特网工程特别任务组(IETF)相关知识网络有关的国际标准组织相关知识计算机网络的概念计算机网络的分类网络性能网络有关的国际标准组织 OSI参考模型结构图绘制设备型号及选择相关知识OSI参考模型计算机之间通信必须遵

10、守标准和规范OSI参考模型是计算机通信的开放式标准OSI的分层七层功能介绍数据封装TCP/IP网络模型相关知识OSI参考模型 所有的网络模型都将网络标准和协议划分层。每一层都定义了一组通用的功能，每个独立的标准和协议都是这一层或其他层的一部分。通过定义各层的网络功能，可以获得以下优点：不同部分可以更好地标准化；多家销售商可以根据某一特定层的功能生产产品，这就带来了市场竞争；标准化的网络部件可以允许多家销售商共同开发；在不同层提供标准接口，这就使得公司可以集中精力实现某一层产品开发，并且仍然可以和其他公司开发的邻接层产品协调工作；阻止了因为某一层的改变所引起的其他层的改变，这样就可以发展得更快；

11、将网络通信划分成更小的部分，便于学习。相关知识OSI的分层7应用层（Application Layer）APDU6表示层（Presentation Layer）PPDU5会话层(Session Layer)SPDU4传输层(Transport Layer)段3网络层(Network Layer)数据包2数据链路层(Data Link Layer)帧1物理层（Physical Layer）比特流OSI的分层七层功能介绍数据封装TCP/IP网络模型相关知识OSI参考模型直接面向原始比特流传输1物 理 层2数据链路层4传 输 层3网 络 层5会 话 层7应 用 层6表 示 层相关知识七层功能介绍物理

12、层功能：定义了物理层接口通信的标准，包括：机械特性电气特性功能特性规程特性该层协议：IEEE802.3标准，定义了以太网的各种线缆标准和接口类型等。该层数据传输单元：比特流。 相关知识七层功能介绍1物 理 层2数据链路层4传 输 层3网 络 层5会 话 层7应 用 层6表 示 层相关知识七层功能介绍通过定义物理链路的使用规则，来为数据传输提供服务，涉及相邻节点之间的可靠数据传输。 直接面向原始比特流传输数据链路层的主要功能帧同步差错控制流量控制链路管理寻址该层传输数据单元：帧 该层协议：以太网、令牌环、PPP和帧中继。 相关知识七层功能介绍1物 理 层2数据链路层4传 输 层3网 络 层5会

13、话 层7应 用 层6表 示 层相关知识七层功能介绍选择传输报文的最佳路由 直接面向原始比特流传输通过定义物理链路的使用规则，来为数据传输提供服务，涉及相邻节点之间的可靠数据传输。 网络层功能：向上一层传输层提供服务，并将网络地址翻译成对应的物理地址该层数据传输单元：包（Packet）该层协议：网际协议（IP）和互联网分组交换协议（IPX）。相关知识七层功能介绍网络地址IP 地址IPX 地址网络地址主机地址8网络地址主机地址1aceb0b1.0000.0c00.6e25网络层地址由两部分地址组成：网络层地址和主机地址。网络层地址是全局唯一的。相关知识七层功能介绍1物 理 层2数据

14、链路层4传 输 层3网 络 层5会 话 层7应 用 层6表 示 层相关知识七层功能介绍负责处理端对端通信 直接面向原始比特流传输通过定义物理链路的使用规则，来为数据传输提供服务，涉及相邻节点之间的可靠数据传输。 选择传输报文的最佳路由 传输层功能：传输层从会话层接受数据，并且在必要的时候把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误建立、维护虚电路提供差错校正提供流量控制该层数据传输单元：段（Segment） 该层协议：有TCP/IP协议栈的TCP协议和UDP协议，IPX/SPX协议栈的SPX协议等。相关知识七层功能介绍建立，维护和管理会话1物 理 层2数据链路层4传 输

15、层3网 络 层5会 话 层7应 用 层6表 示 层相关知识七层功能介绍直接面向原始比特流传输通过定义物理链路的使用规则，来为数据传输提供服务，涉及相邻节点之间的可靠数据传输。 选择传输报文的最佳路由 负责处理端对端通信 会话层功能：在两个节点间建立、维护和释放面向用户的连接，并对会话进行管理和控制，保证会话数据可靠传输。会话过程中，会话层需要决定到底使用全双工通信还是半双工通信。 该层数据传输单元：SPDU（Session Protocol Data Unit，会话层协议数据单元） 该层协议：结构化查询语言（SQL）、远程进程呼叫（PRC）、X-Windows系统、Apple Talk Ses

16、sion Protocol(ASP)、数字网络结构会话控制协议（DNA SCP）等 相关知识七层功能介绍1物 理 层2数据链路层4传 输 层3网 络 层5会 话 层7应 用 层6表 示 层表示层功能：数据加密、压缩、文件压缩、格式化数据等该层数据传输单元：PPDU（Presentation Protocol Data Unit，表示层协议数据单元）该层用于表示声音和影像的标准：MIDI和MPEG。 相关知识七层功能介绍处理数据格式建立，维护和管理会话通过定义物理链路的使用规则，来为数据传输提供服务，涉及相邻节点之间的可靠数据传输。 选择传输报文的最佳路由 负责处理端对端通信 直接面向原始比特流

17、传输表示层功能：处理来自应用层信息的数据格式，包括数据加密、压缩、文件压缩、格式化数据等，以保障对端设备能够准确无误地理解发送数据。该层数据传输单元：PPDU（Presentation Protocol Data Unit，表示层协议数据单元）该层用于表示声音和影像的标准：MIDI和MPEG。 相关知识七层功能介绍应用层：对软件提供接口和网络服务（例如：E-mail，文件传输）1物 理 层2数据链路层4传 输 层3网 络 层5会 话 层7应 用 层6表 示 层相关知识七层功能介绍处理数据格式负责为用户的应用程序提供网络服务 建立，维护和管理会话通过定义物理链路的使用规则，来为数据传输提供服务，

18、涉及相邻节点之间的可靠数据传输。 选择传输报文的最佳路由 负责处理端对端通信 直接面向原始比特流传输应用层功能：包括为相互通信的应用程序或进程之间建立连接、进行同步，建立关于错误纠正和控制数据完整性过程的协商，等等。该层数据传输单元：APDU（Application Protocol Data Unit，应用层协议数据单元）该层协议：远程登录（Telnet）、简单邮件传输协议（SMTP）、简单网络管理协议（SNMP）和超文本传输协议（HTTP）等。相关知识七层功能介绍OSI的分层七层功能介绍数据封装TCP/IP网络模型相关知识OSI参考模型相关知识数据封装OSI参考模型概述七层功能介绍数据封装

19、TCP/IP网络模型相关知识OSI参考模型TCP/IP与OSI相关知识TCP/IP协议TCP/IP协议栈OSI参考模型5应用层7应用层6表示层5会话层4传输层4传输层3网络层3网络层2数据链路层2数据链路层1物理层1物理层相关知识计算机网络的概念计算机网络的分类网络性能网络有关的国际标准组织 OSI参考模型结构图绘制设备型号及选择1、Visio软件介绍 （） Visio软件主界面介绍相关知识结构图绘制 1、Visio软件介绍 （）进入Visio软件自带的入门教程 运行Visio 2007软件，在打开的如上图所示主界面窗口中选择“帮助”菜单下“Microsoft office visio 帮助”

20、，可根据内容自行学习。相关知识结构图绘制（Visio）2、使用Visio绘制拓扑图（1） （1）运行Visio 2007软件，在打开的主界面所示窗口左边“模板类别”列表中选择“网络”选项，即可绘制网络拓扑图（或在“文件”菜单上，选择“新建”、“网络”下的“基本网络图”也可）（2）在“绘图”工具栏上，单击“铅笔”工具 或“线条”工具 （如果看不到“绘图”工具栏，请单击“常用”工具栏上的“绘图工具” 以显示它。），指向希望线条开始的位置，拖动以绘制该线条。（3）右键单击所绘制的线条，选择“格式”、“线条”，即可修改线条的粗细及颜色等。（4）根据“绘制线条”的方法，完成建筑平面框架。（5）在左边的形

21、状窗口中，从“网络和外设”上，将“以太网”形状拖到绘图页上。 相关知识结构图绘制（Visio）2、使用Visio绘制拓扑图(2) （6）从“计算机和显示器”和“网络和外设”中，将相关的网络设备形状拖到绘图页上，形状有选择手柄 ，可拖动一个选择手柄直到形状的大小符合要求为止。要成比例地调整形状的大小，请拖动角部手柄。（7）使用形状的内置连接线将设备连接到网络拓扑形状。 （8）使用“网络和外设”中的电话机、路由器，实现网络外部设备的连接。 （9）右击任意网络形状，然后单击属性按钮，出现如图所示“形状数据”将自定义属性值与形状相关联，如制造商名称、产品编号、房间、IP地址等信息。添加自定义属性值后，

22、就可以生成基于这些值的报告。 （10）最后，在左边“边框和标题”中选择合适的形状，向绘图的不同部分或整个绘图添加标题。 相关知识结构图绘制（Visio）相关知识计算机网络的概念计算机网络的分类网络性能网络有关的国际标准组织 OSI参考模型结构图绘制设备型号及选择1、网络设备介绍 （1）互联网接入设备 采用ADSL接入方式，需要使用ADSL Modem设备，将电话线路的模拟信号转换为数字信号传入网络，同时也将网络中的数字信号转换成模拟信号发送出去，此设备在申请ADSL服务时，由ISP服务商提供；对于多人用户还需要使用ADSL路由器，将ADSL Modem从ISP服务商获得的公网IP地址与局域网内

23、的私有IP地址进行转换，实现局域网内多用户访问Internet，ADSL路由器一般可支持48个用户。（2）局域网接入交换设备 对于家庭内部具有3名用户，不需要另外再配置局域网接入设备。相关知识设备型号及选择 2、互联网接入设备 （1）H3C Aolynk BR104H路由器类型：SOHO级路由器网络协议: PPPoE，ARP，DHCP 客户端/服 务器，NAT，RIP v1/v2，静态路由，SNTP，DDNS，PPTP ，VPN透传(IPSec、PPTP、L2TP) 固定广域网接口类型: 1个ADSL WAN口 固定局域网接口类型: 4个10/100M全双工LAN口 内置防火墙: 内置 路由器

24、包转发率: 10 Mbps: 14,800 pps ,100 Mbps: 148,800 pps 价格：110元相关知识设备型号及选择 2、互联网接入设备 （2）TP-Link TL-R402+ 路由器类型：SOHO级路由器网络协议: IEEE 802.3,IEEE 802.3u,IEEE 802.3x，TCP/IP，DHCP，ICMP，静态路由,ICMP，NAT， PPPoE，SNTP 固定广域网接口类型: 1个ADSL WAN口 固定局域网接口类型: 4个10/100M全双工LAN口 内置防火墙: 内置 路由器包转发率:10 Mbps:14,800 pps,100 Mbps:148,800

25、 pps 价格：75元相关知识设备型号及选择 3、互联网接入设备的选购观点（1）要看提供的广域网及局域网接口类型 （2）要看采用的处理器类型及支持的最大内存 （3）要看支持的网络协议及标准 （4）要看是否具备地址转换功能（5）要看是否自带内置防火墙功能（6）要看售后服务和技术支持 （7）要看性价比 相关知识设备型号及选择 任务实施本项目IP地址规划使用Visio绘制本项目拓扑图本项目设备选购网络通信介质选型 根据项目需求分析完成本项目的IP地址规划。 根据实际情况，ADSL路由器的WAN接口可以使用ADSL Modem从ISP动态获取互联网公有IP地址。内部用户配置C类私有IP地址：/24，即

26、可满足需求。配置ADSL路由器实现对私有IP地址段（/24）进行NAT转换，从ISP动态获取的互联网公有IP地址。从而实现内部用户访问互联网。ADSL路由器内部接口IP可设置为：/24。任务实施-本项目IP地址规划任务实施本项目IP地址规划使用Visio绘制本项目拓扑图本项目设备选购网络通信介质选型 根据项目需求分析完成用Visio软件绘制网络拓扑图。任务实施-使用Visio绘制本项目拓扑图任务实施本项目IP地址规划使用Visio绘制本项目拓扑图本项目设备选购网络通信介质选型任务实施-本项目设备选购 对于4台以内电脑的家庭（SOHO）网络来说，网络中的核心路由器除了具有宽带接入的功能外，还可连

27、接3间房间网线，路由器至少具备4个LAN端口。所以本项目只需互联网接入设备，不需要局域网接入设备。综合考虑性价比， H3C Aolynk BR104H系列是最节省资金的选择。本项目合理化网络设备选购方案见下表。设备名称网络设备型 号数量地点互联网接入设备H3C Aolynk BR104H1家庭信息箱中互联网接入设备ADSL Modem1家庭信息箱中任务实施本项目IP地址规划使用Visio绘制本项目拓扑图本项目设备选购网络通信介质选型任务实施-网络通信介质选型 各信息点与路由器、路由器与路由器相连接的线缆均采用超五类非屏蔽双绞线（UTP CAT 5e）。归纳总结 任务1是完成家庭（SOHO）网络

28、规划方案，主要包括设计IP地址规划、网络拓扑图绘制、设备选择、网络通信介质选型等内容，要完成该部分内容的学习必须掌握如下一些知识点：计算机网络的分类。OSI（开放系统互连）参考模型七层结构及各层功能。数据封装。TCP/IP网络模型。VISIO软件的使用。 必须了解如下知识点：计算机网络的定义。网络的功能。网络的性能。互联网接入设备选购方法。主要有如下14种：（1）IEEE 802.1概述，局域网体系结构以及寻址、网络管理和网络互连。（2）IEEE 802.2定义了逻辑链路控制（LLC）子层的功能与服务。（3）IEEE 802.3定义了CSMA/CD总线式介质访问控制协议及相应物理层规范。（4）

29、IEEE 802.4定义了令牌总线（token bus）式介质访问控制协议及相应物理层规范。（5）IEEE 802.5定义了令牌环（token ring）式介质访问控制协议及相应物理层规范。（6）IEEE 802.6定义了城域网（MAN）介质访问控制协议及相应物理层规范。（7）IEEE 802.7定义了宽带时隙介质访问控制方法及物理层技术规范。（8）IEEE 802.8定义了光纤网介质访问控制方法及物理层技术规范。（9）IEEE 802.9定义了语音和数据综合局域网技术。（10）IEEE 802.10定义了局域网安全与解密问题。（11）IEEE 802.11定义了无线局域网技术。（12）IEE

30、E 802.12定义了用于高速局域网的介质访问方法及其物理层规范。（13）IEEE 802.15定义了近距离个人无线网络标准。（14）IEEE 802.16定义了宽带无线局域网标准。拓展提高IEEE802标准（1）杭州华三通信技术有限公司 杭州华三通信技术有限公司（简称H3C），致力于IP技术与产品的研究、开发、生产、销售及服务。是中国电信市场的主要供应商之一，并已成功进入全球电信市场。总部设在杭州，前身华为3COM 是2003年11月华为公司与3Com成立的合资公司，目前在国内34省市和海外多个国家或地区设有分支机构。产品型号以H3C标识。（2）思科公司 思科（Cisco）公司是全球领先的互联网设备供应商。成立于1985年的思科公司生产了全球80以上的网络主干设备路由器，总部位于美国加利福尼亚州的圣何塞，公司目前拥有全球最大的互联网商务站点，公司全球业务90%的交易是在网上完成的。Cisco的交换机产品以“Catalyst”为商标，路由器产品以“Cisco”为商标。 （3）锐捷公司 锐捷网络，国内著名的网络设备及解决方案供应商，成立于2000年1月。中国网络市场三大供应商之一。目前已经发展成为一家分支机构遍布全国37个省、市、自治区，拥有包括交换、路由、软件、安全、无线、存储等