1、- 1 -局域网络组网 介绍组建局域网必须了解的基础知识，局域网的特点，网络软、硬件的选择方法，常见局域网的构建方法；系统的介绍了组建局域网和管理局域网方面的技术知识。目 录1. 网络基础知识.11.1 认识网络.11.1.1 网络的功能11.1.2 网络的分类11.2 局域网的特点.21.2.1 局域网的组成21.2.2 局域网的拓扑结构31.2.3 什么是局域网的规范.31.2.4 什么是局域网中的半双工和全双工.41.2.5 局域网的结构类型.41.2.6 局域网中计算机数量的限制.61.3 局域网深入探讨.71.3.1 什么是 OSI 参考模型.71.3.2 TCP/IP 协议简介 .
2、92. 局域网中的硬件和软件.112.1 细同轴电缆.112.1.1 细同轴电缆的作用112.1.2 细同轴电缆的组成.112.2 双绞线.122.2.1 屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线的区别122.2.2 各类双绞线的特点12- 2 -2.2.3 双绞线的连接头122.2.4 双绞线的标准连接法132.2.5 双绞线的标交错接法132.3 光纤.132.3.1 光纤的特点132.3.2 光纤的分类132.4 集线器的选择142.4.1 HUB 的特点.142.4.2 HUB 的分类142.4.3 HUB 的选择152.5 交换机的选择.152.5.1 交换的概念和原理152.5.2 局域网交换机的
3、特点162.5.3 局域网交换机的交换方式.162.5.4 局域网交换机的分类.162.5.5 局域网交换机的主要技术指标.172.5.6 局域网交换机选购要素.172.6 路由器的选择.172.6.1 路由器的特点.172.6.2 路由器的选购.182.7 网卡的选择.182.7.1 网卡的功能182.7.2 网卡的选购182.8 服务器的选择.192.8.1 服务器的功能192.8.2 服务器的技术192.8.3 服务器的类型192.8.4 服务器的选购202.9 局域网组建时操作系统的选择.202.9.1 局域网操作系统的选择.20- 3 -3. 附“企业局域网的组建和维护”的方案.25
4、3.1 Internet 接入方式.253.2 组网硬件.253.3 安装步骤.273.4 Windows 的连接共享 .303.5 常见网络故障与维修.314. 小结.331. 网络基础知识1.1 认 识 网 络所谓计算机网络，是指将多个独立的计算机系统通过通信线路连接起来，并在网络软件的支持下能够实现数据通信和资源共享的集合。1.1.1 网络的功能概括地讲，计算机网络主要有如下几个方面的功能： 资源共享：它主要包括硬件、软件和数据共享。例如，通过将某些文件放在网络中某台计算机的指定位置，可让网络中的全部或部分用户能够使用它们。此外，通过购买软件的多用户网络版本，可节约资金并使软件的维护和使
5、用更加方便。 通信：通过网络可以方便地进行实时通信。例如，用户可通过网络收发邮件、进行实时会话，而程序可通过网络实时传递信息。 分布式处理：对于某些高强度的数据处理或数学运算，可通过网络将任务分布到多台计算机中进行处理，最后将结果进行汇总。1.1.2 网络的分类网络的分类方法有多种，最常见的划分方式是依据网络的组建规模和延伸围，此时网络可以分为 3 类：局域网（Local Area Network, LAN） 、城域网（Metropolitan Area Network, MAN）和广域网（Wide Area Network, WAN ） 。1. 局域网局域网是局部地区网络的简称，此时连网计算
6、机的距离通常应小于 10km。例如，由一栋或几栋建筑物内的计算机、一个小区内的计算机或一个单位内的计算机构成的网络，基本上都属于局域网。局域网根据其规模的大小又可以细分为小型局域网和大型局域网。其中，小型局域网- 4 -的特点是地域小计算机数量不多，因而网络安装、管理都比较简单。例如，家庭、办公室、游戏厅、网吧以及计算机机房网络都属于小型局域网。大型局域网主要是指企业 Intranet 网络、行政网络等，这类网络的特点是设备较多，管理和维护都比较复杂。局域网之所以能够被广泛地应用，是因为它主要具备如下几个优势： 极高的数据传输速率。局域网内各计算机之间的数据传输速率一般不小于 10Mbit/s
7、,最快可以达到 100Mbit/s 或 1000Mbit/s。 低廉的连网成本。例如，廉价的同轴电缆、双绞线都可做为传输介质，而做为连网设备的网卡、集线器、交换机价格也不高。 网络安装、配置与管理比较简单，并且具有较高的稳定性和可扩充性。2. 城域网城域网（MAN）比局域网规模大得多，采用与局域网相同的联网技术。它一般覆盖一座城市，通常采用 ATM 作为主干网络交换机，采用光纤通信技术，具有实时的数据传输、语音和视频等业务，提供较高的网络传输速度，干线速度一般在 100Mbit/s 以上。3. 广域网广域网（WAN ）用电话线和卫星提供跨国或全球间的联系。数据传输速率通常要比局域网慢，其主干线
8、传输速率目前仅为 1284096kbit/s,而最终用户的上线速率仅为56kbit/s。1.2 局域网的特点1.2.1 局域网的组成一个典型的局域网主要应包含如下四个部分： 服务器（Server）：用来管理网络并为用户提供共享服务的计算机。与网络中的工作站相比，服务器通常具有更快的速率、更大的存储容量和更高的可靠性。此外，为了便于对网络进行管理，服务器中通常应安装相应的网络操作系统，如 Novell Netware, Windows NT/2000 Server, UNIX 等。 工作站（Workstation）：用户使用的计算机，又称用户机或客户机。从网络构成的角度看，任何一台计算机（如 2
9、86、386、486、P 、P4 等）都可作为工作站。当工作站登录到网络服务器后，可按规定权限存取服务器中的文件。此外，工作站通常还可以与网络中的其他用户进行通信或访问 Internet。 网络通信系统（ Network Communications System）：连接工作站和服务器的设备。- 5 -这些设备通常应包括插在服务器或工作站中的网卡，它们应与通信介质相连；用于传输数据介质，如同轴电缆、双绞线、光纤等；专用的通信设备，如集线器（HUB） 、局域网交换机、路由器等。 网络操作系统（Network Operating System）：对于稍在一点的网络来说，为了充分发挥网络的功能，以及
10、更好地管理网络，通常应在服务器中安装网络操作系统。例如，基于安全起见，企业的几乎所有重要数据（如财务、销售等）都被保存在服务器中，并非每个人都能访问这些数据。通常情况下，只有企业负责人拥有最高权限，而其他人只能查看部分数据。此时就是借助网络操作系统来对资源和用户进行管理的，它规定了用户的权限，以及用户所能访问的资源。1.2.2 局域网的拓扑结构所谓局域网的拓扑结构，是指局域网中各计算机之间的连接形式。如果抛开构建局域网时所采用的通信介质、通信设备等，局域网中各计算机之间的学用连接形式实际上只有两种，即总线型与星型。在总线型网络中，由于各计算机共享一条通信电缆，网络中某个节点出现故障，将导致整个
11、网络瘫痪。因此，目前这类结构的网络已趋于淘汰。星型网络的优点是，当网络中某个节点出现故障时不会影响整个网络的运行。其缺点是每个计算机都要占用一条专用的通信线路，并且需要额外的通信设备，将导致成本的增加。但是，由于目前各种硬件设备价格都已非常便宜，所以，现在绝大部分局域网都采用了这种结构。1.2.3 什么是局域网的规范事实上各种网络结构都是有章可循的，这就是局域网规范（或称为局域网标准） 。从大的方面讲，根据网络的工作原理，目前的局域网大致可分为三类，即以太网、令牌环网和 ARCnet 网。其中，以太网是目前局域网中采用最多的通信协议标准，它采用CSMA/CD (载波监听多路访问/ 冲突检测)
12、技术进行信息传递。该标准定义了在局域网中采用的电缆类型和信息处理方法，在互联设备之间可以 10100Mbit/s 的速率传送信息包，目前约 80的局域网都是以太网。由于技术的发展和用户要求的多样性，以太网又被细分成了一系列规范。例如，10 Base2 以太网规范定义了构建以细同轴电缆为通信介质，网络通信速率为 10 Mbit/s，网络拓扑结构为总线型的局域网的技术指标；10 Base T 以太网规范定义了构建以双绞线为通信介质，网络通信速率为 10 Mbit/s ，网络拓扑结构为星型的局域网指标。- 6 -一般来说，每种局域网规范都规定了如下几项指标： 网络通信速率，例如，10 Mbit/s、
13、100 Mbit/s 及 1000 Mbit/s 等。 局域网的结构，例如，采用总线型或星型。 所使用的通信介质，例如，同轴电缆、双绞线或光纤。其中，每种介质中又包含了多个子类，例如，双绞线就包括了 3 类、4 类、5 类及超 5 类双绞线等。 所使用的网卡类型，其中包括数据传输速率与接口类型。例如，要构建 10 Base T 星型以太网，网卡的数据传输速率必须为 10 Mbit/s，且必须带有 RJ-45 接口。 网络中所能支持的最大用户数量。例如，构建廉价的细同轴电缆总线型网络时，每个网段中的用户数不能超过 30。 距离要求。由于随着距离的增加，信号会逐渐衰减，因此，各种局域网规范都对各种
14、距离（如通信设备与计算机之间，各种通信设备之间等）有明确的要求。例如，在构建以集线器为核心的双绞线星型网络时，集线器与计算机之间的距离通常不超过 100m。1.2.4 什么是局域网中的半双工和全双工所谓半双工与全双工，是指通信双方信息交换的方式。其中半双工是指在同一时间通信双方只能有一方发送或接收信息，另一方只能处于等待状态。局域网中最早使用的就是这种方式。就目前来说，由于共享式局域网中的计算机都共享一条通信通道，在技术上无法实现同一时刻数据的双向通行，因此，常规的共享式网络只能工作在半双工模式。所谓全双工是指在同一时间内，通信双方都可以同时发送与接收信息。从理论上讲，全双工通信方式的数据传输
15、速率要比半双工通信方式提高一倍。就目前来说，很多交换机和网卡都采用了全双工模式，从而使网络速率得到大幅度提高。1.2.5 局域网的结构类型局域网的结构决定了局域网的管理方式，当我们创建一个局域网时，通常应遵循如下步骤来进行： 明确自己的需求，即希望局域网具备哪些功能。 在综合考虑局域网功能、现有软硬件的特点与价格、网络的可管理性与可扩充性等因素的基础上决定局域网的结构。 根据选定的局域网结构决定局域网的拓扑结构，以及应选择的相关设备和软件。 对局域网进行配置和维护。由此可以看出，决定局域网的结构是构建局域网时非常重要的一环。就目前来说，局域网的结构主要包括工作站/ 文件服务器结构、客户机/ 服
16、务器结构、对等网结构及主机 /终- 7 -端系统等 4 种。1. 工作站/文件服务器网络在这类网络中，某台运行特定网络操作系统的计算机被作为文件服务器，而网络中的其他计算机在登录该计算机之后，可以存取该计算机的文件。但是，文件服务器计算机并不进行任何网络应用处理，因此，服务器的功能非常单一。这类网络的主要优点包括如下两点： 数据的保密性和安全性较好，网络管理员可以按需要授予不同访问者不同的文件访问权限。 网络的可靠性较高，管理比较简单。但是，这类网络的缺点是非常明显的，它也主要包括如下两点： 网络效率较低。当网络中的大量用户都需要访问文件服务器中的数据时，网络效率会急剧下降。 网络中各工作站之
17、间不能进行资源共享。 不能充分发挥文件服务器的运算能力。目前，这类网络已逐渐让位于客户机/服务器网络。2. 客户机/服务器网络随着网络技术的发展和人们不断提出新的要求，网络应用中的重点早已不再局限于简单的资源共享。人们迫切要求服务器端能够完成一部分数据处理工作，即将任务同时分配给服务器和客户端共同完成。为此，人们开发出了目前最为流行的客户机/服务器网络。客户机/服务器网络系统的主要特点如下： 目前流行的操作系统基本都支持这种结构，如 Windows NT 4.0 Server、Windows 2000/2003 Server、Netware3.1 以上版本等。 支持多种客户机，例如，客户机可以
18、是一台 PC 或一台工作站，且客户机可以运行多种操作系统，如 DOS、Windows 3.x/95/98 等。 不仅客户机与服务器能进行双向通信，各客户机之间也能直接进行通信，而无需服务器的参与。 由于很多应用任务都由服务器和客户机共同承担，因此，系统响应速度快，且对客户机的要求可以很低。例如，客户机可以是无盘工作站。 系统的可扩充性较好。当系统规模扩大时，不必重新设计系统，只需简单地将服务器和客户机连入网络即可。- 8 -3. 对等网络在对等网络中，没有专用的服务器，每个工作站既是服务器也是工作站，相互之间可以进行通信和资源共享。目前支持对等网络的操作系统主要有 Microsoft 公司的
19、LAN Manager、Windows 95/98 及 Novell 公司的 NetWare Lite 等。对等网络的主要优点是网络安装和维护非常简单，无需专用的服务器；其缺点是网络的安全性较差，且功能较弱。4. 主机/终端网络在主机/终端网络系统中，用户通过与主机相连的终端在主机操作系统的管理下共享主机的内存、外存、中央处理器和各种输入/输出设备。经过几十年的发展，主机/终端系统已经非常成熟，在可靠性、系统容错、系统安全、开发手段、数据库管理等方面都形成了自己的一套十分完整的体系。因此，这类系统被广泛应用于民航、银行、军事等大型企业中。这类系统的主要缺点如下： 由于这类系统主要面向大型企业、
20、事业单位，生产数量较少，因而系统价格通常很高。 由于终端功能比较弱（完全依赖于主机） ，将导致主机负荷比较重。5. 局域网结构与局域网拓扑结构之间的关系应该说，局域网结构与局域网所采用的拓扑结构之间没有直接的关系。例如，对于一个小型的星型网络来说，如果网络中所有计算机都运行 Windows 98 操作系统，那它就是一个对等望路。否则，如果某台计算机运行了 Windows NT/2000 Server 网络操作系统，那它就是一个客户/服务器网络。但是，局域网的结构对局域网拓扑结构的选择还是有影响的。例如，如果希望构建一个客户/服务器网络，且服务器的使用的频率很高，那么，如果选用总线型拓扑结构就不
21、太合适了。其原因主要是由于此时服务器和工作站共享相同的通信通道，并拥有相同的带宽，因而无法实现对服务器的“特殊照顾” 。因此，此时最好构建一个星型拓扑结构的交换网络，且使服务器与交换机之间的通信速率高于工作站与交换机之间的连接速率。1.2.6 局域网中计算机数量的限制如前所述，局域网中所能连接的计算机数量首先取决于所采用的网络规范。例如，如果所构建是 10 Base T 双绞线星型以太网，则按照 10 Base T 规范，网络中总的计算机数量不得超过 1023 台。但是，在实际工作中，基于网络效率的考虑，网络中实际所能连接的计- 9 -算机数量，要远远小于网络规范所规定的计算机的最大数量。例如
22、，如果构建的是 10 Base T 双绞线星型以太网，网络中的计算机数量通常不能超过 30 台。那么，如果网络中的计算机数量较多，该如何解决这个问题呢？就目前来说，主要有以下几个方法： 将网络划分为几个网段，进行分段管理，从而平衡网络负荷，已扩充网络所能承载的用户。 选用速率更高的通信设备。例如，一个 10 Base T 网络（采用 100Mbit/s 集线器和5 类双绞线，计算机中加装 100Mbit/s 网卡）当然要比一个 10Base T 网络（采用 10Mbit/s集线器和 3 类双绞线，计算机中加装 10Mbit/s 网卡）快。因此，这也意味着网络中能够容纳更多的计算机。 将共享式网
23、络改造成交换式网络。在局域网中，以集线器构成的网络称为共享网络，此时局域网中的所有计算机共享一个带宽，并且在同一时间只能有一对计算机进行通信。对于交换式网络来说，它以交换机为核心通信设备。此时各计算机都可享有单独的带宽，并且可以同时建立多个通信链路。因此，这也意味着网络中能够容纳更多的计算机。1.3 局域网深入探讨1.3.1 什么是 OSI 参考模型OSI 参考模型是国际标准化组织于 1978 年为网络通信定义的一个标准，它将网络通信按功能分为 7 个层次，并定义了各层的功能、层与层之间的关系、相同层次的两端如何通信等。如图 1-14，软硬件厂商可根据此标准开发其产品，以便与其他厂商的产品进行
24、通信。下面简要介绍一下 OSI 参考模型中各层的特点与功能：- 10 - 应用层，该层为用户提供一个良好的应用环境，它主要指网络操作系统和具体的应用程序。例如，当用户输入或执行申请网络服务命令被打成包，然后通过低层协议发送到网络上。 表示层，该层主要用于解决因各种系统使用不同数据格式而导致无法相互通信的问题，使其通过共同的格式来表示。它所提供的服务包含数据语法的转换、数据的传送等。表示层是用户在工作站上运行的操作系统和应用程序的一部分。 会话层，该层主要的功能是建立起两端之间的会话关系，并负责数据的传送。例如，两节点在正式通信前，需要协商好双方所使用的通信协议、通信方式（全双工或半双工） 、如
25、何纠错及复原，以及如何结束通信等内容。 传输层。该层负责错误的检查和修复，以确保传送的质量。如果有必要的话，也会将较长的数据分割成较小的单位后传送，并由接收端将其恢复原状，而接收端也会一个“接收确认信号（Acknowledgment ） ”给发送端。传输层数据传输方式报文（Message） ，IPX/SPX 协议中的 SPX 与 TCP/IP 协议中的 TCP 就属于这一层定义的范围。 网络层。对由多个网络组成的网际网来说，网络中的计算机除了有一个物理地址外，还应有一个网络号。例如，地址 00000001：10005AC48192 表明该计算机位于00000001 网络上，它在 0000000
26、1 网中的地址为 10005AC48192。网络层主要用于解释网络层地址，并把数据引导至合适的网上，即根据网络地址在实体之间建立网络连接、路由切换（Routing and Switching） 、交通堵塞的疏导与控制等。传输单位是分组（Packet ） ，IPX/SPX 协议中的 IPX 与 TCP/IP 协议中的 IP 就属于这一层定义的范围。 数据链路层，该层主要提供的服务包含检查和改正在物理层上可能发生的错误，负责将由物理层传来的未经处理的位数据包装成数据帧（Frame） 。当帧出现在网络电缆上时，为了确定帧目标，该层在帧的开头加上了自己的头，包括帧大小、源物理地址和目标物理地址等。物理地址的作用在于将网络结点相互区分，它是一个惟一的十六进制或十进制数。数据链路层分为两个子层，MAC（介质访问控制）子层用于管理包到目的地的传送过程，LLC （逻辑链路层控制）子层从上层接收包并发送到 MAC 层。 物理层，该层为通信提供物理链路，它定义了硬件接口的电气特征、机械特征以及其他功能等。物理层包括了所有可用的组网方法，以太网、ARCnet 网和令牌环网都属于这一层的定义范围。1.3.2 TCP/IP 协议简介TCP/IP 协议（ Transmission Control Protocol/Internet Pretocol,传输控制协议/ 网际协议）
