计算机局域网教案

1、讲稿计算机局域网教学题目：计算机局域网教学目的：通过学习使学员掌握关于计算机局域网的基础知识，了解组建局域网的基本操作，为进一步实际应用打下良好的基础。以适应计算机网络迅猛发展的形势，满足武警部队现代化建设的需要。教学内容：一、认识局域网；二、计算机局域网的拓扑结构；三、组成计算机局域网的硬件；四、办公室局域网组网方案；五、组建一个标准的办公室局域网。教学重点：计算机局域网的拓扑结构、组成计算机局域网的硬件、办公室局域网组网方案。教学方法：课堂讲解与实际操作演示相结合。时 间：45分钟教学要求：一、自觉遵守课堂纪律；二、认真听讲，做好笔记。随着社会的发展与科学的进步，人们对计算机网络的应用已经

2、倍加关注了。一个企业建有自己的企业网，一座大学建有自己的校园网，以达到相互通信与资源共享目的，这已成为现代信息化的标志。由这些企业网、校园网彼此互连构成覆盖地域更广阔的广域网，而各个国家的骨干广域网再互连就形成了我们大家非常熟悉的覆盖全球的国际互连网Internet。也就是说构成Internet的基本组成部分其实就是许许多多的覆盖地域范围有限的企业网、校园网等，而这些覆盖地域范围有限的网络我们就称它为局域网。今天，我们就来共同学习一下计算机局域网。首先我们来看什么是局域网。一、认识计算机局域网局域网(LAN)，是将有限范围内的各种数据通信设备互连在一起的通讯网络。这里的有限范围，一般指的是通信

3、距离在10公里以内的地域，如一个实验室、一幢大楼、一个校园等等；这里的数据通信设备是指计算机、终端、和各种与连网有关的外部设备。图中显示的就是一个局域网，在这个局域网中通过网络传输设备把有限范围内的服务器、工作站、打印机、光盘塔等设备互连了起来。那么组成一个局域网能为我们提供哪些服务呢？我们来看局域网的功能：计算机局域网具有两个方面的功能：1.实现数据通信和资源的共享；2.另一个作用是局域网为进一步加入广域网奠定了基础。我们知道一台计算机存储的信息量是很有限的，信息来源也是比较单一的。如果能把一个单位内的几十、几百甚至上千台计算机互连起来，以实现数据通信和资源共享，这样就大大提高了计算机可访问

4、的信息量和处理信息的灵活性。我们还可以通过局域网让多台计算机共享一台打印机或一台光盘塔或其它网络设备，而不必为每一台计算机购置同样的设备，从而节省大量的资金。由许多大大小小的局域网互连就构成了覆盖地域范围更广阔的广域网，从而说明局域网的建成为进一步加入广域网奠定了基础。那么局域网上的各个部件是怎样连结起来的呢？其中的连接方式就称为拓扑结构，下面我们就来看一下计算机局域网的拓扑结构：二、计算机局域网的拓扑结构这是我们今天要学习的一个重点内容。我们先解释一下什么是拓扑结构： 网络拓朴结构是指网络上各个节点相互间的连接形式，也就是说连接的方法。这里的节点指的是网络中的一种地点，在该地点有一个或多个操

5、作部件与传输线相连。一个工作站、一个服务器均可称为一个节点。我们可以先把节点理解为计算机。局域网的基本的拓扑结构有三种：总线型、星型和环型。这是一张总线型拓扑结构图，其中网络上的所有节点都通过相应的硬件接口直接连接到干线电缆上，干线电缆构成网络的总线。工作原理是任何一个节点发送的信号都可以沿着总线传播，并被其它所有的节点接收。这种结构的优点是方法简单，技术成熟，而且成本较低。由于网络上所有的节点共用一个公共的传输线路，所以一次只能由一个设备发送数据。 由于这种网络结构只有唯一的通讯通道，因此当两台工作站同时抢此唯一的通道时，就会造成冲突。这样效率会大大降低，另外如果这唯一的通道出了问题，就会造

6、成整个网络瘫痪。这是它的缺点。这是一张星型拓扑结构图，其中所有网络计算机都连接到中央控制器上，中央控制器负责统一控制网络上各工作站之间的通讯。工作原理是每一台工作站发送的数据必须经过中央控制器才能到达目的工作站，假如说现在这一台计算机要向这台计算机发送信息，它所发送的信息首先要经过中央控制器，再到达目的地。星形结构的优点是有较好的控制性、稳定性好。由于它采中央集权的方式，有较好的控制性。并且如果一个节点与中央控制器之间的电缆断开或连接不正常，网络的其它部分仍能正常工作，所以说它稳定性好。请大家思考一个问题，如果中央控制器出现问题，将出现什么情况。显然，将使整个网络系统瘫痪，这就是它的缺点。 缺

7、点是若中央控制器出现故障，将使整个网络系统瘫痪。 这是一张环型拓扑结构图，其中网络上的所有设备都彼此串行连接，就像连成链一样，构成了一个回路或环。工作原理是数据在环路上按统一方向逐点传输数据，最后又回到信息发送点。假如说现在这一台计算机要向这台计算机发送信息，那么信息就会按照它规定的统一方向一个一个传输下去，到达目的地之后，这个信息传送过程还不会停止，而是继续进行，一直到完成一个循环。这种结构的优点结构简单，传输延时确定。这里的延时是计算机接收、判断并处理数据过程中所需要的时间。在这种环型结构的网络中，如果环上的一台计算机出现问题，将会出现什么情况呢？显然将会使传输数据的过程中断。这就是它的不

8、足之处。 缺点是环型结构的网络当环上任何一个节点发生故障时，将造成整个网络瘫痪。刚才我们学习了局域网的三种拓扑结构，通过以上介绍，我们可以看出：星型拓扑结构的网络传递信息采用直接方式，控制性好。而总线型及环型网络则不然，总线型及环型网络信息传递的方法都是采用广播式，也就是说网络中任何一台计算机所发出的信息都可传送到其它终端，但其它终端会辨认该信息是否属于它，若是则加以复制，否则将不予理采。另外需要说明的是：以上我们是从局域网的基本组成单元的角度讨论了局域网拓扑结构问题，实际应用的局域网可能是一种或几种基本拓扑的扩展与组合。比如这个我们见过的局域网示意图，大家可以判断一下，它采用了哪些拓扑结构呢

9、？显然它采用了星型拓扑结构和总线型拓扑结构。无论怎样组合的局域网络，它的基本构成单元都符合以上讨论的基本结构和工作原理。无论何种类型的网络都离不开组成它的物质基础，这物质基础就是组成局域网的硬件，下面我们就来学习组建局域网常用的硬件：三、组成计算机局域网的硬件这也是我们今天要学习的一个重点内容。网络硬件包括服务器、工作站、传输介质、连接设备等。服务器指的是一台功能较强的计算机。工作站是连接到网络上的一台计算机。传输介质是指网络通信用的信号线。连接设备指的是构成网络的部件，比如网卡、集线器、中继器等。工作站其实就是一台计算机，以前我们对计算机的了解比较多，因此在这里就不再作专门的介绍，今天要给大

10、家详细介绍的硬件是服务器、传输介质和连接设备。首先来看服务器：1服务器 网络服务器是一台性能较强的计算机。它与普通计算机的主要区别是：（1）运算速度快；网络服务器一般要同时为多个用户提供服务，因此要求它的运算速度比其它计算机要快。（2）内存容量和硬盘容量都比一般计算机大；服务器性能要比普通计算机好，其中有一点就是内存容量要比普通计算机大，这样会加快数据交换的速度。另外服务器需要存储大量的共享信息，因此硬盘容量要比普通计算机大得多。（3）要求可靠性、稳定性好。在网络中，如果服务器出现问题将使整个网络无法正常运行，因此要求它的可靠性、稳定性要好。为了做到这一点，确保数据安全，一般服务器要配一套备份

11、盘。 2传输介质当前常用的网络传输介质有同轴电缆，双绞线，光纤三大类。一般来讲同轴电缆和双绞线用于近距离数据传输，一般在几十米、几百米的范围内。同轴电缆和双绞线相比，同轴电缆价格较贵，连接不方便，现在很少使用，双绞线在局域网中使用较多。光纤一般用于远距离数据传输，在几公里的范围进行数据传输无需中继设备，而且速度快、可靠性高、安全性好，但它的价格昂贵，需要专门技术人员安装。3连接设备我们学习七种常用的连接设备，要学习的第一种连接设备是网卡：（1）网卡图中显示的就是一块网卡，放大部分是网卡的接口。网卡是插在计算机扩展槽中与外界网络相连的硬件设备。 它的作用是进行计算机数据总线上的低电平并行信号和

12、“0”、“1”表示的电信号流的转换。 网络中的每一台计算机都需要一个网卡，负责将计算机数据总线上的低电平并行信号转换成由“0”“1”表示的电信号流，然后通过电缆传送到其它计算机，同时将电缆线传送过来的电信号流转换成并行信号供计算机识别。它和声卡、显卡等硬件一样，网卡也有相应的驱动程序需要安装，网卡的驱动程序一般由厂家提供。我们要学习的第二种网络设备是集线器：（2）集线器（HUB）在网络的星型结构中，需要一个集线器把其它工作站连接起来。图中显示的就是一个集线器，放大部分是集线器的接口。 集线器是把服务器以及工作站相连接的网络设备。对于星型网络，所有设备都通过电缆连接在集线器上，并通过它与服务器连

13、接。我们要学习第三种网络设备是中继器：（3）中继器（Repeater） 这里是两段相隔距离比较远的局域网，由于信号在电缆上传输时会因为线路的增长、电阻的增加而造成信号不断衰减。若要把它们连接起来，就需增加一个设备来接收较弱的信号，然后重新生成较强的信号，再由它转发出去。这个设备就是中继器。（屏幕的右下角显示的就是一些不同类型的中继器） 中继器的功能是接收信息、重新生成信息、转发信息。 无论采用哪种电缆，它都不能无限地扩展下去，若想扩展距离则必须靠中继器来达到扩充网络长度的目的。我们要学习的第四种网络设备是网桥：（4）网桥（Bridge） 这里是两段局域网，如果想在这两段局域网之间限制一些信息的

14、传输，则需要一个叫做的网桥的网络设备。 网桥的功能是接收信息、过滤信息、重新生成信息、转发信息。 网桥比中继器要智能化，它不是简单地重新生成信号，而是限制了一些信息的传输，保证了从局域网到局域网的顺利传输。比如说从局域网A段中的工作站A1向局域网B段中的工作站B2发送信息，这个数据包要经过网桥，网桥经过地址过滤，如果认为不需要或不可以转发，或许计算机B2是需要保密的，便将该信息包丢掉；如果应该转发，则通过网络接口将该信息包发送到局域网B段，B2将接收到该信息包。网桥在局域网中经常被用来将一个大型局域网分成既独立又能相互通信的多个子网的互连结构，从而可以改善各个子网的性能与安全性。我们要学习的第

15、五种网络设备是路由器：（5）路由器（Router）这里是一个较为复杂的局域网，它由三个局域网段组成，在这个局域网中信息在传输时会遇到路径选择的问题，也就是说遇到叉口应该选择哪一条路径。要实现正确的路径选择，就需要一个路由器来担此重任。路由器的功能是接收信息，寻址，重新包装信息，发送信息。路由器比网桥更智能化，它能够根据接收到的信息确定出合适的目的站点，然后重新发送数据。比如说从局域网A段中的工作站A2向局域网C段中的工作站C1发送信息，路由器收到来自A1发送的信息后，确定出该数据包的接收点在局域网C段上，便将该信息发往局域网C段，C1将接收到该信息包。我们要学习的第六种网络设备是网关：（6）网

16、关在接触网关之前，我们有必要学习一下网络协议的概念：协议是一种通信规约。在实际邮政系统信件发送、接收过程中就存在一些通信规约。我们来看实际邮政系统信件发送、接收过程示意图。在这个图中显示的是邮政系统传递邮件的整个过程，在这个过程中，每一个环节无论是发信者本人也好，还是邮政工作人员也好，都要遵守邮政系统的通信规约，否则邮件将不能顺利传送。比如对于发信者来讲，在书写信封时，就必须遵照一定的通信规约，要在我们国家就得把收信人的地址写在信封的左上角，收信人的姓名写在中间，把写信人的地址写在信封的右下角。在计算机网络中为了信息的顺利传输也有它的通信规约，我们把网络中的通信规约叫做协议。网络中的协议规定了

17、网络中的数据如何打包、如何统计以及如何传输。这儿的打包是计算机对要通过网络进行传输的信息进行标准化处理的一个过程，在这个过程中一般要在传递的信息中加上地址等的信息。协议有底层和上层之分，底层协议规定了硬件的接口规范（比如接口的大小、形状及要求的信号线种类和数量等），上层协议规定了软件方面的统一标准（象文件的格式、程序的格式等）。比如现在有两个采用不同协议的局域网：Netware网和SNA网，现在Netware网上的工作站要访问SNA网上的大型计算机服务器，由于它们采用的网络协议不同，需要用网关把它们连接起来。网关的功能是接收信息、变换信息、重新包装信息、发送信息。NetWare是美国Novel

18、l公司出的网络操作系统，一般我们把采用NetWare操作系统的网络称为NetWare网，SNA是美国IBM公司开发的一种系统网络结构，一般我们把采用SNA结构的网络称为SNA网。网关是最为昂贵、最为复杂的互连设备。我们要学习的第七种网络设备是调制解调器：（7）调制解调器(Modem) 计算机通过电话线拔号上网是人们常用的一种上网方式，要通过电话线拔号上网就需要一个调制解调器。 调制解调器即Modem，俗称“猫”，是在电脑的数字信号和能够以电话线路传递的模拟信号之间进行转换的硬件设备。调制解调器一般由两部分组成：调制器和解调器。假如一台通过电话线上网的计算机要向外发送信息，就需调制器把计算机内的

19、数字信号调制为模拟信号通过电话线传送出去，若要接收信息，则需解调器把通过电话线传来的模拟信号解调为数字信号 了解了这么多网络硬件，下面我们来用部分硬件组建一个局域网，首先看一下组网方案。四、办公室局域网组网方案这也是我们今天要学习的一个重点内容。组建网络首先需要确定方案，下面我们学习3种典型的局域网组网方案。为了使您有一个清晰的概念，我们以10台电脑在面积为50平方米的办公室内组网为假定条件。第一个是瘦型办公室网络。图中所显示的就是瘦型办公室网络图，它采用的是总线型拓扑结构，由同轴电缆、BNC插头、T型连接器及在计算机中的网卡组成。因为它采用的是总线型拓扑结构，所以它具备总线型拓扑结构的特点，

20、象结构简单、技术成熟、成本低等。这种网络仅仅只是为了实现文件和打印机的共享。它的操作系统为windows95或windows98，硬件为网卡、细缆、BNC插头第二个是标准型办公室网络。图中所显示的就是标准型办公室网络图，它采用的是星型拓扑结构,使用HUB作为连接器、5类双绞线为传输介质、水晶头为接头。它的功能也仅仅是为了实现文件和打印机的共享。和瘦型办公室网络向比，因为它采用的是星型拓扑结构，所以稳定性好，但造价稍高。它的操作系统为windows95或windows98，硬件为网卡、双绞线、水晶头、集线器。第三个是胖型办公室网络，图中所显示的就是胖型办公室网络图，当然它是和前面的瘦型网络相对应

21、的。它和标准型办公室网络有些类似，也采用星型拓扑结构，用的是五类双绞线。不同的是它的集线器是交换式集线器，一般还要和服务器相连，采用了一些新技术,如交换技术，所以这种网络有较高的传输速率。它的功能除了可以实现文件、打印机的共享外，还可以传送音视频等信息，并可以通过专线接入广域网。但它的造价很高。它的操作系统为Windows NT，硬件为网卡、双绞线、水晶头、交换式HUB。以上我们学习了三种办公室组网方案，在实际应用中，到底我们要选择哪一种方案呢？一般的办公室类型的网络，主要被用来共享文件和打印机，因此可以使用瘦型或标准型办公室网络；如果对网络的传输率要求很高，则应使用胖型办公室网络。方案确定后

22、，我们就可以开始组网了。下面我们就以应用最广泛的标准型办公室组网方案为例，介绍一下实际操作过程。五、组建一个标准的办公室局域网第一步，准备硬件和工具。硬件有网卡、集线器（HUB）、水晶头和双绞线等，工具有网钳。第二步，制作网线首先剥网线。将线头放入剥线刀口，稍微握紧网钳，慢慢旋转双胶线让刀口划开双绞线的保护胶皮，拔下胶皮。注意握网钳的力度，如果用力过大，就会剪断线芯。 注意剥线的长度一般为15mm左右，大致和水晶头前端的长度相等。 紧接着要整理导线，双胶线是由8根导线两两绞合而成，需要把它们拆开，理顺导线，这8根导线一共分成4对，一般来说是一对线中的一根为彩色，而另一根为白色和彩色相间的颜色。集线器对双绞线中导线的排线顺序有一定要求。这里举一个TP-LINK集线器的排线顺序的例子：在这个图中，上面是一个水晶头示意图，每一个水晶头都有8个插线槽，每一个插线槽上面都有一个压线金属块，我们称这8个压线金属块为8个脚。TP-LINK集线器要求水晶头的1、2脚、3、6脚各用一对线，其余导线可不讲顺序。那么我们把一对双绞线接到3、4角行不行呢？这将使TP-LINK集线器