项目6 双机有线对等网的组建

素质目标

1.通过组建双机有线对等网,培养学生的动手实践能力,提高解决实际问题的能力。

2.树立网络安全意识,能预判并防范可能存在的网络安全风险。任务分析探究学习任务实施总结提高任务分析6.1.1任务描述小张家里有两台没有联网的计算机,计算机之间常常需要互相拷贝视频和图片等文件。目前他是使用移动设备来完成这些共享任务的,但有时要拷贝的文件很大而U盘又装不下。另外,小王也想玩一些联机游戏,因此想使用一种简单而且便宜的方法把这两台计算机组建成一个网络。6.1.2需求分析随着经济以及计算机技术的飞速发展,越来越多的家庭拥有两台或两台以上的计算机,用户希望把这些计算机组建成一个局域网,以便实现数据通信和资源共享。组建家庭局域网可以实现很多实用功能,可以共享打印机、上网设备等硬件;可以共享数据和软件;也可以实现数据信息的传输和联网打游戏,方便又实时。从以上的任务描述来看,小王家里的两台计算机需要组建成一个局域网以完成文件共享、联网游戏、打印机共享功能。6.1.3方案设计将两台计算机组成局域网,可以有很多方法,可以使用集线器、交换机、USB联网线、双绞线等。考虑到要简单且经济,目前较流行的双机互联的方法是用双绞线。双绞线双机互联的方法是使用一根双绞线直接连接两台计算机的网卡来实现组网,其拓扑结构如图6-1所示。6.1.3方案设计方案的结构由以下部分组成:●硬件部分:两台计算机、两张网卡、一根交叉双绞线。●软件部分:Windows操作系统、网卡驱动程序、网络协议。探究学习6.2.1网卡1.网卡的功能网络适配卡又称网络接口卡,简称网卡。网卡提供了计算机和网络缆线之间的物理接口,具有以下功能:

(1)实现局域网中传输介质的物理连接和电气连接。

(2)对发送和接收的信号进行转换,执行网络控制命令。

(3)实现OSI参考系统七层模型中的数据链路层的功能。

(4)对传送和接收的数据进行缓存。

(5)按照OSI协议物理层传输的接口标准,实现规定的接口功能。6.2.1网卡2.网卡的工作原理在网卡上有一定数目的缓冲存储器,当网上传来的数据到达本工作站时,首先被暂时存放在网卡的缓存中,由网卡来通知CPU在某个时候来处理新来的数据。6.2.1网卡3.网卡的类型网卡按总线类型可分为ISA总线型网卡、PCI总线型网卡、PCMCIA总线型网卡、USB网络适配器。(1)按总线的类型分类网卡按网络类型可分为以太网卡、令牌环网卡和ATM网卡等。(2)按网络类型分类网卡按网卡的连接头可分为BNC连接头的网卡、RJ

45连接头的网卡、AUI连接头、光纤网卡以及无线网卡等。早期产品中还有同时具有BNC连接头和RJ

45连接头的网卡。(3)按网卡的连接头分类网卡按其传输速率(带宽)分为10Mbps、100Mbps、1000Mbps网卡以及10M/100Mbps、10M/100M/1000Mbps自适应网卡等。(4)按传输速率分类6.2.1网卡4.网卡的选择网卡的选购要综合考虑组网类型、计算机扩展槽类型、使用环境、实现的功能和要求、性价比等因素。

(1)选择性价比高的网卡。

(2)根据组网类型选择网卡。

(3)根据工作站选择合适总线类型的网卡。

(4)根据使用环境选择网卡。

(5)根据特殊要求选择网卡。6.2.2有线传输介质同轴电缆双绞线光纤6.2.2有线传输介质1.双绞线双绞线既可用于模拟传输,也可用于数据传输;带宽依赖于双绞线的粗细和传输距离;双绞线分为非屏蔽双绞线(UnshieldedTwistedPair,UTP)和屏蔽双绞线(ShieldedTwistedPair,STP),常用的有UTP5类线、UTP超5类线。一般的5类双绞线,最高传输频率为100MHz,主要用于100Base-T网络。6.2.2有线传输介质直通线和交叉线都是网络中常用的网线,它们的简介和连接方法如下:(1)直通线直通线通常用于连接交换机、路由器等设备,实现网络互连。它的两端水晶头接法不同,一端是按568B标准接法,另一端是按568A标准接法,即两头都是平行线,只用于直连设备(相同设备)之间。连接方法:将网线的两个水晶头的接头按照相应的颜色顺序对接即可。常见的颜色顺序为橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。6.2.2有线传输介质(2)交叉线交叉线通常用于连接计算机等设备,实现单机上网。它的两端水晶头接法不同,但都是按T568A或T568B标准制作的,即一头是平行线,一头是交叉线。连接方法:将网线的两个水晶头的接头,一个按A标准接法,另一个按B标准接法,然后对接即可。6.2.2有线传输介质(3)使用场合:

●直通线主要用于连接相同设备,如连接两台计算机或同一台计算机连接路由器和交换机等。

●交叉线则主要用于连接计算机等设备之间的网络,实现单机上网。总之,根据不同的设备类型和需求,选择合适的直通线或交叉线,按照正确的接法进行连接即可。线序标准如图6-2所示。6.2.2有线传输介质6.2.2有线传输介质2.同轴电缆同轴电缆的特点:比双绞线更好的电磁屏蔽;比双绞线更高的带宽(可以达到1GHz);造价较高。同轴电缆的结构分为四层。6.2.2有线传输介质3.光纤光纤是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质,一根光缆中包含有多条光纤。光纤上,用有光脉冲信号来表示1,没有光脉冲信号来表示0。光纤通信系统是由光端机、光纤(光缆)和光纤中继器组成。光端机又分成光发送机和光接收机。而光中继器用来延伸光纤或光缆的长度,防止光信号衰减。光发送机将电信号调制成光信号,利用光发送机内的光源将调制好的光波导入光纤,经光纤传送到光接收机。光接收机将光信号变换为电信号,经放大、均衡判决等处理后送给接收方。光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。光纤分为单模光纤和多模光纤两类(所谓“模”,是指以一定的角度进入光纤的一束光)。6.2.3IP地址与子网掩码1.IP地址的定义

IP地址用于标识一台主机在网络上的位置。IP地址是网络层的逻辑地址(网络地址),在Internet中,一个IP地址可唯一标识网络上的一个主机。6.2.3IP地址与子网掩码2.IP地址的结构与表示

IP地址的结构:32位IP地址由网络ID和主机ID两部分组成。网络ID(网络标识):用来识别主机所在的网络,具有唯一性;主机ID(主机标识):用来识别同一网络上的不同主机。相同网络号中的每个主机号必须是唯一的。IP地址的结构如图6-3所示。6.2.3IP地址与子网掩码

IP地址的表示:通常用4个十进制来表示,十进制数之间用“.”分开,称为点分十进制;将32位长的二进制数,分为4个8位字段,每个8位字段的最大值为11111111(十进制的255)。如二进制数IP地址:11001010011101110000001011000111,对应的十进制数表示方法为:99。地址的表示方法有两种:IPv4和IPv6。目前广泛使用的主要是IPv4地址,因为IPv4地址资源相对充足,而IPv6地址资源更为丰富,可以更好地解决IP地址短缺的问题。尽管IPv6在公共互联网联接中使用的比例还很低,但它是下一代网络的发展方向,符合未来网络协议的趋势。6.2.3IP地址与子网掩码3.IP地址的分类6.2.3IP地址与子网掩码其中,A、B、C为基本IP地址,D类为组播地址,E类为保留地址。各类IP地址的地址范围如图6-5所示。6.2.3IP地址与子网掩码4.特殊的IP地址网络地址是主机号为全“0”的IP地址,例如。网络地址不分配给任何主机,仅用于表示某个网络的网络地址。具有相同网络地址的主机才能进行相互间的直接通信。计算机借助于网络地址判断源和目标主机是否在同一个网络中,从而决定是否要进行路径的选择。(1)网络地址6.2.3IP地址与子网掩码直接广播地址是主机号为全“1”的IP地址。当源主机要向某一个网络中的所有机器发送数据时,应使用直接广播地址。(2)直接广播地址本网广播地址是32位为全“1”的IP地址。对本机来说,该地址指本网内(同一广播域)的所有主机。(3)本网广播地址6.2.3IP地址与子网掩码本机地址是32位为全“0”的IP地址。(4)本机地址任何一个以数字127开头的IP地址(127.any.any.any)都称为回送地址。它是一个保留地址,最常见的表示形式为。IP协议规定,当任何程序用回送地址作为目标地址时,主机上的协议软件都不会把该数据包向网络上发送,而是把数据直接返回给源地址。(5)回送地址6.2.3IP地址与子网掩码5.子网和子网掩码子网:子网就是把一个大网分割开来而生成的较小网络。子网必须有网络地址,同一子网中主机的IP地址必须具有相同的网络号。子网掩码:指明一个IP地址的哪些位是网络号位,以及哪些位是主机号位。子网掩码的构成规则:给定IP地址的网络号部分和子网络号部分对应的位全为“1”,主机号部分对应的位全为“0”。6.2.3IP地址与子网掩码子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。子网掩码的两种表示形式:

(1)32位的二进制数,表示形式与IP地址一样,是点分十进制,例如:。

(2)在IP地址后加上符号“/”,以及1~32的数字,其中1~32的数字表示子网掩码中网络号位的长度,例如:的子网掩码也可以表示为/24。6.2.3IP地址与子网掩码三类网络的标准子网掩码(没划分子网):

●A类:

●B类:

●C类:子网掩码的作用:计算机通过将子网掩码与IP地址进行“与”操作,可得到所给定的IP地址所属的网络号(包括子网络号)。6.2.4网络操作系统网络操作系统,是一种能代替操作系统的软件程序,是网络的心脏和灵魂,是向网络计算机提供服务的特殊的操作系统。借由网络达到互相传递数据与各种消息的目的,分为服务器(Server)及客户端(Client)。服务器的主要功能是管理服务器和网络上的各种资源以及网络设备的共用,加以统合并管控流量,避免出现瘫痪的可能性,而客户端就是有着能接收服务器所传递的数据来运用的功能,以便可以清楚地搜索所需的资源。6.2.4网络操作系统1.模式分类集中式模式网络操作系统是由分时操作系统加上网络功能演变的。系统的基本单元是由一台主机和若干台与主机相连的终端构成,信息的处理和控制是集中的。UNIX就是这类系统的典型代表。(1)集中式模式6.2.4网络操作系统这种模式是最流行的网络工作模式。服务器是网络的控制中心,并向客户端提供服务。客户端是用于本地处理和访问服务器的站点。(2)客户端/服务器模式采用这种模式的站点都是对等的,既可以作为客户访问其他站点,又可以作为服务器向其他站点提供服务。这种模式具有分布处理和分布控制的功能。(3)对等模式6.2.4网络操作系统2.LAN中的网络操作系统分类

Windows操作系统是全球最大的软件开发商———Microsoft(微软)公司开发的。Windows操作系统不仅在个人操作系统中占有绝对优势,在网络操作系统中也具有非常强劲的实力。这类操作系统配置在整个局域网中是最常见的,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、Linax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:WindowsNTServe4.0、Windows2000Server/AdvanceServer,以及Windows2003Server/AdvanceServer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Windows9x/ME/10等。(1)Windows类6.2.4网络操作系统目前在整个Windows网络操作系统中常用的Windowsserver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需求。6.2.4网络操作系统

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的气势,但是它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、小型企业的青睐,特别是学校。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、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。目前这种操作系统的市场占有率呈下降趋势,这部分的市场主要被Windows和Linux操作系统瓜分了。(2)NetWare类6.2.4网络操作系统目前常用的UNIX操作系统版本主要有:OpenSolaris、IBMAIX、HP-UX、Solaris、BSD等。支持网络文件系统服务,功能强大,由AT&T和SCO公司推出。这种网络操作系统稳定性和安全性能非常好,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。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,但因其体系结构不够合理,市场占有率呈下降趋势。(3)UNIX操作系统6.2.4网络操作系统这是一种新型的网络操作系统,它的最大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。在国内得到了许多用户充分的肯定,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。例如,Windows2000Professional适用于桌面计算机,Linux目前较适用于小型的网络,而Win-dows2000Server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,需要我们有目的地选择合适的网络操作系统。(4)Linux操作系统6.2.5常见的网络测试命令1.pingping主要是测试本机TCP/IP协议配置正确性与当前网络状况。ping命令的基本使用格式:pingIP地址/主机名/域名[-t][-a][-ncount][-lsize]-t:连续对IP地址/主机名/域名执行ping命令,直到被用户中断。-a:以IP地址格式显示目标主机网络地址,默认选项。-ncount:指定要ping多少次,具体次数由count来指定,默认值为4。-lsize:指定ping命令中发送的数据长度,默认值是32字节。6.2.5常见的网络测试命令2.netstat

netstat主要是帮助用户了解整体网络情况以及当前连接情况。

netstat命令的基本使用格式:

netstat[-n][-a][-e][-r][-s]。

-n:显示所有已建立的有效连接。

-s:能够按照各个协议分别显示其统计数据。如果应用程序(如Web浏览器)运行速度比较慢,或者不能显示Web页之类的数据,那么我们就可以用本选项来查看一下所显示的信息。我们需要仔细查看统计数据的各行,找到出错的关键字,进而确定问题所在。6.2.5常见的网络测试命令

-e:用于显示关于以太网的统计数据。它列出的项目包括传送的数据报总字节数、错误数、删除数、数据报和广播的数量。这些统计数据既有发送的数据报数量,也有接收的数据报数量(这个选项可以用来统计一些基本的网络流量)。

-r:可以显示关于路由表的信息,除了显示有效路由外,还显示当前有效的连接。

-a:显示一个所有的有效连接信息列表,包括已建立的连接(ESTABLISHED),也包括监听连接请求(LISTENING)的那些连接。6.2.5常见的网络测试命令3.ipconfig

ipconfig主要是了解当前TCP/IP协议所设置的值,如IP地址、子网掩码、缺省网关、MAC地址等。

ipconfig命令的基本使用格式:

ipconfig[/all/release/renew]。

ipconfig:若不带任何参数选项,则它为每个已经配置了的接口显示IP地址、子网掩码和缺省网关值。

/all:当使用all选项时,能为DNS和windous服务器显示它已配置且所要使用的附加信息(如IP地址等),并且显示内置于本地网卡中的物理地址(MAC)。如果IP地址是从DHCP服务器租用的,它会显示DHCP服务器的IP地址和租用地址预计失效的日期。6.2.5常见的网络测试命令

/release&/renew:这是两个附加选项,只能在向DHCP服务器租用其IP地址的计算机上起作用。如果输入ipconfig/release,那么所有接口的租用IP地址便重新交付给DHCP服务器(归还IP地址)。如果输入ipconfig/renew,那么本地计算机便设法与DHCP服务器取得联系,并租用一个IP地址。请注意,大多数情况下网卡将被重新赋予和以前所赋予的相同的IP地址。任务实施任务1制作双绞线1.实验目的熟悉双绞线的制作过程。2.实验要求本任务是实现两台计算机通过网卡直接连接,所以选用交叉线。使用压线钳,灵活制作交叉线,并符合做线标准。任务1制作双绞线3.实验用到的设备、仪器实验用到的设备、仪器有:5类双绞线一根、RJ-45水晶头若干个、剥线/压线钳一个、双绞线测线仪一台。任务1制作双绞线4.实验步骤

(1)选线选取一根长约50cm的5类双绞线。

(2)剥线利用压线钳(也可以使用专用的剥线钳、剥线器及其他工具)将双绞线的外皮剥去2~3cm,压线钳如图6-6所示。任务1制作双绞线(3)排线一端按照T568A标准将各个线排好,排线样式如图6-7所示。任务1制作双绞线(4)剪线左手握紧排好的线,然后右手用压线钳将线尽量剪齐,线留在外面的距离不宜过长,一般在1.2~1.4cm,这样有利于打线。(5)插线把剪齐后的线排列整齐然后插入水晶头的后端,如图6-8所示。任务1制作双绞线(6)压线将水晶头放入剥线钳/压线钳中与水晶头相对的那个口中,挤压,压线效果如图6-9、图6-10所示。任务1制作双绞线(7)做另一个头重复步骤(2)~(6)做好双绞线的另一头,按同样的方法制作网线另一端,注意此时的线序为T568B标准。(8)测试双绞线的连通性将做好的双绞线插入测线仪,打开开关,如果两边的8个指示灯顺序为1-3、2-6、3-1、4-4、5-5、6-2、7-7、8-8,则说明连通性良好,交叉双绞线做成功了;如果哪个灯不亮,则说明那根线出错了,测线仪和工具图如图6-11、图6-12所示。任务1制作双绞线任务1制作双绞线5.实验故障分析与排除用测线仪测试后发现指示灯不全亮,则可能出现的问题是:

(1)线序错了。

(2)可能是线没有与水晶头后端接触。

(3)在剥线过程中线被剥断了。任务2安装网卡在计算机上安装网卡的步骤如下:步骤1首先将计算机后方的各种插头和连线拆除,如果不熟悉这些线路的安装,应记下每条线路的安装位置与方式。步骤2将主机外壳的螺丝卸下,再将外壳拆下。步骤3确认网卡的总线接口。目前大部分网卡为PCI总线。步骤4在主板上找到相应的空闲插槽。步骤5在机壳后方对应插槽位置上将阻隔的挡板拆除。任务2安装网卡步骤6将网卡插入相应的空闲插槽,并稍微摇晃,确保网卡与插槽接触良好。在主板上安插网卡时,一般采用先插后半部,再压下前半部的方法;如欲将网卡从主板上取下来,操作与插网卡正好相反,即一般采用先取前半部,再取后半部的方法。步骤7旋紧螺钉,固定机壳与网卡的连接。步骤8将机壳安装好,并接好拆下的插头和连线。安装网卡以后,还必须安装驱动程序网卡才能工作。两台计算机用制作好的交叉连接的双绞线,通过网卡的RJ

45接口连接起来。任务3安装网络操作系统安装Windows10操作系统的主要步骤如下:步骤1启动顺序设置。进入BIOS,设置光盘启动顺序(计算机启动时按“Del”键或“F2”、“F12”键进入BIOS设置),选择菜单“AdvancedBIOSFeatures”|“firstbootdevice”|“CDROM”,该项把光盘设置为首先启动。再选择菜单“AdvancedBIOSFeatures”|“secondbootdevice”|“HDD0”,将硬盘设成第二启动设备,然后按“F10”键保存,重新启动电脑即可。步骤2启动后,弹出如图6-13所示的窗口,选择安装语言格式。无须改动,直接单击“下一步”按钮。任务3安装网络操作系统任务3安装网络操作系统步骤3准备安装。单击“现在安装”按钮,如图6-14所示。任务3安装网络操作系统步骤4许可协议。勾选“我接受许可条款”复选框,单击“下一步”按钮,如图6-15所示。任务3安装网络操作系统步骤5选择安装类型。如果是系统崩溃后重装系统,则选择“自定义:仅安装Windows(高级)”;如果想从WindowsXP、Vista升级为Windows10,则选择“升级:安装Windows并保留文件,设置和应用程序”,如图6-16所示。任务3安装网络操作系统步骤6选择安装盘。如果你的磁盘已经分区,请单击“下一步”按钮跳过;如果没有分区,则可以利用工具进行分区并格式化成NTFS格式才能安装系统,本任务磁盘没有分区,如图6-17所示。任务3安装网络操作系统步骤7开始安装。单击“下一步”按钮,整个过程持续10~20分钟,如图6-18所示。任务3安装网络操作系统步骤8安装完成,自动重新启动。步骤9重新启动之后,就可看到Windows10的启动画面。安装程序检查系统配置、性能,这个过程会持续10分钟左右。步骤10进入设置环节。输入个人信息,设置密码,调整日期、时间,配置网络。请根据网络的实际安全性进行选择。

Windows10系统安装完毕,如图6-19所示。任务3安装网络操作系统任务4配置网络并设置文件夹共享安装了活动目录的服务器就成为域控制器,安装活动目录的过程就是创建域控制器的过程,也就是创建域的过程。任务4配置网络并设置文件夹共享1.安装网络协议及服务步骤1

在“开始”菜单里单击“设置”按钮,打开“设置”窗口,如图6-20所示。任务4配置网络并设置文件夹共享步骤2单击“网络和Internet”选项,打开“网络和Interndt”窗口如图6-21所示。任务4配置网络并设置文件夹共享步骤3单击“更改适配器选项”选项,打开“网络连接”窗口,如图6-22所示。任务4配置网络并设置文件夹共享步骤4双击“以太网”图标,打开“以太网状态”对话框,如图6-23所示。任务4配置网络并设置文件夹共享步骤5单击“属性”按钮,打开“以太网属性”对话框,如图6-24所示。任务4配置网络并设置文件夹共享步骤6单击“安装”按钮,打开“选择网络功能类型”对话框,如图6-25所示。任务4配置网络并设置文件夹共享客户端:可以向计算机提供对连接到网络上文件的共享。服务:可以向网络内的其他用户提供相应的服务。协议:计算机之间相互通信的程序。在Windows操作系统中要完成通信需安装Internet协议版本4、Microsoft网络客户端、Microsoft