第1章 认识网络

一、目的和要求
让学生能够从一个实际的网络结构中绘 制相应的拓扑结构，学会使用Visio绘图软件 设计、绘制相对复杂的网络结构图。
二、预备知识
1．拓扑结构
➢网络拓扑图就是组建计算机网络的最基本 的要素 ➢计算机网络拓扑结构是把工作站、服务器 等网络单元抽象为“点”，把网络中的电缆 等通信介质抽象为“线”，就形成点和线的 几何图形，从而抽象出网络系统的具体结构， 称这种结构为计算机网络的”拓扑结构”。
从感性上认识计算机网络的软、硬件组成，网 络服务器的作用、工作站的地位、网络拓扑结构、 网络的功能及应用等。
让学生认识网络相关设备、认识和熟练应用网 线制作的专用工具，并能够制作网线（双绞线）； 会用简单的网络测试工具对制作的网线进行测试； 同时能够正确是使用网线将相关网络硬件设备连 接起来。
让学生能够从一个实际的网络结构中绘制相应 的拓扑结构，学会使用Visio绘图软件设计、绘制 相对复杂的网络结构图。
– 核心直径小，光以一种模 式无散射传输
– 高带宽，使用激光光源， 长距离传输(可达30英里)
– 在1310和1550nm下测量
• 多模光缆 – 核心直径大，光以多路径或多模式传输 – 低带宽，通常使用LED光源，短距离链路，通常在一个 建筑物内(小于100米) – 在850或1300nm下测量
多模 = 多路径或多模式的光
– 标准网卡； – PCMCIA网卡； • 按照网卡的速率 – 10Mbps网卡； – 10/100Mbps； – 1000Mbps；
– 粗缆网卡； – 细缆网卡； – 双绞线网卡； – 光纤网卡； • 按照网卡支持的总线类型： – ISA、EISA、PCI；
（2）中继器
中继器(Repeater)最简单的互连设备。
现在网络已经不仅仅是一个时髦的名词。事 实上它已经成为人们生活不可缺少的一部分，就 象空气和水一样。
通过学习本章内容并完成操作任务，您将：
能够认识网络的组成与主要功能； 能够认识常见的网络设备； 能够独立制作双绞线； 会用网线将相关的网络设备连接起来； 会使用Visio绘制简单的网络结构图。
本章“认识网络”，包括三个任务， 以网络入门为主要目的。以一个实际应 用的计算机网络系统（如学校的计算机 网络实验室或一个公司的内部网络）为 背景，可以采用参观、介绍、演示、操 作等方式，让学生认识网络、认识网络 设备、认识网络结构，并能够绘制相应 的拓扑结构。
10Mbps交换机
100Mbps集线器
10Mbps或100Mbps的节点（计算机）
1000Mbps链路
100Mbps链路
10Mbps链路
（6）路由器
路由器主要作为将局域网接入广域网的核心设备。
广域网接口
广域网
局域网
局域网接口
局域网
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（7）网关
网关（Gateway）是连接两个协议完全不同的计算 机网络时使用的设备。它可以将具有不同体系结构的计 算机网络连接在一起，比如异构型局域网互联、局域网 与广域网的互联、广域网与广域网的互联、局域网与主 机的互联等等，
通过交换机连接的网段内的每个节点，都可以使用网 络上的全部带宽来进行通信，而不是各个节点共享带宽。
10Mbps 共享式集线器
10Mbps交换机 10Mbps专用连接
10Mbps专用连接
服务器
服务器区
100Mbps主干交换机 千兆位的连接
千兆位的连接
100Mbps主干交换机
10/100Mbps交换机 10/100Mbps交换机
5、网络类型
局域网（LAN）指十几 公里的地理范围内将计 算机、外设和通信设备 互连在一起的网络系统
采用局域 网，传输 速率较高， 误码率较 低。组网 方便，技 术简单。
广域网（WAN）涉及 的范围较大，通常可以 达到几十公里、几百公
里，甚至更远。
传输距离远，传 输速率较低，误 码率较高。机制
复杂。
U/UTP
完全非屏蔽
百度文库F/UTP
整个电缆有一个铝箔屏蔽层
U/FTP
每一对绞线有一个单独的屏蔽层
SF/UTP 整个电缆有一个铝箔和一个金属网屏蔽层
S/FTP
每一对绞线有一个单独的屏蔽层， 整个电缆有一个金属网的屏蔽层
注意：“/”符号前的字母表示整个电缆的屏蔽层类型， “/” 符号之后的字 母表示每一对绞线的屏蔽类型
分。能够相互共享资源，每 台计算机都能以同样方式作 用于对方。
➢基于服务器的网络
共享文件和数据全部都集中存放在服务器上； 一个典型应用就是数据库的应用。
获得结果
服务器 处理数据
server
computer
处理结果
computer2
工作站
发出指令
客户机/服务器架构
浏览器/服务器架构
三、实践内容
1．学生进入相应网络环境，指导教师系统介绍网络的组成， 相关设备在网络中的作用，并比较网络系统和单机的区别；从 而让学生了解计算机网络中的网络设备。同时，记录网络中使 用的计算机网络硬件设备的名称及型号；
局域网
计算机网络
Internet
X.25,DDN, PSTN等
远程工作站 ISP
家庭用户上网
两台计算机互连
Server
LAN
Switch
Clients
1、什么是网络？
卫星天线
无线电塔
无线电塔 无线电塔
• 网络就是由某种传输介质，如电线或电缆所 连接的一组计算机和其他设备（比如打印 机）。各种设备之间可以通过铜线、光缆、 无线电波、红外线或卫星进行通信。
网络定义和功能的理解。
（2）局域网的系统结构主要分为哪两种？各有什么特点？ （3）常见的局域网有哪些硬件组成？ 2．练习题 （1）参观并调查社会上某公司的内部局域网络，分析一下
这个局域网的系统结构、组成、功能等，了解该公司在这 个局域网上的主要应用。
（2）上网查找有关Internet的概念，并了解它提供的主要服 务。
一、目的和要求
通过本实训任务让学生认识网络相关设备、认识和熟练应 用网线制作的专用工具，并能够制作网线（双绞线）；会用 简单的网络测试工具对制作的网线进行测试；同时能够正确 是使用网线将相关网络硬件设备连接起来。
二、预备知识
1．常见网络设备
（1）网络适配器（网卡）
• 按照支持的计算机的种类分• 按照网卡支持的传输介质
（8）调制解调器 数字信号
数字信号 与模拟信
号转换
调制解调器
模拟信号
内置式 外置式 PC卡式
电话网
2．传输介质
➢同轴电缆 ➢双绞线 ➢光纤 ➢无线介质
双绞线
光纤
卫星通信 同轴电缆
微波
（1）双绞线电缆
FTP F/UTP
S-FTP SF/UTP
CW1308/3类 大对数电缆
5类25对大对数电缆
ISO 11801 第2版的定义
通
计 算
信
机
计算机网络
2、为什么要使用网络
软盘 Floppy Disk
网络
Printer
INTERNET
硬盘
3、网络的好处
消息传递
数据共享
计算机
计算机
安全
计算机
成本降低
IDC
打印机
数据集中
资源共享
4、常见应用
我要＊＊文档！
我们要上网！
…
？？？
我要打印！
总经理
我要先打印！
我要能看到公司所有的信息
10Base-5
AUI接口
中继器
BNC接口
10Base-2
（3）集线器
集线器的英文名称就是我们通常见到的HUB，英文 HUB是“中心”的意思。
集线器
（4）网桥
网桥（Bridge）也称桥接器，是连接两个局域网的存储 转发设备。
工作站
工作站
桥接器
工作站
服务器
工作站 桥接器
工作站
工作站
工作站
（5）交换机
2．练习题 （1）制作一根直通线和一根交叉线，然后进行测试，并总结 制作双绞线的方法与步骤。 （2）用制作的网线把几台计算机和交换机或HUB连接起来， 如下两图进行连接。 （3）在只有两台计算机的情况下，可以利用以太网卡和UTP 电缆直接将它们连接起来，构成一个小网络。想一想组装这样 的小网络需要什么样的网卡和UTP电缆。动手试一试，验证你的 想法是否正确。 （4）了解有关网卡、交换机、Hub等网络设备的知识。弄清 每一种网络设备的基本工作原理，在实验环境或现实网络中的 作用。
16 MHz
20 MHz 100 MHz 250 MHz 600 MHz
带十字隔挡 的 6 类电缆
6 类U/UTP
6 类F/FTP
由于物理分隔，极大地提高了线对串音干扰性能
大对数电缆
教材上本图有误,请纠正。
（2）同轴电缆
• 中心是铜芯，周围是 绝缘层或绝缘体，然 后是外部金属层
（3）光纤
• 单模光缆
易于故障的隔离
易于网络的扩展
易于提高网络的传输
Hub
速度
缺点：
布线费用大
对中央结点要求高
（3）环型（一个封闭的电缆环路上)
传输速率高、距离远 一个站点的故障会引起整个网络的崩溃
（4）树型
（5）网型
传输速率高、容错高、可靠性好
（6）混合型拓扑结构
星型-总线型
总线型
星型-环型
城域网（MAN） 因特网（Internet)
按网络的覆盖范围分类
一、目的和要求
通过本实训任务让学生从感性上认识计算机网络的 软、硬件组成，网络服务器的作用、工作站的地位、网 络拓扑结构、网络的功能及应用等。
二、预备知识
1、基本组成 ➢网络硬件 ➢网络软件
2、网络结构
➢对等网络 同等地位，没有主从之
（1）总线型（所有计算机都 串接在一条传输线路上）
缺点：
工作站
工作站
故障后果严重
故障诊断困难
传输率低
优点：
结构简单、易扩充， 使用广泛
总线任务重，易产生 瓶颈问题
工作站
工作站
工作站
终端器
网段
终端器
（2）星型(一个中枢装置(交换机或集线器))
优点 ：
易于故障的诊断
稳定 性好
LED 光模式
LASER
单模 = 单路径或单模式的光
包层 125 µm
芯 62,5 µm
125 µm
50 µm
125 µm 9 µm
多模
单模
（4） 无线通信
无线电波：传输数据速度为2-6Mbps，适用于短距离 微波：地面微波的速度为4-6GHz，卫星微波为1114GHz 红外线：一个方向16Mbps，多个方向不超过1Mbps
电缆类别
• 3类
– 现在主要应用于电话电缆的大对数主干 – 在英国有时被称为：CW1308
• 4类
– 已从现代标准中消失
• 5类
– 结构化布线系统的主要应用产品 – 5类丛2000年开始升级到5e类（增强型5类）
• 6类
– 2002年开始颁布的最新布线标准
• 7类
– 2003年将颁布的最新布线标准
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三、实践内容
1．网卡安装 2．了解Hub的基本原理及功能 3．了解交换机的基本原理及功能 4．双绞线的制作
教师演示——学生练习——巡回指导
四、思考和练习
1．思考题 （1）双绞线、同轴电缆、光纤三种传输介质各有什么特点? （2）制作双绞线时若没有按标准制作，而是采用自己规定两 头一样的顺序制作，该双绞线能使用吗？会产生什么后果？ （3）在将计算机连入交换机（或集线器）时，能将直通双绞 线一端接计算机，另一端接交换机的Uplink口吗？ （4）你若做好了一根直通双绞线，可使用测试仪测试时，灯 亮的顺序是一样，可是两个对应的2号灯都不亮，有可能是什么 问题？怎样补救才有可能使这根线能被测通？ （5）在局域网组网中，选择集线器和交换机作为网络互联设 备对网络运行性能有什么影响？ （6）当网络中计算机相互访问或互传文件时，网卡及连入网 络中的集线器或交换机的指示灯将如何显示？
2．介绍网络的功能、网络服务器的作用、工作站的地位以及 相关设备的价格，让学生观察网络连接，了解服务器、客户机 等设备是如何连接的；
3．介绍网络实验室的网络拓扑结构，让学生详细的参观计算 机网络实验室。同时，记录网络规模，如连网计算机的数量、 配置、使用的操作系统、位置分布等数据。
四、思考和练习
1．思考题 （1）请以一个你所熟悉的因特网应用为例，说明对计算机
2．Microsoft Visio软件
三、实践内容
使用Visio 创建网络拓扑结构图。
教师演示——学生练习——巡回指导
四、思考和练习
1.思考题 （1）企业构建局域网常用的网络拓扑结构有那些？ （2）你认为网络拓扑图在构建和维护网络中有何用 途？ 2.练习题 （1）查看计算机机房网络结构，并使用Visio2003 软件画出网络拓扑结构图。 （2）调查你所在单位的内部网络，确定局域网中使 用的网络传输介质及传输速率，画出拓扑结构图，并 判断出拓扑结构类型，说明该拓扑结构的优缺点。