2023年信息技术学科基本功培训网络技术应用.doc

信息技术学科根本功培训 ——高中信息技术教材网络技术应用 第一章 网络探秘 §1双机互连 §1.1双机互连方案 1、使用串行接口线或并行接口线 需要在windows系统中设置主机和客户机 速度和距离都受限制 串口10kbps/10m 并口300kbps/3m 2、使用USB Link电缆 通信速度远超串口并口，但是一般USB Link 电缆长度一般不超过3m 3、使用网络接口卡〔网卡Network Interface Card ——NIC〕与双绞线 需要做准备工作，安装网卡制作网线配置通讯协议 §1.2网卡的分类 1、总线类型分类： ISA Idustry Standard Architeture 工业标准结构 PCI Peripheral Component Interconnect 周边元件扩展接口 USB PCMCIA Personal Computer Memory Card international Association 个人计算机存储卡国际协会 2、接口类型 BNC 同轴电缆 RJ-45 双绞线 3、网络传输带宽 10Mps 100Mbps 10/100Mbps 1000Mbps等 §1.3使用网卡与双绞线实现双机互连 1.安装网卡 关机，拔除电源→翻开机箱→对准空闲插口〔PCI〕垂直插入→螺丝固定→装好机箱盖→连接电源→开机→安装驱动程序 2.制作网线 双绞线的标准线序 1 2 3 4 5 6 7 8 T568A 绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕 T568B 橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕 双绞线的使用 1 2 3 6号线做为输入输出数据线路 其他为备用及抗干扰用 水晶头的制作 3.网络设置 工作组的设置 右击“我的〞→属性→计算机名→更改→填写适宜的计算机名和工作组 IP地址的设置 右击“网上邻居〞 →属性→右击“本地连接〞→属性→选择“Internet协议〔TCP/IP〕〞→输入适宜的ip地址和子网掩码，需要的也要填写相应的网关和DNS。 §2认识计算机网络 §2.1计算机网络的产生 1969年美国高级研究规划局ARPA提出将假设干大学和研究所的多台计算机互联的课题，并于当年建成具有4个节点的试验网络。这是世界最早的计算机网络ARPRNET。 §2.2计算机网络的功能 计算机网络的功能主要有数据通信、资源共享和协同工作。 数据通信 指利用网络实现计算机之间快速可靠安全的进行数据传输与交换。 资源共享 指网络内的用户依据权限调用网络中个计算机系统的资源，实现硬件软件和数据共享。 协同工作 许多大型信息处理任务由分散在网络中的多台计算机协同完成，解决了单机不易完成的信息处理任务。 §2.3计算机网络的分类 ①按照网络覆盖范围分 局域网 限定在较小范围 如学校校园网 城域网 规模居现在一座城市 广域网 可跨越国界和洲界 如各大银行的专用网络 因特网是一个特殊的广域网，连接着世界各地的计算机网络，是全球最大的开放式计算机网络。 ②按照交换方式分 电路交换网络 通过网络在工作站之间专用的通信信道进行连接 分组交换网络 两个节点之间无需建立专用通道就可以交换数据 IP 采用分组交换技术，通话过程中“线路〞不是独占的，同时允许其他的分组数据包在这条线路上进行传输，所以比传统 的效劳本钱低的多。 ③按照网络拓扑结果分类 总线型拓扑结构 通过网卡直接连接到总线上 各台计算机地位平等 环形拓扑结构 各个节点通过点到点的通信介质首尾相连，形成闭合环型通信网络 星型拓扑结构 每个节点通过一条独立的电缆连接到中心节点上 §3确定组网方案 §3.1选择网络拓扑结构 三种结构的优缺点 总线型拓扑结构 投资费用低、可靠性差 环形拓扑结构构 由于数据单向传输、易于提高网络传输速率，但是不易扩展、投资费用较高 星型拓扑结构构 易维护、易管理、可靠性高，投资费用较低 §3.2选择传输介质 1、组建基于星型拓扑结构的局域网通常采用双绞线作为传输介质 双绞线一般分为UTP：非屏蔽双绞线和 STP：屏蔽双绞线 根据屏蔽方式的不同，屏蔽双绞线又分为两类，即STP〔Shielded Twisted-Pair〕和FTP〔Foil Twisted-Pair〕。 STP是指每条线都有各自屏蔽层的屏蔽双绞线， FTP那么是采用整体屏蔽的屏蔽双绞线 屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线的区别 a、非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)的外观区别：STP外面由一层金属材料包裹，以减小辐射，防止信息被窃听，同时具有较高的数据传输速率，但价格较高，安装也比拟复杂;UTP无金属屏蔽材料，只有一层绝缘胶皮包裹，价格相对廉价，组网灵活，其线路优点是阻燃效果好，不容易引起火灾。 b、平常用的一般是UTP 非屏蔽双绞线，价格廉价而且够用。 c、网络构建中一般用RJ-45端口，UTP 和 STP只是材质上的区别，用途是一样的。 d、STP 主要是抗噪性好，但是价格昂贵，除非环境对抗噪要求非常高，不然一般都用UTP。 2、T568B标准线序排列的双绞线8根导线的功能定义 1 2 3 4 5 6 7 8 T568B 橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕 功能定义 Tx+ Tx- Rx+ Rx- Tx+ Tx-用于数据发送 Rx+ Rx-用于数据接收 3、各种传输介质介绍 a、非屏蔽双绞线UTP网线由一定长度的双绞线和RJ45水晶头组成 双绞线的最大传输距离为 100m。如果要加大传输距离，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4个中继器。如安装4个中继器连接5个网段，那么最大传输距离可达500m。 EIA／TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序568A与568B。 10M以太网的网线使用 1、2、3、6编号的芯线传递数据，而 100M网卡需要使用四对线。由于10M网卡能够使用按 100M方式制作的网线；而且双绞线又提供有四对线，因而即使使用 10M网卡，一般也按 100M方式制作网线。 标准中要求1、2、3、6、4、5、7、8线必须是双绞。这是因为，在数据的传输中，为了减少和抑制外界的干扰，发送和接收的数据均以差分方式传输，即每一对线互相扭在一起传输一路差分信号〔这也是双绞线名称的由来〕。 将双绞线按电气特性区分为： 三类、四类、五类线等。网络中最常用的是三类线和五类线，目前已有六类以上的。理论上数字越大电气性能越好。像三类线一般只能作为10M以太网的传输介质，而100M以太网的传输介质一般都需要五类线或超五类线。 b、同轴电缆 先由两根同轴心、相互绝缘的圆柱形金属导体构成根本单元(同轴对)，再由单个或多个同轴对组成的电缆。同轴电缆从用途上分可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆〔即网络同轴电缆和视频同轴电缆〕。同轴电缆分50Ω 基带电缆和75Ω宽带电缆两类。基带电缆又分细同轴电缆和粗同轴电缆。基带电缆仅仅用于数字传输，数据率可达10Mbps。 同轴电缆由里到外分为四层：中心铜线，塑料绝缘体，网状导电层和电线外皮。中心铜线和网状导电层形成电流回路。因为中心铜线和网状导电层为同轴关系而得名。 同轴电缆传导交流电而非直流电，也就是说每秒钟会有好几次的电流方向发生逆转。 塑料外保护层 外导体屏蔽线 绝缘层 内导体铜芯线 c、光缆 ①以光纤为传输元件的缆(有时含有假设干电线)，一般都含有加强元件及必要的护套。 ②一种由单根光纤、多根光纤或光纤束加上外护套制成，满足光学特性、机械特性和环境性能指标要求的缆结构实体。 光缆(optical fiber cable)主要是由光导纤维〔细如头发的玻璃丝〕和塑料保护套管及塑料外皮构成，光缆内没有金、银、铜铝等金属，一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。 光缆网是信息高速路的基石 光纤结构及种类 光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯〔芯径一般为50或62.5μm〕，中 间为低折射率硅玻璃包层〔直径一般为125μm〕，最外是加强用的树脂涂层。 按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤和多模光纤 多模光纤：中心玻璃芯较粗〔50或62.5μm〕，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时那么只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比拟近，一般只有几公里。单模光纤：中心玻璃芯较细〔芯径一般为9或10μm〕，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。 光纤的优点 1.光纤的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹。 2.无中继段长.几十到100多公里，铜线只有几百米。 3.不受电磁场和电磁辐射的影响。 4.重量轻，体积小。例如：通2万1千话路的900对双绞线，其直径为3英寸，重量8吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆，直径为0.5英寸，重量450P/KM。 5.光纤通讯不带电，使用安全可用于易燃，易暴场所。 6.使用环境温度范围宽。 7.化学腐蚀，使用寿命长。 §3.3选择网络设备 组建基于星形拓扑结构的局域网时，需要网卡、网线和交换机等设备。在选择网络设备时应考虑本钱、网络传输速率以及网络规模等因素。一般来说网卡选择PCI总线RJ-45接口自适应10/100Mbps〔或100Mbps〕，网线选择超五类非屏蔽双绞线，交换设备选择10/100Mbps自适应的交换机。 集线器与交换机 集线器的英文称为“Hub〞， 意为中心。集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的根底设备，采用CSMA/CD〔一种检测协议〕访问方式。集线器属于纯硬件网络底层设备，根本上不具有类似于交换机的"智能记忆"能力和"学习"能力。它也不 具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用播送方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点， 这种播送发送数据方式有三方面缺乏：〔1〕用户数据包向所有节点发送，很可能带来数据通信的不安全因素，一些别有用心的人很容易就能非法截获他人的数据包；〔2〕由于所有数据包都是向所有节点同时发送，加上其共享带宽方式〔如果两个设备共享10M的集线器，那么每个设备就只有5M的带宽〕，就更加可能造成网络塞车现象，更加降低了网络执行效率。〔3〕非双工传输，网络通信效率低。集线器的同一时刻每一个端口只能进行一个方向的数据通信，而不能像交换机那样进行双向双工传输，网络执行效率低，不能满足较大型网络通信需求。 交换机英文：Switch，意为“开关〞。是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC〔网卡的硬件地址〕的NIC〔网卡〕挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC假设不存在，播送到所有的端口，接收端口回应后交换时机“学习〞新的地址，并把它添参加内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段〞，通过对照MAC地址表，交换机只允许必