《计算机网络基础》课件模块四组建局域网实训

1、2022-4-231计算机网络基础计算机网络基础模块模块4 2022-4-232实训4 组建微型局域网 【实训内容】 随着计算机和网络的普及，同学们在寝室上网的需求也越来越多，如何在寝室里组建一个微型局域网，成为了同学们都想掌握的能力。 【任务描述】假设有3台pc机，1个Wifi设备需要组建为一个局域网。请在Cisco Packet Tracer中完成组网，配置无线路由器，使其支持从 PC 的远程访问和采用 WEP 安全模式的无线连接。2022-4-233实验目的实验目的 掌握局域网相关的组网结构、以太网协议。 学会配置无线路由器，了解DHCP、网络安全协议WEP。 学会配置PC机的网络设置、

2、学会安装无线网卡，连接到路由器。 学会简单的连通性测试方法2022-4-234选择组网方式 局域网的基本概念 局域网LAN（Local Area Network）是一种在一个局部区域范围（例如一个学校、一个工厂、一家医院、一个机关等）内，把各种计算机、外围设备、数据库等互联起来组成的计算机通信网。 一般仅包含OSI参考模型中的下层功能，即仅涉及通信子网的内容。2022-4-235逻辑链路控制（Logical Link Control或简称LLC）,用户的数据链路服务通过LLC子层为网络层提供统一的接口介质访问控制(medium access control)简称MAC, 是解决当局域网中共用信

3、道的使用产生竞争时，如何分配信道的使用权问题.图 4-4 局域网体系结构模型与OSI参考模型2022-4-236 局域网中目前广泛采用的两种介质访问控制方法，分别是： 1 争用型介质访问控制，又称随机型的介质访问控制协议，如CSMA/CD方式。 2 确定型介质访问控制，又称有序的访问控制协议，如Token(令牌）方式2022-4-237CSMA/CD工作原理CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection），在以太网中使用随机争用型的介质访问控制方法，即冲突检测的载波监听多路访问的方法。冲突检测的方法冲突检测的方法很多，通常以硬

4、件技术实现。一种方法是比较接收到的信号的电压大小。只要接收到的信号的电压摆动值超过某一门限值，就可以认为发生了冲突。另一种方法是在发送帧的同时进行接收，将收到的信号逐比特地与发送的信号相比较，如果有不符合的，就说明出现了冲突在CSMA中，由于信道传播时延的存在，即使通信双方的站点都没有侦听到载波信号，在发送数据时仍可能会发生冲突，因为他们可能会在检测到介质空闲时同时发送数据，致使冲突发生。尽管CSMA可以发现冲突，但它并没有先知的冲突检测和阻止功能，致使冲突发生频繁。一种CSMA的改进方案是使发送站点在传输过程中仍继续侦听介质，以检测是否存在冲突。如果两个站点都在某一时间检测到信道是空闲的，并

5、且同时开始传送数据，则它们几乎立刻就会检测到有冲突发生。如果发生冲突，信道上可以检测到超过发送站点本身发送的载波信号幅度的电磁波，由此判断出冲突的存在。一旦检测到冲突，发送站点就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号，用以通知总线上通信的对方站点，快速地终止被破坏的帧，可以节省时间和带宽。这种方案就是本节要介绍的CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，载波侦听多路访问/冲突检测协议），已广泛应用于局域网中。所谓载波侦听（Carrier Sense），意思是网络上各个工作站在发送数据前都要确认总线上有没有数据传

6、输。若有数据传输（称总线为忙），则不发送数据；若无数据传输（称总线为空），立即发送准备好的数据。所谓多路访问（Multiple Access），意思是网络上所有工作站收发数据共同使用同一条总线，且发送数据是广播式的。所谓冲突（Collision），意思是若网上有两个或两个以上工作站同时发送数据，在总线上就会产生信号的混合，这样哪个工作站都辨别不出真正的数据是什么。这种情况称为数据冲突，又称为碰撞。为了减少冲突发生后的影响，工作站在发送数据过程中还要不停地检测自己发送的数据，看有没有在传输过程中与其他工作站的数据发生冲突，这就是冲突检测（Collision Detected）。1CSMA/CD冲

7、突检测原理CSMA/CD是标准以太网、快速以太网和千兆以太网中统一采用的介质争用处理协议（但在万兆以太网中，由于采用的是全双工通信，所以不再采用这一协议）。之所以称之为载波侦听（载波就是承载信号的电磁波），而不是称之为介质侦听，那是因为如果介质上正在有载波存在，则证明介质处于忙的状态（因为信号或者数据不是直接传输的，而是通过电磁载波进行的）；如果没有载波存在，则介质是空闲状态。也就是通过载波的检测，可以得知介质的状态，而不能直接来侦听介质本身得出其空闲状态。【说明】其实这里侦听的应该是信道，而不是介质本身，因为在一条传输介质中，可能包含有多条信道，用于不同的传输链路。前面说了，CSMA/CD相

8、对CSMA来说的进步就是具有冲突检测功能，随之问题就来了，CSMA/CD是如何检测冲突呢？CSMA/CD的工作原理可以用以下几句话来概括：先听后说，边听边说。一旦冲突，立即停说。等待时机，然后再说。这里的听即监听、检测之意；说即发送数据之意。具体的检测原理描述如下：（1）当一个站点想要发送数据的时候，它检测网络查看是否有其他站点正在传输，即侦听信道是否空闲。（2）如果信道忙，则等待，直到信道空闲；如果信道空闲，站点就准备好要发送的数据。（3）在发送数据的同时，站点继续侦听网络，确信没有其他站点在同时传输数据才继续传输数据。因为有可能两个或多个站点都同时检测到网络空闲然后几乎在同一时刻开始传输数

9、据。如果两个或多个站点同时发送数据，就会产生冲突。若无冲突则继续发送，直到发完全部数据。（4）若有冲突，则立即停止发送数据，但是要发送一个加强冲突的JAM（阻塞）信号，以便使网络上所有工作站都知道网上发生了冲突，然后，等待一个预定的随机时间，且在总线为空闲时，再重新发送未发完的数据。CSMA/CD控制方式的优点是：原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位，不需集中控制，不提供优先级控制。但在网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降2022-4-238 局域网的拓扑结构 局域网的拓扑结构主要是总线型、环型和星型结构，因此可以把局域网分为总线型局域网、环形局域网、星型局域网和混

10、合型局域网等类型。 选择局域网拓扑结构需要考虑一下因素： 易于安装与扩展 具有高可靠性，易于诊断故障和隔离。 与相应的访问控制方法相结合，选择合适的传输媒介，提高结点运行速度，降低复杂性。2022-4-2394. 以太网以太网是当前应用最普遍的局域网技术，它很大程度上取代了其他局域网标准。如令牌环、FDDI和ARCNET。历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后，目前千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。以太网最早是由美国Xerox（施乐）公司创建的，1980年，DEC,Intel和Xerox三家公司联合提出了以太网规范。2022-4-2310 开始以太网只

11、有10Mbps的吞吐量，使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）的访问控制方法。这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网，以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接。并且在IEEE 802.3标准中，为不同的传输介质制定了不同的物理层标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度（基准单位是100m），Base表示“基带”的意思，Broad代表“宽带”。2022-4-2311 （1）

12、传统以太网 传统以太网即标准以太网，是指运行速率为10Mbps的以太网。 （2）双绞线10BASE-T以太网 双绞线10BASE-T以太网是使用非屏蔽双绞线为传输介质，并且在网络拓扑结构中增加了集线器HUB连接总线结构（如图4-3），是星型和总线型结合的网络结构。2022-4-2312图4-3 10Base-T UTP以太网2022-4-2313 (3)快速以太网 随着网络的发展，传统标准的以太网技术已经不能满足日益增长的网络数据流量的需求。快速以太网技术应运而生，如100M快速以太网技术100BASE-TX,100BASE-T4和100BASE-FX等技术标准。其中100BASE-TX 技术

13、几乎是在10BASE-T的基础上进行的直接升级，使用5类非屏蔽双绞线达到了100M的数据传输速率，得以普遍使用。此外千兆位以太网1000BASE-SX，1000BASE-LX和1000BASE-CX等技术标准也相继制定出来。2022-4-2314选择组网方式采用100BaseTX标准组网，网络拓扑结构选择星型结构。首先在计算机中，安装100Mb/s或10/100Mb/s自适应的网卡;集线器/交换机 选择100BaseTX（端口为RJ-45插口），端口数一般不超过16口。双绞线选择5类UTP，长度小于100m，制作直通线。当网络中的硬件设备连接完毕后，在每台机器上安装相应的操作系统，配置TCP/

14、IP，测试网络的连通性。2022-4-2315任务任务 1：将无线路由器添加到网络中：将无线路由器添加到网络中步骤步骤 1. 将一台将一台 Linksys WRT300N 设备添加到网络中。设备添加到网络中。单击设备管理器中的 Wireless Devices（无线设备），选择 Linksys-WRT300N。将该设备如拓扑图所示添加到交换机和 PC3 之间。步骤步骤 2. 配置显示名称。配置显示名称。单击 Linksys 路由器，打开配置 GUI。选择 Config（配置）选项卡并将显示名称设置为 WRS2。步骤步骤 3. 将将 Internet 接口连接到接口连接到 S1。使用直通电缆将

15、Linksys 路由器的 Internet 接口连接到交换机的 Fa0/7 接口。2022-4-23162022-4-2317 任务任务 2：配置：配置 Linksys Setup（设置）选项（设置）选项卡中的选项卡中的选项 步骤步骤 1. 将将 Internet 连接类型设置为静态连接类型设置为静态 IP。 单击 Linksys 路由器，然后选择 GUI 选项卡。 在 Linksys 路由器的 Setup（设置）屏幕中，找到 Internet Setup（Internet 设置）下的 Internet Connection Type（Internet 连接类型）选项。单击下拉菜单并从列表中选

16、择 Static IP（静态 IP）。2022-4-23182022-4-2319 步骤步骤 2. 配置配置 WRS2 IP 地址、子网掩码和地址、子网掩码和默认网关。默认网关。 将 Internet IP 地址设置为 172.17.88.25。 将子网掩码设置为 255.255.255.0。 将默认网关设置为 172.17.88.1。2022-4-23202022-4-2321 步骤步骤 3. 配置路由器配置路由器 IP 参数。参数。 在 Setup（设置）（设置）屏幕中，向下滚动到 Network Setup（网络设置）（网络设置）。对于 Router IP（路由器（路由器 IP）选项，将

17、 IP 地址设置为 172.17.40.1，子网掩码设置为 255.255.255.0。 在 DHCP Server Setting（DHCP 服务器服务器设置）设置）中，确保已启用 DHCP 服务器。2022-4-23222022-4-2323DHCP概述概述 动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP）是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作，主要用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，减轻TCP/IP网络的规划、管理和维护的负担。 DHCP功能分为两个部份:一个是服务器端，而另一个是客户端(客户端不用安装，window

18、s 9x/2000/xp 在默认情况下都启动DHCP Client服务)。目前比较通用的都是采用路由器设备来给用户分配地址，这样可以节省一大笔DHCP服务器的费用。2022-4-2324 步骤步骤 4. 保存设置。保存设置。 单击 Setup（设置）（设置）屏幕底部的 Save Settings（保存设置）（保存设置）按钮。 请留意，DHCP 地址池的 IP 地址范围已调整为匹配路由器 IP 参数的地址范围。这些地址供无线客户端使用。客户端接收 IP 地址和掩码并将路由器的 IP 作为网关使用。2022-4-23252022-4-2326 任务 3：配置 Linksys Wireless（无线

19、）选项卡中的选项 步骤步骤 1. 配置网络名称配置网络名称 (SSID)。 单击 Wireless（无线）（无线）选项卡。 在 Network Name (SSID) 网络名称网络名称 (SSID) 中，将网络从 Default 重命名为 WRS_LAN。 单击 Save Settings（保存设置）（保存设置）。2022-4-23272022-4-2328 步骤步骤 2. 设置安全模式。设置安全模式。 单击 Wireless Security（无线安全）（无线安全），位于 Wireless（无线）主选项卡中的 Basic Wireless Settings（基本无线设置）旁。 将 Secur

20、ity Mode（安全模式）（安全模式） 从 Disabled（已禁用）改为 WEP。 Encryption（加密）使用默认的 40/64-Bit（40/64 位），将 Key1（密钥（密钥 1）设置为 0123456789。 单击 Save Settings（保存设置）（保存设置）。2022-4-23292022-4-2330WEPWEP是Wired Equivalent Privacy（有线等效保密）的简称， 802.11b标准里定义的一个用于无线局域网(WLAN)的安全性协议。WEP协议是对在两台设备间无线传输的数据进行加密的方式，用以防止非法用户窃听或侵入无线网络。不过密码分析学家已经

21、找出 WEP 好几个弱点，因此在2003年被 Wi-Fi Protected Access (WPA) 淘汰，又在2004年由完整的 IEEE 802.11i 标准（又称为 WPA2）所取代。WEP 虽然有些弱点，但也足以吓阻非专业人士的窥探了。LAN天生比WLAN安全，因为LAN的物理结构对其有所保护，部分或全部网络埋在建筑物里面也可以防止未授权的访问。经由无线电波的WLAN没有同样的物理结构，因此容易受到攻击、干扰。WEP的目标就是通过对无线电波里的数据加密提供安全性，如同端-端发送一样。 WEP特性里使用了rsa数据安全性公司开发的rc4 ping算法。2022-4-2331 任务 4：

22、配置 Linksys Administration（管理）选项卡中的选项 步骤步骤 1. 设置路由器口令。设置路由器口令。 单击 Administration（管理）（管理）选项卡。 在 Router Access（路由器访问）（路由器访问）中，将路由器口令改为 cisco123。再次输入同一口令以确认。2022-4-23322022-4-2333 步骤步骤 2. 启用远程管理。启用远程管理。 在 Remote Access（远程访问）（远程访问）中启用远程管理。 单击 Save Settings（保存设置）（保存设置）。2022-4-23342022-4-2335 任务任务 5：为：为 PC

23、 添加无线连接添加无线连接2022-4-23361硬件连接（1）安装网卡台式机安装步骤如下：关闭计算机电源，打开机箱。在计算机的主板上选择一个扩展槽，将网卡用力插入插槽，并将网卡固定。装好机箱盖，将UTP双绞线的RJ-45连接头插入网卡上的插口内，接通计算机电源。2安装和配置协议安装好Windows XP操作系统后，在“网络连接”窗口中，有一个“本地连接”图标。右击你建立的本地连接，配置它们的IP地址和子网掩码。设两台计算机的IP地址分别是192.168.10.1和192.168.10.2，子网掩码都是255.255.255.0，配置完成后单击“确定”按钮，所配置的静态IP地址生效。2022-

24、4-2337 步骤步骤 1. 删除删除 PC3 的快速以太网卡。的快速以太网卡。 单击 PC3，然后单击 Physical（物理）（物理）选项卡。 Physical Device View（物理设备视图）中是该 PC 的图像。单击 PC 上的电源按钮将其关闭。 删除快速以太网卡，即将其拖到窗口右下角。网卡位于机器底部。 步骤步骤 2.在在 PC3 上安装无线网卡。上安装无线网卡。 在 Modules（模块）（模块）下，找到 Linksys-WMP300N 并将其拖放到快速以太网卡先前所在的位置。 重新打开电源。2022-4-23382022-4-2339 （2）安装网卡 台式机安装步骤如下： 关闭计算机电源，打开机箱。 在计算机的主板上选择一个扩展槽，将网卡用力插入插槽，并将网卡固定。 装好机箱盖，将UTP双绞线的RJ-45连接头插入网卡上的插口内，接通计算机电源