常用网络工具使用与网络环境组建

常用网络工具使用与网络环境组建本实验使用2个学时一、实验目的及要求1、掌握双绞线的制作；2、掌握计算机与连接设备（HUB和交换机）的连接；3、掌握HUB和交换机的级联。二、实验设备及环境双绞线、压线钳、RJ-45水晶头、测线仪、HUB和交换机。三、预备知识与课前准备1、拓扑结构及其工作原理•总线型拓扑结构•星型拓扑结构•环型拓扑结构•网状拓扑结构•网络拓扑结构的变体（星型总线拓扑结构、星型环网拓扑结构和FDDI）们网藩拓扑们网藩拓扑图1-1网络拓扑结构图2、双绞线的特点和标准计算机之间的建立互联通信，可以通过许多方法实现，如在Windows下可以使用

专用电缆连接，如建立以太网连接可以使用交叉线、直通线加集线器都能将两台工作站连接起来。我们先来了解以下有关水晶头的信息。带金属片的一面向自己，线头的插孔朝下时，可以看到接头中的8个引脚。为了叙述方便，我们对引脚进行编号，从左到右分别是脚1---脚8，如下图所示。图1-2水晶头引脚分布图从工作站连接到集线器/交换器和从连接面板到集线器/交换器需要使用直通线，直通线的两端都符合T568-B或T568-A标准，目前国内使用的直通线大多采用T568-B标准。1-3123J1567Balsl^sl-SJSJ^^snsn-FSCDSCHECESCESCQup橙橙母蓝蓝煤棕葬T-23J5§7nftrsp^llSIlKPKIlKP^l團息W球藍蓝绿憩着21-3123J1567Balsl^sl-SJSJ^^snsn-FSCDSCHECESCESCQup橙橙母蓝蓝煤棕葬T-23J5§7nftrsp^llSIlKPKIlKP^l團息W球藍蓝绿憩着23456781-4交叉线做线示意白白白白+F2345078图T568-A标准的线头排列顺序为绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕。T568-B标准的线头排列顺序为橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。从工作站连接到工作站则需要使用交叉线，交叉线的一端符合T568-B标准，另端符合T568-A标准。3、常用网络连接设备的工作原理3.1网卡网络接口卡(NetworkInterfaceCardNIC)简称网卡。它是计算机网络中必不可少的基本设备，它为计算机之间的数据通讯提供物理连接。网卡所完成的工作就是从计算机获得数据，然后把数据编码成为特定格式通过网络连接线(网线)发送到网络中其他的网卡上，当另一端的网卡接受到这些数据，它又把特定格式的数据转换为计算机理解的数据格式交给计算机处理。3.2集线器集线器(HUB)是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接设备，是对网络进行集中管理的最小单元。英文HUB就是中心的意思，像树的主干一样，它是各分支的汇集点。许多种类型的网络都依靠集线器来连接各种设备并把数据分发到各个网段。HUB基本上是一个共享设备,其实质是一个中继器,主要提供信号放大和中转的功能,它把一个端口接收的全部信号向所有端口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号加强后重新发出,一些集线器则排列信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。集线器的基本工作原理是广播技术(broadcast)，也就是HUB从任何一个端口收到一个Ethernet信息包后，它都将此Ethernet信息包广播到其它所有端口，HUB不记忆哪一个MAC地址挂在哪一个端口。接在HUB端口上的网卡NIC根据信息包所要求的功能执行相应动作，这是由网络层layer3之上控制的。上面所说的广播是指HUB将该Ethernet信息包发送到所有其它端口，并不是指HUB将该包改变为广播包。HUBI1L*ririrABC---EHUB工作原理：①HUB从某一端口A将收到的包发送到所有端口。HUB11rABC---EHUB工作原理：②非广播包时，地址与包目的MAC地址相同的站响应用户A。HUB111I1I1I1ABC---EHUB工作原理：③广播包时，所有用户都响应用户A。3.3交换机局域网中的交换机，也叫做交换式Hub(SwitchHub)。交换机的前身是网桥。交换机是使用硬件来完成以往网桥使用软件来完成过滤、学习和转发过程的任务。交换机速度比HUB快，这是由于HUB不知道目标地址在何处，发送数据到所有的端口。而交换机中有一张路由表，如果知道目标地址在何处，就把数据发送到指定地点，如果它不知道就发送到所有的端口。这样过滤可以帮助降低整个网络的数据传输量，提高效率。但交换机的功能还不止如此，它可以把网络拆解成网络分支、分割网络数据流，隔离分支中发生的故障，这样就可以减少每个网络分支的数据信息流量而使每个网络更有效，提高整个网络效率。3.4路由器路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率，从而让网络系统发挥出更大的效益来。一般说来，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成；这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数路径表（RoutingTable）,供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。4、共享式和交换式局域网的原理及组网规则用集线器组成的网络称为共享式网络，而用交换机组成的网络称为交换式网络。共享式以太网存在的主要问题是所有用户共享带宽，每个用户的实际可用带宽随网络用户数的增加而递减。这是因为当信息繁忙时，多个用户可能同时“争用”一个信道，而一个信道在某一时刻只允许一个用户占用，所以大量的用户经常处于监测等待状态，致使信号传输时产生抖动、停滞或失真，严重影响了网络的性能。在交换式以太网中，交换机提供给每个用户专用的信息通道，除非两个源端口企图同时将信息发往同一个目的端口，否则多个源端口与目的端口之间可同时进行通信而不会发生冲突。通过实验测得，在多服务器组成的LAN中，处于半双工模式下的交换式以太网的实际最大传输速度是共享式网络的1.7倍，而工作在全双工状态下的交换式以太网的实际最大传输速度可达到共享式网络的3.8倍。由于以太网使用CSMA/CD工作方式，使用HUB组网必须遵从HUB组网的5-4-3规则，全网任意两个工作站之间最多可用5个电缆段，4个HUB,全长不大于800M。在使用高速交换机和100MBPSHUB组建高速共享的LAN要遵守3-2-1规则，在交换机连接2个高速局域网中，要求在每个高速LAN内，最多用2个高速HUB,两个工作站间最多经过3条电缆，但两个高速HUB之间的电缆长度不能超过5M。四、实验内容1、按照TIA/EIA568-B标准制作网线（1）直通线缆：水晶头两端都是遵循568A或568B标准。适用的场合：交换机（或集线器）UPLink口连接交换机（或集线器）普通端口；交换机（或集线器）普通口连接计算机网卡（终端）。（2）交叉线缆：水晶头一端遵循568A标准，另一端遵循568B标准。两个水晶头的连线交叉连接，一端水晶头的1、2脚线对于另一端水晶头的3、6脚线；交叉

线适用的场合：交换机（或集线器）的普通口连接交换机（或集线器）普通端口;计算机网卡（终端）连接计算机网卡（终端）。图1-5双绞线缆排序橙蜡一绿蓝蓝绿柘越123^5678却^^坯卸脚S1S1nun-aon-sun-ixc橙橙煤進葢煤榕枕123J图1-5双绞线缆排序橙蜡一绿蓝蓝绿柘越123^5678却^^坯卸脚S1S1nun-aon-sun-ixc橙橙煤進葢煤榕枕123J5S78W脚脚脚脚卿脚聊交叉线做线示意图绿绎橙蓝蓝橙棕棕1234567GiipupWJ却却卸抑脚njnJJH-■■JHJJUJHJJH图1-6直通与交叉线双绞线制作的步骤：利用卡线钳剪下所需要的双绞线长度，至少0.6米，最多不超过100米。a、剥线：用卡线钳剪线刀口将线头剪齐，再将双绞线端头伸入剥线刀口，使线头触及前挡板，然后适度握紧卡线钳同时慢慢旋转双绞线，让刀口划开双绞线的保护胶皮，取出端头，剥下保护胶皮2－3厘米。绞线电缆上含有一条柔软的尼龙绳，如果在剥除双绞线的外皮时，觉得裸露出的部分太短，而不利于制作RJ-45接头时，可以紧握双绞线外皮，再捏住尼龙线往外皮的下方剥开,就可以得到较长的裸露线。b、理线：双绞线由8跟有色导线两两绞合而成，将其整理平行按橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕（568B标准）平行排列，整理完用剪线刀口将前端剪齐（注意捏线的手不要松开，否则线的排序会乱），剪下只剩约14mm的长度。

C、插线：将水晶头有弹片一侧向下，另一只手捏平双绞线，用力将排好的线平行的插入水晶头内的线槽中，8根导线的顶端应插入到线槽的顶端，这时从顶端可以看到8根导线的铜芯。d、压线：确认所有导线都到位后，将水晶头放人卡线钳夹槽中，用力捏卡线钳，压紧线头即可。将制作完成的双绞线接到测线仪上进行测试。2、了解和熟悉常用网络设备的连接方法3、使用交换机或HUB连接计算机建立一个局域网（星形结构）使用网线，将交换机和相邻的几台计算机连接在一起，组成一个简单的局域网。查看计算机网卡及所接交换机端口的指示灯是否亮，指示灯亮说明计算机与交换机已经连接好。4、测试和使用局域网（1）、在命令控制台下使用ping命令测试局域网中计算机是否连通，命令格式：ping对方的ip地址，例如10.0.1.10。查看ping命令的执行结果，下图是连通后的测试结果。feMJsers\neal>ping192.168.1.1--s--..-I---..-I---Ping192.168192.168.1.1192.168.1.1192.168.1.1192.168.1.11■1■----s--..-I---..-I---Ping192.168192.168.1.1192.168.1.1192.168.1.1192.168.1.11■1■---1■---1■---1■---□□□□TP-字3232::=:32卄T卄XST寸寸寸寸

nnnnnnnn2233S:ms居1m+1"13i.一一=TTL-64TTL-64TTL-S4TTL-648.据i16数忑取2.返i.n送卸取的已计ms1:估34=>攵血平信已沙5M4,臺=19一一⑴长F....Uy丢h-j丢图1-7Ping命令测试结果2）在本计算机上设置文件共享，并访问邻居计算机的网络共享文件。文件夹和磁盘分区都可以共享的。在需要进行共享的磁盘分区或文件夹上单击鼠标右键，会出现一个“共享和安全”功能菜单，点击该功能后，会出现如图的菜单。图1-8网络与文件共享将“在网络上共享这个文件夹”选项勾选之后，然后系统会让用户填写共享名字，并设置权限。默认状态下，共享名字是文件夹或磁盘分区的卷标，如无特殊需要，不要更改共享名字。文件夹被共享之后，会出现一个手托着文件夹的图标。在另外一台计算机的运行中输入IP地址或者计算机名字就可以访问到共享文件夹了。5、扩展网络将刚才建立的局域网与另一组同学所建立的局域网互联，将两个局域网的交换机用网线连接，扩展成树形拓扑结构。了解交换机或HUB的级联（5-4-3或3-2-1规则）。再次进行实验内容3，访问新加进局域网中计算机的文件共享。五、实验报告要求1、记录网线制作过程及使用的标准，如有制作失败，失败的原因在哪里？并分析为什么双绞线能较好的防电磁干扰。2、画出网络的结构图，说明网络拓扑结构及网络带宽。并分析该网络拓扑结构的优缺(1)优点&结构简单、控制简单。因为任何一个节点只与中心节点相连接，所以媒体访问控制方法很简单，访