计算机网络基础项目一基础知识

1项目一计算机通信项目一计算机通信1.1问题情境——如何连接计算机进行通信1.2问题分析1.3任务设计与实施1.4知识总结1.5应用实践2项目一计算机通信1.1问题情境——如何连接计算机进行通信小王是某公司的网络管理员，公司经理要求小王在公司内部组建计算机网络：财务部办公室有2台计算机，技术部办公室有3台计算机，工程部办公室有5台计算机。如何将各部门的计算机连接起来？又通过什么介质和设备来实现？3项目一计算机通信1.2问题分析根据办公室计算机的不同数量，我们应该制定不同的方案，选择不同的拓扑结构和连接方式。本项目需要解决以下问题：(1)办公室2台计算机之间的通信问题。(2)办公室3台计算机之间的通信问题。(3)办公室多台计算机之间的通信问题。4项目一计算机通信1.3任务设计与实施1.3.1办公室两台计算机直接相连1．拓扑结构2台计算机直接相连的拓扑结构如图1-1所示。5项目一计算机通信图1-1两台计算机直接相连拓扑图6项目一计算机通信2．设备与器件(1)剥线钳、工具刀各1把。(2) 5类或6类双绞线10 m。(3)水晶头2个。(4)网卡2个。(5)测试台或测线仪1台(个)。(6)计算机2台。3．相关标准双绞线的制作遵守EIA/TIA568国际标准。7项目一计算机通信4．实施步骤1)网卡的安装(1)网卡硬件的安装。步骤1：确认机箱电源状态，打开机箱，找到安装网卡的PCI插槽，如图1-2所示。步骤2：将网卡插入机箱的某个空闲的PCI槽中，然后把机箱盖合上，如图1-3所示。8项目一计算机通信图1-2主板上用于安装网卡的PCI插槽9项目一计算机通信图1-3PCI网卡安装10项目一计算机通信(2)网卡驱动程序的快速安装。步骤1：打开机箱电源，系统启动WindowsXP，屏幕上会出现类似如下的提示：“WindowsXP发现了新的硬件”。系统发现了新硬件并提示安装，如图1-4所示。这是WindowsXP的即插即用功能在起作用，把随网卡自带的驱动盘插入机器的光驱中即可。步骤2：在弹出硬件更新向导中选择“自动安装软件(推荐)”，点击“下一步”按钮。如图1-5所示，等待向导搜索到所选硬件。11项目一计算机通信图1-4运行“硬件更新向导”12项目一计算机通信图1-5向导搜索硬件13项目一计算机通信步骤3：系统会自动到光驱中去寻找相应的文件，并把它们拷贝到硬盘中特定的目录下，至此网卡驱动安装完毕，如图1-6所示。步骤4：在“控制面板”窗口中，用鼠标双击“系统”图标，进入“系统属性”窗口，打开“硬件”选项卡，单击“设备管理器”按钮，即可在设备管理器中查看硬件状态，如图1-7所示。14项目一计算机通信图1-6完成硬件的添加15项目一计算机通信图1-7在设备管理器中查看硬件状态16项目一计算机通信步骤5：进入设备管理器中，参照图1-8显示的选项卡内容，可以看到网卡已经安装好了。选择网卡，点击鼠标右键并选择“属性”，就可以看到网卡的安装信息。步骤6：点击“高级”选项卡就可以看到网卡的配置信息，如图1-9所示。在此可以对网卡进行相关的设置。17项目一计算机通信图1-8查看网卡的工作状态18项目一计算机通信图1-9对网卡进行高级配置19项目一计算机通信步骤7：点击“资源”选项卡就可以看到网卡资源的相关信息。图1-10所示为查看网卡是否和其他设备产生冲突。步骤8：通过网络邻居进入到本地连接，点击鼠标右键选择“属性”，如图1-11所示，选择“Internet协议(TCP/IP)”后，再点击“属性”按钮。步骤9：进入到TCP/IP设置页面中，可以选择自动获取IP，也可以选择手动输入IP，如图1-12所示。20项目一计算机通信图1-10查看网卡与其他设备是否冲突21项目一计算机通信图1-11查看本地连接属性22项目一计算机通信图1-12手动设置IP地址23项目一计算机通信2)交叉双绞线的制作双绞线一端采用EIA/TIA568A标准线序，另一端采用EIA/TIA568B标准线序，制作交叉双绞线，完成测试任务。步骤1：用斜口钳剪下所需要的双绞线，长度范围为0.6～100m，再用剥线器将双绞线的外皮除去2～3cm。一些双绞线电缆内部有一条柔软的尼龙绳，如果在剥除双绞线的外皮时裸露出的电缆部分太短而不利于制作RJ-45接头，则可以紧握双绞线外皮，再捏住尼龙线向外皮的下方剥开，就可以得到较长的裸露线，如图1-13所示。剥线完成后的双绞线电缆如图1-14所示。24项目一计算机通信图1-13剥线25项目一计算机通信图1-14剥掉绝缘层的双绞线26项目一计算机通信步骤2：将裸露的双绞线中的橙色对线拨向上方，棕色对线拨向下方，绿色对线剥向左方，蓝色对线剥向右方，如图1-15所示。步骤3：将绿色线对与蓝色线对放在中间位置，而橙色线对与棕色线对保持不动，即放在靠外的位置，如图1-16所示。27项目一计算机通信图1-15拨线上：橙左：绿下：棕右：蓝28项目一计算机通信图1-16将线对按色排列左一：橙左二：绿左三：蓝左四：棕29项目一计算机通信步骤4：小心地剥开每一线对，遵循EIA/TIA568B的标准来制作接头，如图1-17所示。需要特别注意的是，绿色线对应该跨越蓝色线对。此时最容易出错的地方就是将白绿线与绿线相邻放在一起，这样会造成串扰，降低传输效率。图1-18中线对从左向右为：白橙/橙/白绿/蓝/白蓝/绿/白棕/棕，常见的错误接法是将绿色线放到第4只脚的位置。30项目一计算机通信图1-17分开线对并按色排列线序31项目一计算机通信图1-18常见的错误接法32项目一计算机通信步骤5：将裸露出的双绞线用剪刀或斜口钳剪下只剩约14mm的长度(之所以留下这个长度是为了符合EIA/TIA的标准，可以参考有关RJ-45接头和双绞线制作标准的介绍)，再将双绞线的每一根线依序插入RJ-45接头的引脚内，第1只引脚内应该放入白橙色的线，依次类推，如图1-19所示。33项目一计算机通信图1-19将线插入水晶头内34项目一计算机通信步骤6：确定双绞线的每根线已经正确放置之后，用RJ-45压线钳压接RJ-45接头。步骤7：重复步骤1～步骤6，再制作另一端的RJ-45接头。另一端RJ-45接头的引脚线序需要调换1-3、2-6两对线。步骤8：用测线仪进行测试，如图1-20所示。35项目一计算机通信图1-20使用测线仪进行测试36项目一计算机通信1.3.2办公室三台计算机直接相连1．拓扑结构三台计算机直接相连的拓扑结构如图1-21所示。37项目一计算机通信图1-21三台计算机直接连接拓扑图38项目一计算机通信2．设备与器件(1)剥线钳、工具刀各1把。(2) 5类或6类双绞线10m共3条。(3)水晶头3组，每组2个。(4)网卡6个。(5)测试台或测线仪1台(个)。(6)计算机3台。3．相关标准双绞线的制作遵守EIA/TIA568国际标准。4．实施步骤实施步骤同1.3.1节。39项目一计算机通信1.3.3办公室多台计算机互连1．拓扑结构多台计算机互连的拓扑结构如图1-22所示。40项目一计算机通信图1-22多台计算机互连拓扑图41项目一计算机通信2．设备与器件(1)剥线钳、工具刀各1把。(2) 5类或6类双绞线10m，共N条。(3)水晶头N组，每组2个。(4)网卡N个。(5)测试台或测线仪1台(个)。(6)交换机或集线器。3．相关标准双绞线的制作遵守EIA/TIA568国际标准。42项目一计算机通信4．实施步骤网卡的安装步骤同1.3.1节。直通双绞线的制作采用EIA/TIA568B标准线序。因为计算机与交换机之间是直接对接，故两端均采用EIA/TIA568B标准线序制作双绞线，使用测线仪测试结果如图1-23所示。43项目一计算机通信图1-23使用测线仪进行测试44项目一计算机通信1.3.4任务总结首先，可以真正实现双机互连。通过这种方法实现的互连可以具备局域网的功能，而不仅仅是互相传递文件，在使用方法上也和局域网的操作一样，可以很快上手，方便了用户。其次，速度比较快，比起使用电缆或者Modem实现的双机互连，这种方式传递数据的速度要快得多。再者，从投资上说，采用这种方式的投资比较大，但是考虑到今后的扩展，这些投资是可以保留的。45项目一计算机通信1.4知识总结1.4.1计算机网络概述1．计算机网络及其发展所谓计算机网络就是将分布在不同地理位置上具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享的系统。计算机网络的演变经过了以PSTN为主干网的主机互连、局域网、互联网(局域网和广域网连接起来的网络)和因特网(Internet)四个过程，如图1-24所示。46项目一计算机通信图1-24计算机网络发展过程47项目一计算机通信2．计算机网络的分类计算机网络一般是按网络分布距离来分类，如表1-1所示。48项目一计算机通信表1-1计算机网络类型分布距离信息点分布位置网络分类速度10m房间100m建筑物1km校园局域网4Mb/s～10Gb/s10km城市城域网50Kb/s～100Mb/s100km国家广域网9.6Kb/s～45Mb/s1000km洲或洲际互联网9.6Kb/s～45Mb/s49项目一计算机通信3．计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构是指在计算机网络中指定设备和线路的安排或布局。如图1-25所示为几种计算机网络拓扑结构，有总线型、星型、环型、网状型、树型、混合型。50项目一计算机通信图1-25计算机网络拓扑结构51项目一计算机通信1.4.2数据通信常用的数据通信的技术指标有以下几种：(1)比特(bit)率S指单位时间内所传送的二进位序列的位(bit)数，是度量通信系统每秒传送的信息量。用每秒比特数(b/s)表示。常用的单位换算关系式如下：1 Kb/s = 1024 b/s；1 Mb/s = 1024 Kb/s；1 Gb/s = 1024 Mb/s52项目一计算机通信(2)波特(Baud)率B指数字信号经过调制后的传输速率，或者说是每秒传输的脉冲(波形)信号个数(通过信道传输的码元数)。B=T1式中，T为每个脉冲(波形)信号的持续时间，单位为秒。比特率和波特率的关系：S=B·lbN式中，N为传输的码元总数。53项目一计算机通信(3)误码率Pe指数据位被传错的概率，也称出错率。Pe=NNe式中，Ne为接收码元中被传错的码元数。(4)信道容量是指单位时间内信道所能传输的最大信息量，它表示信道的传输能力，用比特率S表示。(5)带宽(BandWidth)指信道所能传送的信号的最大频率范围，也就是可传送信号的最高频率与最低频率之差，单位是Hz(赫兹)、kHz(千赫兹)、MHz(兆赫兹)。54项目一计算机通信1.4.3传输介质1．双绞线双绞线分为非屏蔽式和屏蔽式两种。非屏蔽式双绞线(UTP)通过对绞来减少或消除电缆相互间的电磁干扰，分为3类、4类、5类、6类等型号，带宽分别为16 MHz、20 MHz、100 MHz和1000 MHz，常用作局域网传输介质，长度为100 m。它具有成本低、易弯曲、易安装、适于结构化布线等优点，因此，在一般的局域网建设中被普遍采用，但它也存在传输时有信息辐射、容易被窃听的缺点。图1-26展示的便是一根5类非屏蔽双绞线，图1-27和图1-28是非屏蔽双绞线连接器RJ-45水晶头和信息模块。55项目一计算机通信图1-265类非屏蔽双绞线(UTP)电缆56项目一计算机通信图1-27RJ-45水晶头57项目一计算机通信图1-28RJ-45信息模块58项目一计算机通信屏蔽式双绞线(STP)通过屏蔽层减少电缆相互间的电磁干扰。图1-29展示的就是屏蔽双绞线(STP)电缆的基本结构。屏蔽式双绞线有3类和5类两种型号，带宽分别为16 MHz和100 MHz，常用于对辐射要求严格的场合。它具有抗电磁干扰能力强、传输质量高等优点，但它也存在接地要求高、安装复杂、成本高的缺点。因此，屏蔽式双绞线的实际应用场合并不普遍。屏蔽式双绞线的连接器采用屏蔽RJ-45信息模块，如图1-30所示。59项目一计算机通信图1-29屏蔽双绞线(STP)电缆60项目一计算机通