家庭网络的组建

1、计算机网络技术学习情境一：构建小型对等网络项目一：家庭网络（SOHO）的组建1.2.1 计算机网络基本概念 1.2.5 物理层 1.2.2 计算机网络的分类1.2.3 计算机网络的硬件组成 相关知识1.2.4 OSI参考模型、TCP/IP网络模型1.2.6 网络中的传输介质 1.2.7 IP地址基础知识 计算机网络的基本要素？ 至少有两个具有独立操作系统的计算机，且它们之间有相互共享某种资源的需求。 两台独立的计算机之间必须用某种通信手段将其连接。 网络中的某个独立的计算机之间要能相互通信，必须定制相互可确认的规范标准或协议。计算机网络的概念1.2.1概念 将分布在不同地理位置上的具有独立工作

2、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。计算机网络的概念1.2.1计算机网络的功能 数据通信； 实现资源共享； 进行数据信息的集中和综合处理； 均衡负载，相互协作； 提高了计算机的可靠性和可用性； 进行分布式处理1.2.1按网络的覆盖范围按数据的传输方式按网络组件的关系 局域网 城域网 广域网 接入网 广播网络 点对点网络 对等网络 基于服务器网络计算机网络的分类1.2.2城域网城域网接入网接入网接入网接入网接入网接入网广域网局域网局域网校园网企业网计算机网络的分类1.2.2计算机网络的硬件组成 网络中的计算机 网络接口卡 中继器

3、和集线器 网桥和交换机 路由器 传输介质连接器件1.2.310Mbps、 100Mbps、10/100Mbps、1000Mbps分 类将计算机处理的数据转换为能够通过介质传输的信号功 能由网卡驱动程序和网卡硬件组成组 成计算机网络的硬件组成1.2.3网卡OSI参考模型 国际标准化组织（ISO）在1978年提出了开放系统互连参考模型（OSI：Open System Interconnection Reference Mode），该模型是设计和描述网络通信的基本框架。生产厂商根据OSI模型的标准设计自己的产品。OSI描述了网络硬件和软件如何以层的方式协同工作进行网络通信。 1.2.4OSI参考模型

4、物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层处理网络应用数据表示主机间通信端到端的连接寻址和最短路径介质访问（接入）二进制传输通信子网资源子网OSI的分层1.2.4OSI参考模型各层功能物理层 有关物理设备通过物理媒体进行互连的描述和规定； 以比特流的方式传送数据，物理层识别0 和1； 定义了接口的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。1.2.4数据链路层 负责通过物理层在两台计算机之间无差错地传输数据帧； 允许网络层通过网络连接进行虚拟无差错地传输； 实现点对点的连接。OSI参考模型各层功能1.2.4网络层 负责寻址，将IP地址转换为MAC地址； 选择合适的路径并转发数据包； 能协调发送

5、、传输及接收设备的能力不平衡。OSI参考模型各层功能1.2.4传输层 保证不同子网的设备间数据包可靠、顺序、无错传输； 实现端到端的连接； 将收到的乱序数据包重新排序，并验证所有的分组是否都已收到。OSI参考模型各层功能1.2.4会话层 向表示层或会话用户提供会话服务； 在两结点间建立、维护和释放面向用户的连接； 对会话进行管理和控制，保证会话数据可靠传送；OSI参考模型各层功能1.2.4会话连接和传输连接的区别3 种关系一对一一对多多对一OSI参考模型各层功能1.2.4表示层 负责不同的数据格式之间进行转换； 负责数据的加密； 负责文件的压缩。OSI参考模型各层功能1.2.4应用层提供各种网

6、络服务。OSI参考模型各层功能1.2.4协议数据单元(PDU)服务数据单元(SDU)对等层之间传送数据的单位.相邻层之间交换数据的单位.数据名称1.2.4物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议网络层协议数据链路层协议APDUPPDUSPDU数据段数据包数据帧比特流数据名称1.2.4 数据是怎样从一台计算机传到另一台计算机的呢？数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321应用程序数据物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示

7、层数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321应用层首部H7应用程序数据物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H7应用程序数据H6表示层首部物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5会话层首部物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据

8、流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5H4传输层首部物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5H4H3网络层首部物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5H4H3H2数据链路层首部T2尾部物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数

9、据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP2756432110100110100101 比 特 流 110101110101物理传输媒体10100110100101 比 特 流 110101110101物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5H4H3数据链路层首部H2T2尾部物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机

10、 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5H4H3网络层首部物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5H4传输层首部物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H6H7应用程序数据H5会话层首部物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流

11、向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321H7应用程序数据H6表示层首部物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321应用层首部H7应用程序数据物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机 1AP17564321计算机2AP27564321应用程序数据物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层数据流向1.2.4计算机 1AP1

12、7564321计算机2AP27564321物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层物理层数据链路层网络层传输层会话层应用层表示层封装解封装 是指网络结点将要传送的数据用特定的协议头打包,有时候也可能加上尾部.数据封装1.2.4TCP/IP网络模型应用层运输层网络层表示层会话层数据链路层物理层7654321OSI 的体系结构应用层网络接口层网络层 (各种应用层协议如TELNET, FTP, SMTP 等)传输层(TCP 或 UDP)TCP/IP 的体系结构1.2.5TCP/IP网络模型各层功能 网络接口层：是TCP/IP模型的最低层，负责接收从网络层交来的IP数据报并将IP数据报通过底层物

13、理网络发送出去，或者从底层物理网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给网络层。 网络层负责独立地将分组从源主机送往目的主机，涉及为分组提供最佳路径的选择和交换功能，并使这一过程与它们所经过的路径和网络无关。 1.2.5TCP/IP网络模型各层功能 传输层的作用是在源结点和目的结点的两个对等实体间提供可靠的端到端的数据通信。为保证数据传输的可靠性，传输层协议也提供了确认、差错控制和流量控制等机制。传输层从应用层接收数据，并且在必要的时候把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误。 应用层涉及为用户提供网络应用，并为这些应用提供网络支撑服务，把用户的数据发送到低层，为应用程序

14、提供网络接口。 1.2.5HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP网际层网络接口层运输层应用层网络接口 1网络接口 2网络接口 3ICMP ARP RARPTCP/IP各层主要协议1.2.5数据封装Data（2000字节）Data（2000字节）HTTP数据TCP数据IP数据Eth.Eth.10000100110101011100010101001110111001分段数据包帧数据TCP1.2.5数据解封装Data（2000字节）Data（2000字节）HTTP数据TCP数据IP数据Eth.Eth.10000100110101011100010101001110111001分段数据包帧1.

15、2.5物理层物理层是OSI模型的最低层，它向下直接与传输介质相连接，是开放系统和物理传输介质的接口，向上相邻且服务于数据链路层。是整个开放系统的基础，它是惟一直接提供原始比特流传输的层。 1.2.6物理层数据终端设备又称DTE，指数据输入、输出设备和传输控制器或计算机等数据处理装置及其通信控制器。数据电路端接设备又称DCE，指自动呼叫设备、调制解调器以及其他一些中间装置的集合。DTE的基本功能是产生、处理数据；DCE的基本功能是沿传输介质发送和接收数据。 DTEDCEDTEDCEDTE/DCE接口DTE/DCE接口1.2.6物理层 机械特性； 电气特性； 功能特性； 规程特性。1.2.6网络层

16、的传输介质双绞线同轴电缆 光纤1.2.7双绞线 铜导线为什么两两绞缠在一起呢?抵消相邻线对之间的电磁干扰和减少近端串扰双绞线1.2.7AMPSYSTEMSCABLEE138034010024AWG(UL)CMR/MPRORC(UL)PCCFT4-VERIFIEDETLCAT5e044766FT0507表示100代表公司名称表示美国线缆规格标准表示线芯是24号表示通过证认的标记表示4对线表示5类线表示线缆当前所在的英尺数表示生产年月电缆护套上的文字双绞线1.2.7双绞线非屏蔽双绞线（UTP）屏蔽双绞线（STP）1.2.7双绞线的连接器件RJ-45信息模块屏蔽RJ-45信息模块双绞线1.2.7白绿

17、1，绿2，白橙3，蓝4，白蓝5，橙6，白棕7，棕8。T568A-标准双绞线的线序标准双绞线1.2.7双绞线的线序标准双绞线白橙1，橙2，白绿3，蓝4，白蓝5，绿6，白棕7，棕8。 T568B-标准1.2.7双绞线端1端2白橙白橙 橙 橙 白绿 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕 蓝 白蓝 绿 白棕 棕直通线线序直通线一般用来连接异型设备，如计算机和交换机之间的连接。双绞线跳线的类型1.2.7双绞线双绞线跳线的类型端1端2白橙白绿 橙 绿 白绿 白橙 蓝 白蓝 绿 白棕 棕 蓝 白蓝 橙 白棕 棕交叉线线序交叉线一般用来连接同种设备，如两台计算机之间的连接。1.2.7双绞线双绞线跳线的类型端1端2白橙

18、 棕 橙 白棕 白绿 绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕 白蓝 蓝 白绿 白橙全反线线序全反线主要用于路由器或交换机的Console端口与计算机COM端口的连接。橙1.2.7光纤 光纤通信中，传输数据的介质是光导纤维简称光纤，介质中传输的信号是激光(或荧光)，即光信号。1.2.7光纤光纤纤芯包层涂覆层光纤纤芯包层涂覆层光纤的结构1.2.7光纤折射角入射角 包层（低折射率的媒体） 包层（低折射率的媒体） 纤芯（高折射率的媒体） 包层纤芯光纤中光的传输1.2.7光纤高折射率(纤芯)低折射率(包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射1.2.7终端终端发送器接收器电信号电信号光信号光纤光电转换1.2.7光纤

19、均匀光纤（突变型光纤）非均匀光纤（渐变型光纤） 照折射率分布不同来分按照传输的总模数来分 单模光纤多模光纤光纤的分类1.2.7光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤输入脉冲输出脉冲单模光纤1.2.7光纤使用的连接器件光纤（a） ST （b） SC （c） FC（a） ST光纤连接器 （b） SC光纤连接器 （c） FC光纤连接器 （d） LC光纤连接器1.2.7光纤与光连接的设备 光纤收发器 光接口网卡 带光纤接口的交换机 光纤收发器1.2.7中央铜导线绝缘层金属屏蔽层塑料保护外皮同轴电缆1.2.7同轴电缆同轴电缆按导体粗细的不同按阻抗的不同粗缆（直径为1.27cm）细缆（直径为0.635cm）基带同轴

20、电缆宽带同轴电缆同轴电缆的分类1.2.7粗缆连接器同轴电缆AUI连接器 1.2.7细缆连接器同轴电缆 BNC连接器 BNC T型接头1.2.7IP地址基础知识 每台直接连接到Internet上的计算机、路由器都必须有一个唯一的IP地址。IP地址是Internet赖以工作的基础。1.2.8net-idhost-id网络标识主机标识IP 地址IP地址的结构1.2.8IP地址的表示IP地址长度为二进制32位，每8位为一组，共4组，每组用“.”隔开，但书写时为了方便，都用十进制写出,每组的取值范围为0-255.如B类地址： 10000001.00001000.00000001.00011111书写成：

21、 11.2.8IP地址的分类 A类地址：主要用于拥有大量主机的网络编址。 B类地址：主要用于中等规模的网络编址。 C类地址：主要用于小型局域网编址。 D类地址：提供网络组播服务或作为网络测试之用。 E类地址：它是一个实验地址，保留给未来扩充使用。1.2.8net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址011host-id8 bitD 类地址1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001net-id24 bithost-id24 bitnet-id1

22、6 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址011host-id8 bitD 类地址1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址011host-id8 bitD 类地址1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节n

23、et-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址011host-id8 bitD 类地址1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址011host-id8 bitD 类地址1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1

24、 001B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址011host-id8 bitD 类地址1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址011host-id8 bitD 类地址1 1 1 0多

25、 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址011host-id8 bitD 类地址1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001D 类地址是多播地址 net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址011host-id8

26、 bitD 类地址1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001E 类地址保留为今后使用 网络 最大 第一个 最后一个 每个网络类别 网络数 可用的 可用的 中最大的 网络号 网络号 主机数 A 126 (27 2) 1 126 16,777,214 B 16,384 (214) 128.0 191.255 65,534 C 2,097,152 (221) 192.0.0 223.255.255 254注意:网络标识不能出现全0或全1状态； 主机标识不能出现全0或全1状态。IP地址编码方案1.2.8net-id (24位)net-id (8位)host-

27、id (24位)net-id (16位)网络地址A类地址默认子网掩码网络地址B类地址默认子网掩码网络地址C类地址默认子网掩码1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 host-id (8位)host-id (16位)子网掩码1.2.8网络部分主机部分地址类型用 途任意任意127全0全1任意全0全1网络地址广播地址回送地址所有网络广播地址代表一个网段某一网段的所有结点回送测试路由器指定默认路由本网段所有结点特殊用途的地址1.2.8 54 (A类) 54 (B类) 54 (C类)私有IP地址1.2.8项目实施任务1：双绞线线缆及其制作任务2：利用网卡实现双机直接连接任务3：利用计算机串/并口实现双机直接电缆连接1.4工作任务（1）制作一条双绞线直通线（2）制作一条双绞线交叉线（3）制作一条双绞线全反线任务1：双绞线线缆及其制作1.4.1任务目标 学会识别各种制作双绞线的工具； 学会使用各种工具制作双绞线和直通线； 会使用测试仪测试双绞线的连通线。任务1：双