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局域网拓扑结构及物理连接借鉴.pdf
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局域网拓扑结构及物理连接借鉴.pdf
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第 1 章 局域网拓扑结构及物理连接
本章主要考察学校校园网及计算机实训中心网络的连接情况,包括校园网使用的网络传
输技术、校园网网络布线及物理拓扑结构、校园网逻辑拓扑结构、校园网主要网络设备以及
校园网的 IP 地址使用情况等。 将完成网线的制作与简易测试、 网卡的安装与设置、 星型以太
网构建并掌握各种网络通信线性能特点以及连接方法。
1.1观察学校校园网及计算机实训中心网络的连接
1.1.1 实训目的
( 1) 理解网络传输技术。
( 2) 理解网络物理拓扑结构和逻辑拓扑结构。
( 3) 掌握校园网使用的主要网络设备型号性能。
( 4) 掌握网络系统设计考虑要点。
1.1.2 实训内容
( 1) 考察校园网使用的网络传输技术。
( 2) 考察校园网的网络布线及物理拓扑结构。
( 3) 考察校园网的逻辑拓扑结构。
( 4) 考察校园网使用的主要网络设备名称。
(5) 记录校园网的 IP 地址设置。
1.1.3 实训理论基础
1. 网络拓扑结构
网络拓扑是指网络形状,或者是它在物理上的
连通性。网络的拓扑结构主要有:星型拓扑、总线
拓扑、环型拓扑、 树型拓扑、混合拓扑及网型拓扑。
2. 传输媒体
传输媒体是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路,计算机网络中采用的传输媒体
分有线和无线两大类。
(1)有线传输媒体
a) 双绞线( TP)
由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。双绞线
(TP:Twi sted Pairwire)一般分为屏蔽(Shielded Twisted
Pair,简称 STP)和非屏蔽( Unshielded Twisted Pair,
简称 UTP)两种。所谓屏蔽就是指网线内部信号线的
外面包裹着一层金属网, 在屏蔽层外面才是绝缘外皮,
屏蔽层可以有效地隔离外界电磁信号的干扰。计算机
图 1.1 双绞线
图 1.2 同轴电缆
网络中最常用的是第三类和第五类非屏蔽双绞线。
b) 同轴电缆 (细缆)
由绕同一轴线的两个导体所组成,被广泛用于局域网中。为保持同轴电缆的正确电气特
性,电缆必须接地,同时两头要有终端器来削弱信号反射作用。
c) 光纤
由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成的。
光纤具有宽带、数据传输率高、抗干扰能力强、传输距
离远等优点。按使用的波长区的不同分为单模和多模光
纤通信方式。
(2).无线传输媒体
a) 微波通信
载波频率为 2GHZ 至 40GHZ。频率高,可同时传送大量信息; 由于微波是沿直线传播的,
故在地面的传播距离有限。
b) 卫星通信
是利用地球同步卫星作为中继来转发微波信号的一种特殊微波通信形式。卫星通信可以
克服地面微波通信距离的限制,三个同步卫星可以覆盖地球上全部通信区域。
c) 红外通信和激光通信
和微波通信一样,有很强的方向性,都是沿直线传播的。但红外通信和激光通信要把传
输的信号分别转换为红外光信号和激光信号后才能直接在空间沿直线传播。
3.网络管理协议
目前较为流行的两种网络管理协议为: SNMP(简单网络管理协议) 和 CMIP(通用管理
信息协议)。SNMP 由一整套简单的网络通讯规范组成,可以完成所有基本的网络管理任务,
对网络资源的需求量少; CMIP 是一种设计非常全面的网络管理系统,改进了 SNMP 存在的
诸多不足。但是,正是因为 CMIP 修正了 SNMP 的错误, 使得自身变得大而全,对网络基础
性能提出了相当严格的要求。
4.交换机、集线器
集线器( HUB)可以看成是一种多端口的中继器,是共享带宽式的,其带宽由它的端口
平均分配,如总带宽为 10Mb/s 的集线器,连接 4 台工作站同时上网时,每台工作站平均带
宽仅为 10/4=2.5Mb/s。交换机又叫交换式集线器,每一端口都有其专用的带宽,如 10Mb/s
的交换式集线器,每个端口都有 10Mb/s 的带宽。交换机和集线器都遵循 IEEE802.3 或
IEEE802.3u,其介质访问方式均为 CSMA/CD。它们之间的区别为:
集线器为共享方式,即同一网段的机器共享固有的带宽,传输通过碰撞检测进行,同一
网段计算机越多,传输碰撞也越多,传输速率会变慢;交换机每个端口为固定带宽,有独特
的传输方式, 传输速率不受计算机增加影响, 其独特的 NWAY、全双工功能增加了交换机的
使用范围和传输速度。
5. 路由器
路由器是网络中进行网间连接的关键设备。作为不同网络之间互相连接的枢纽,路由器
系统构成了基于 TCP/IP 的国际互连网络 Internet 的主体脉络。它的处理速度是网络通信的
主要瓶颈之一,它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此,在园区网、地区网、乃至
图 1.3 光纤
整个 Internet 研究领域中,路由器技术始终处于核心地位 。路由器之所以在互连网络中处
于关键地位,是因为它处于网络层,一方面能够跨越不同的物理网络类型( DDN 、FDDI 、
以太网等等),另一方面在逻辑上将整个互连网络分割成逻辑上独立的网络单位, 使网络具有
一定的逻辑结构。
路由器的基本功能是把数据 (IP 包)传送到正确的网络, 具体包括: IP 数据包的转发,
包括数据包的寻径和传送;子网隔离,抑制广播风暴;维护路由表,并与其它路由器交换路
由信息,这是 IP 包转发的基础; IP 数据包的差错处理及简单的拥塞控制;实现对 IP 数
据包的过滤和记忆等功能。
1.1.4 实训步骤
( 1) 考察校园网使用网络传输技术,回顾这些技术的原理,优点,缺点。
( 2) 考察校园网网络布线及物理拓扑结构。
( 3) 考察校园网逻辑拓扑结构。
( 4) 记录校园网使用的主要网络设备名称,型号,性能参数,用途(核心交换机,二
级交换机,路由器,防火墙) 。
( 5) 记录校园网使用的主要网络连接介质类型,型号,性能参数。
( 6) 记录校园网的 IP 地址分配。
( 7) 考察校园网信息点分布情况。
( 8) 考察校园网使用的主要网络测试工具。
( 9) 考察校园网网管站位置,主要设备。
( 10) 考察校园网使用的网络管理软件名称,使用的协议,以及该软件具有的优缺点。
( 11) 考察路由器设置(路由表,访问控制列表) 。
( 12) 考察交换机设置, VLAN 划分。
( 13) 画出校园网网络拓扑结构图。
( 14) 考察校园网的服务器( WEB,DNS,WINS)硬件系统平台,软件系统平台。
( 15) 考察校园网到因特网的网络出口带宽,类型。
1.1.5 实训思考题
1. 路由器与网桥相比有什么区别 ?
2. 在综合布线中,配线架有什么作用 ?
3. 在网络中划分 VLAN有什么好处 ?
4. 网络信息点分布情况对布线方案有什么影响 ?
5. 考察市场上常见的路由器和交换机产品 .
6.WEB服务器软件系统平台有哪一些 ?
1.1.6 实训报告要求
( 1) 实训目的。
( 2) 实训环境。
( 3) 操作步骤。
( 4) 实训中的问题和解决方法。
( 5) 回答实训思考题 1、2、3。
( 6) 实训心得与体会。
( 7) 建议与意见。
1.2 网络通信线的连接方法
1.2.1 实训目的
( 1) 熟悉双绞线的介质标准及其连接器接口标准。
( 2) 熟悉同轴电缆的介质标准及其连接器接口标准。
( 3) 熟悉光缆的介质标准及其连接器接口标准。
1.2.2 实训内容
( 1) 考察双绞线及其接口。
( 2) 考察同轴电缆及其接口。
( 3) 考察光缆及其接口。
1.2.3 实训理论基础
网络连接线,是从一个网络设备(例如计算机)连接到另外一个网络设备传递信息的介
质,是网络的基本构件。 在众多种类的网线中, 具体使用哪一种网线要根据网络的拓扑结构、
网络结构标准和传输速度来进行选择。了解网线的种类和特征,对于正确的设计和建设网络
是很重要的,下面按类别来看看这些不同类型的网线以及它们的技术特征。
1. 双绞线
双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相
绞在一起,可降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的
电波抵消。 UTP 是目前局域网中可以算使用频率最高的一种网线。 这种网线在塑料绝缘外皮
里面包裹着八根信号线,它们每两根为一对相互缠绕,形成总共四对,双绞线也因此得名。
双绞线这样互相缠绕的目的就是利用铜线中电流产生的电磁场互相作用抵消邻近线路的干扰
并减少来自外界的干扰。每对线在每英寸长度上相互缠绕的次数决定了抗干扰的能力和通讯
的质量,缠绕得越紧密通讯质量越高,可以支持更高的网络数据传送速率,当然它的成本也
就越高。
2. 非屏蔽双绞线介质标准
非屏蔽双绞线是在局域网络布线中使用最为广泛的网络传输介质。 EIA/TIA 为非屏蔽双
绞线电缆定义了五种不同质量的类别。如下:
第一类: 主要用于传输语音 (一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆) ,不用于数
据传输。
第二类:传输频率为 1MHz,用于语音传输和最高传输速率 4Mbps 的数据传输,常见于
使用 4Mbps 规范令牌传递协议的旧的令牌网。
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