电子商务计算机网络基础—任务与实训教程 - 万水书苑-出版资源网

第 2 章 局域网络组成与测试

理论概述

局域网（Local Area Network，LAN），又称内网，指覆盖局部区域（如办公室或楼层）的 计算机网络。按照网络覆盖的区域（距离）不同，其他的网络类型还包括城域网、广域网等。 早期的局域网网络技术都为各不同厂家所专有，互不兼容。后来，IEEE（国际电子电气 工程师协会）制定了 IEEE  802 标准，该标准实际上是 IEEE 对于局域网技术制定的一系列标 准的集合。 局域网的组建包括硬件连接和协议配置两部分。本章先介绍局域网组建所需的硬件，接 着讲述协议的配置以及配置完成之后的连通性测试。下面对相关硬件及协议进行概述。 一、传输介质 传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。 有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分，它能将信号从一方传输到 另一方，有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。双绞线和同轴电缆传输电信号，光纤 传输光信号。 无线传输介质指在两个通信设备之间不使用任何物理连接，而是通过空间传输的一种技 术。常用的无线传输介质有无线电波、微波和红外线 3 种。信息被加载在电磁波上进行传输。 二、连接设备 常用的局域网互连设备有以下几种： （1）中继器（repeater）：最简单的网络互连设备，主要完成 OSI 物理层的功能，负责在两个 结点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。 （2）集线器（hub）：工作于 OSI 参考模型的物理层，采用广播方式发送数据。也就是说 当它要向某结点发送数据时， 不是直接把数据发送到目的结点， 而是把数据包发送到与集线器 相连的所有结点。 （3）交换机（switch）：工作在数据链路层，处理的数据单位是数据帧（Frame） 。根据数 据帧的目的 MAC 地址（物理地址）进行数据帧的转发操作。数据发送采用全双工“存储－转 发”方式，比集线器的半双工广播方式效率高。 （4）路由器（router）：工作在网络层，处理的数据单元是 IP 数据报。用于互连同构或异 构的局域网，负责不同网络之间的主机进行通信。 三、通信协议 （一）常见通信协议 通信协议（communications  protocol）是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和

约定。协议定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的信息与含义，连接方式，信息发 送和接收的时序，从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。 常见的通信协议包括以下几种： （1）NetBEUI（用户扩展接口）：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。用于不超过 100 台个人计算机所组成的单 网段部门级小型局域网。 （2）IPX/SPX（网际交换/顺序包交换）：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，适用于大型网络。 （3）TCP/IP（传输控制协议/因特网互联协议）：具有很强的灵活性，支持任意规模的网 络，几乎可连接所有的服务器和工作站，是目前最流行的网络协议，也是 Internet 的基础。在  TCP/IP  的网络中，每个主机都有与其他主机不同的网络地址（IP  地址）。所以在使用  TCP/IP  前要进行 IP 地址配置。 （二）IP 地址 按照 TCP/IP 协议规定，IP 地址用二进制来表示，每个 IP 地址长 32 位，32 位的 IP 地址 中由网络号和主机号组成。 网络号标志主机所连接到的网络， 同一物理网络上的所有主机使用 同一个网络号（net­id）。主机号（host­id）标志网络中的一台主机。 比特换算成字节，32 比特就是 4 个字节。用十进制数字表示，中间使用符号“.”分开不 同的字节，IP 地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法” 。  1．IP 地址的分类 为了适应各种不同大小规模的网络，IP  地址被分为  A、B、C、D、E  五大类，分别使用  IP 地址的前几位加以区分。其中 A、B、C 类是可供 Internet 上主机使用的普通 IP 地址，D 类 地址是多点播送地址，用于多目的地信息的传输和作为备用，E 类地址保留作为研究使用，如 图 2­1 所示。  A 类  0  net­id  host­id  B 类  10  net­id  host­id  C 类  110  net­id  host­id  D 类  1110  多播地址  E 类  11110  保留 图 2­1    IP 地址的分类

（1）A 类地址。A 类地址由 1 字节的网络号和 3 字节的主机号组成。A 类地址的第 1 位 （最左边）总是 0。网络号的范围是 1～2 7 

­2，主机号的范围是 1～2 24 ­2。A 类地址适合于主机 数量非常大的大型网络。如 120.57.78.134 属于 A 类地址。

（2）B 类地址。B 类地址由 2 字节的网络号和 2 字节的主机号组成。B 类地址的前 2 位 

（最左边）总是 10。网络号的范围是 1～2 14  ­2，主机号的范围是 1～2 16 ­2。B 类地址适合于主 机数量较多的中型网络。如 170.83.167.59 属于 B 类地址。 （3）C 类地址。C 类地址由 3 字节的网络号和 1 字节的主机号组成。C 类地址的前 3 位 （最左边）总是 110。网络号的范围是 1～2 21  ­2，主机号的范围是 1～2 8 ­2。C 类地址适合于主 机数量较少的小型网络。如 192.168.0.59 属于 C 类地址。 （4）D 类地址。D 类地址是多点播送地址，D 类地址的前 4 位（最左边）总是 1110。第 一个字节的范围是 224～239。 （5）E 类地址。E 类地址被保留作为研究使用，前 5 位（最左边）总是 11110。  2．子网划分 二级 IP 地址空间的利用率较低，造成 IP 地址浪费的现象，子网划分是解决方案之一，子 网划分技术能够使单个网络地址横跨多个物理网络，这些物理网络统称为子网。 简单说来，子网划分的方法是利用子网掩码，从主机位最高位开始借位，变为新的子网 位，原先主机位的剩余部分仍为主机位。这使得 IP 地址的结构分为网络号、子网号和主机号 三级。比如，对于一个 B 类地址，可以从主机位借 6 位作为子网号。此时的子网掩码如图 2­2  （c）所示。  10  net­id  host­id  （a） 子网号 主机号 

10  net­id  subnet­id  host­id 

（b）  11111111    11111111  111111  0000000000  （c） 图 2­2    B 类网络的子网划分  A、B、C  类  IP  地址分别有默认的子网掩码，它们分别是  255.0.0.0、255.255.0.0、  255.255.255.0。

任务一 网络传输介质

一、预备知识 目前局域网中常用的传输介质包括有线传输介质和无线传输介质。有线传输介质有双绞 线、同轴电缆、光纤；无线传输介质即电磁波。 在本任务中，主要介绍双绞线的制作。

双绞线制作的国际标准有两种，分别为 EIA/TIA 568A 和 EIA/TIA 568B，如图 2­3 所示。 按照这两种标准制作的双绞线分为两类：直通线和交叉线。两端接口使用相同标准的双 绞线称为直通线，两端接口分别采用 568A 和 568B 两个标准的双绞线称为交叉线。如果双绞

线一端连接计算机， 另一端连接交换机， 则使用直通线； 如果双绞线两端分别连接两台计算机， 则使用交叉线。以下介绍两类双绞线的制作方法。 针脚号 网线标准  1  2  3  4  5  6  7  8  EIA/TIA 568A  绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕  EIA/TIA 568B  橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕

图 2­3    EIA/TIA 568A 和 EIA/TIA 568B 标准对照表

二、任务目的 l 了解双绞线制作的两种国际标准。 l 掌握双绞线的制作及工具的使用。 三、任务描述 某公司准备用 20 台计算机组建一个局域网，需要一些传输介质——双绞线，现有一定长 度的双绞线，RJ­45 水晶头，压线钳和测试仪，如何制作一条双绞线呢？ 四、任务实现 （一）直通线的制作 （1）剪线。利用压线钳的剪线刀口剪取适当长度的双绞线。 （2）剥线。用压线钳的剪线刀口将线头剪齐，再将线头放入剥线刀口，让线头触及挡板， 稍微握紧压线钳慢慢旋转， 让刀口划开双绞线的保护胶皮， 从而拔下保护胶皮， 如图 2­4 所示。 图 2­4  利用压线钳剥线 （3）排序。把剥掉保护胶皮的 4 个线对的 8 条芯线，拆开、理顺、捋直。按照标准的线 序排列，双绞线两端的线序应同时为 T568A 标准或 T568B 标准，如图 2­5 所示。 （4）剪齐。把线尽量抻直、压平、挤紧理顺，用压线钳将  8  条芯线末端剪齐，如图  2­6  所示。 （5）插线。一手以拇指和中指捏住水晶头，使有塑料弹片的一侧向下，针脚一方朝向远 离自己的方向，并用食指抵住；另一手捏住双绞线外面的胶皮，缓缓用力将  8  条导线同时沿  RJ­45 头内的 8 个线槽插入，一直插到线槽的顶端，如图 2­7 所示。

图 2­5  按照标准线序排列 图 2­6  剪线 （6）压线。检查并确认线序无误且 8 条芯线末端都顶到线槽顶端，将 RJ­45 头从无牙的一 侧推入压线钳夹槽后，用力握紧线钳，将突出在外面的针脚全部压入水晶头内，如图 2­8 所示。 图 2­7  插线 图 2­8  压线 （7）重复上述方法，制作双绞线另一端。 （8）测试。将制作好的直通线两端分别插到网线测试仪的对应接口，打开电源，如果测 试仪上两排指示灯全部按相同次序闪过，证明直通线制作成功，如图 2­9 所示。 图 2­9  测试 （二）交叉线的制作 交叉线的制作步骤与直通线制作步骤（1）～（6）相同，此处省略，剩下的两步如下。 （7）两端线序不同。如果一端为 T568A 标准，另一端为 T568B 标准。 （8）测试。将制作好的交叉线两端分别插到网线测试仪的对应接口，打开电源，如果测 试仪上两排指示灯分别按照 12345678 和 36145278 的顺序闪动，则证明交叉线制作成功。

任务二 TCP/IP 协议配置

一、预备知识  TCP/IP，即 Transmission Control Protocol/Internet Protocol 的简写，中译名为传输控制协议  /因特网互联协议，又名网络通信协议，是  Internet 最基本的协议、Internet 国际互联网络的基 础，由网络层的 IP 协议和传输层的 TCP 协议组成。 通俗地说，TCP  负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有 数据安全正确地传输到目的地；而 IP 负责给因特网的每一台计算机规定一个地址。 二、任务目的 l 了解 TCP/IP 的概念。 l 掌握 TCP/IP 协议的配置操作。 三、任务描述 某公司准备用 20 台计算机组建一个局域网，现关于局域网的物理连接问题已经解决，接 下来要进行协议的安装和配置。 四、任务实现 （1）首先确认计算机要有网络适配器（网卡），由于 Windows 系统具备即插即用功能， 系统会自动检测到安装的网卡并自动安装网卡的驱动程序。所以，只需查看网卡的属性。右击 “我的电脑” ，在快捷菜单中选择“管理”选项，打开“计算机管理”窗口，如图 2­10 所示。 图 2­10  “计算机管理”窗口 （2）展开“系统工具”项，单击“设备管理器” ，在窗口右侧区域，双击展开“网络适 配器”项，显示 Intel（R）PRO/1000 MT Network Connection（网卡不同，此处显示的内容不 同），表明计算机中已经安装了网卡，如图 2­11 所示。

图 2­11  查看是否安装网卡 （3）右击桌面上的“网上邻居” ，在快捷菜单中选择“属性”选项，打开“网络连接” 窗口，如图 2­12 所示。 图 2­12  “网络连接”窗口 （4）右击“本地连接” ，选择快捷菜单中的“属性”选项，打开“本地连接 属性”对话 框，如图 2­13 所示。 （5）单击选择“Internet 协议（TCP/IP） ”选项，单击“属性”按钮，打开“Internet 协议 （TCP/IP）属性”对话框。 此处对 IP 的设置有两种方式：自动获得 IP 地址和使用下面的 IP 地址。选择“自动获得  IP 地址”单选按钮，即动态获取，动态获取要求在局域网中存在一台 DHCP 服务器，并且该 服务器已经提前设置好了 IP 地址以及默认网关、DNS 及相关参数；选择“使用下面的 IP 地 址”单选按钮，即静态指定，就是用手工的方式将 IP 地址、子网掩码、默认网关、DNS 服务 器等选项一一填入，如图 2­14 所示。

图 2­13  “本地连接 属性”对话框 图 2­14  “Internet 协议（TCP/IP）属性”对话框

任务三 局域网组建

一、预备知识 局域网是网络的最小单位，可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内 的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计 算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。 局域网的组建，需要准备一个连接设备，常见的有集线器、交换机等，还需要传输介质， 如有线传输介质双绞线、光纤等，每台计算机至少需要一块网卡，如 PCI 网卡、USB 网卡等。 组建成功之后，最后还需要进行连通性测试。 二、任务目的 l 了解组建局域网的软硬件。 l 掌握局域网的组建方法。 l 掌握在局域网内设置资源共享的方法。 三、任务描述 为满足某公司的日常业务需要，购买了 20 台计算机，其中一台为安装了 Windows Server  2003 操作系统的服务器，其他为安装了 Windows  XP 操作系统的客户机，为了便于工作的展 开，准备将这些计算机组建成一个小型局域网，实现资源共享。 四、任务实现 （1）把 Windows Server 2003、各台 Windows XP 及交换机使用直通双绞线连接起来，查 看计算机及交换机的端口指示灯是否为绿色，确保硬件连接正常。

（2）由于计算机的数量比较少，对计算机 IP 地址的设置采用手动配置静态 IP 地址。服 务器端的 IP 地址设置如图 2­15 所示。 （3）客户机 IP 地址的设置可为 192.158.0.2～192.158.0.254 之间的任一 IP 地址。设置时 注意选择的 IP 地址未被其他计算机占用，避免 IP 地址的冲突，设置如图 2­16 所示。 图 2­15  服务器端 IP 地址的设置 图 2­16  客户机 IP 地址的设置 （4）在 IP 地址为 192.158.0.1 的服务器上设置文件共享。右击需要共享的文件夹，比如 命名为 mp3 的文件夹。在快捷方式中选择“属性”选项，打开“mp3 属性”界面，选择“共 享”选项卡，单击“共享此文件夹”单选按钮，设置共享名为 mp3，如图 2­17 所示。 图 2­17  共享资源的设置 （5）单击“确定”按钮，资源共享设置成功，如图 2­18 所示。

图 2­18  资源共享设置完成 （6）在 IP 地址为 192.158.0.3 的客户机上，在任意文件夹或浏览器窗口的地址栏中输入 “\\192.158.0.1” ，单击“转到”按钮，打开共享文件的界面，如图 2­19 所示。 图 2­19  客户机访问共享资源

任务四 网络的连通性测试

一、预备知识 协议配置结束后，需要对网络的连通性进行测试分析，常用的几个命令包括 ping 命令、  ipconfig 命令、tracert 命令、arp 命令，熟练地使用它们，可以快速、准确地确定网络的故障点， 从而排除故障。

23 二、任务目的 l 了解网络测试常用方法。 l 掌握几种命令的使用。 三、任务描述 某公司已完成了对小型局域网硬件的连接及协议的配置， 最后需要对网络进行连通性测试。 四、任务实现 （一）ping 命令  ping 命令用来测试计算机之间的连接，格式如下：ping [参数] [IP 地址]。 （1）单击“开始”→“运行” ，弹出“运行”对话框，在文本框内输入  cmd，如图  2­20  所示。 图 2­20  “运行”对话框 （2）单击“确定”按钮，打开“cmd 程序运行”界面，输入 ping 127.0.0.1，该 ping 命令 被回送到本地计算机的 IP 软件，测试本机 TCP/IP 协议安装配置是否正确。按下回车键，执行 该命令，如图 2­21 所示。 图 2­21  测试本机 TCP/IP 协议安装配置 默认情况下，Windows 上运行的 ping 命令发送 4 个 ICMP 回送请求，每个请求为 32 字节

数据。 正常的情况下， 会得到 4 个回送应答： Reply from 127.0.0.1： bytes=32 time<1ms TTL=128。 如果不正常，则得到 4 个超时信息。

（3）输入 ping  192.158.0.1，该 ping 命令被送到用户计算机所配置的 IP 地址，测试本机 的 IP 地址配置是否存在问题。按下回车键，执行该命令，如图 2­22 所示。 图 2­22  测试本机的 IP 地址配置 用户计算机对该命令作出应答，表明本机的 IP 地址配置不存在问题。如果无应答，局域 网用户需断开网线，重新发送该命令。如果断开网线后本命令正确，说明网内另一台计算机可 能配置了相同的 IP 地址。 （4）输入 ping 192.158.0.3，该 ping 命令经过网卡及传输介质到达网内的其他计算机，然 后再返回。测试本地计算机和对方计算机及局域网是否工作正常。按下回车键，执行该命令， 如图 2­23 所示。 图 2­23  本机与网内其他计算机连通正常的情况

收到应答，表明本局域网运行正常。否则，则会收到 0 个回送应答：Request  timed  out， 如图 2­24 所示。 图 2­24  本机与网内其他计算机连通不正常的情况 造成这种原因，有以下几种可能： （1）对方机器没有运行 IP 协议。 （2）对方计算机上安装了防火墙软件，启用了禁止 ping 入\出。 （3）局域网运行不正常。 （二）ipconfig 命令  ipconfig 命令用于查看当前计算机的 TCP/IP 配置，格式如下：ipconfig [参数]。 （1）打开“cmd 程序运行”界面，输入 ipconfig ­all，按下回车键，结果如图 2­25 所示。 图 2­25    ipconfig 命令运行结果

通过该命令，了解当前计算机的配置参数： 主机名称：net­1； 物理地址：00­0C­29­9B­77­FE；  IP 地址：192.158.0.1； 子网掩码：255.255.255.0； 默认网关：192.158.0.1。 （2）在客户机通过 DHCP 服务动态获取 IP 的情况下，还可以使用参数­renew、­release。  ­renew：重新请求新的网络参数。  ­release：释放全部网络参数。 （三）tracert 命令 如果在路由传递的途中出现问题，而无法连往某些主机，要找出网络断线的地方，可以 使用 tracert 命令。tracert 命令用来检查到达目标 IP 地址的路径并记录结果。tracert 命令显示 用于将数据包从计算机传递到目标位置的一组路由器的 IP 地址，以及每个跃点所需的时间。 格式如下：tracert [参数] [target_name]，其中 target_name 表示目标主机的名称或 IP 地址。 打开“cmd 程序运行”界面，输入 tracert www.163.com，查看本地计算机是通过何种路径 访问到网易主页，按下回车键，结果如图 2­26 所示。 图 2­26    tracert 命令运行结果 （四）arp 命令  arp 命令显示和修改 IP 地址和 MAC 地址的对照表。格式如下：arp [参数]。 打开“cmd 程序运行”界面，输入 arp ­a，用于显示所有接口的当前 ARP 缓存表，按下回 车键，结果如图 2­27 所示。 实训 3 实现双机互连 双机互连是指采用网络设备和网络传输介质将两台计算机直接连接。 要求：实现使用双绞线连接两台计算机并测试连通性。