任务1 对等局域网组建

1.1 任务分析

目前，企业局域网Intranet和Internet都是以Client/Server和Browse/Server为模式的，而早期的主机系统则采用Slave/Master模式。这些模式的特点是：它们都是以应用为核心的，在网络中必须有应用服务器，用户的请求必须通过应用服务器完成，用户之间的通信也要经过服务器。而在对等网络中，用户之间可以直接通信、共享资源、协同工作。对等网络又称工作组，网上各台计算机有相同的功能，无主从之分，任一台计算机都是既可作为服务器，设定共享资源供网络中其他计算机使用，又可以作为工作站。没有专用的服务器，也没有专用的工作站。对等网络是小型局域网常用的组网方式。对等网络是在现有网络的基础上通过软件实现的，目前正在Internet上得到推广。在Internet上，一组用户通过相同的互连软件进行联系，也可以直接访问其他同组成员硬件设备上的文件。

对等网络的特点如下：

（1）网络中计算机的数量比较少，一般对等网络的计算机数量在10台以内，所以对等网络比较简单。

（2）对等网络分布范围比较小，通常在一间办公室或小的区域组网。

（3）网络安全管理分散，因此数据保密性差。

由于对等网络不需要专门的服务器做网络支持，也不需要其他的组件来提高网络的性能，因而组网成本较低，适用于人员少、应用网络较少的中小型企业或家庭中。

项目主要是以学生宿舍对等网络为工作任务的载体，通过网络基础知识的学习和对对等局域网需求的分析，构建双机互连对等局域网，实现由简单到复杂的网络知识的引导。

1.2 相关知识

1.2.1 网络基本概念

1.网络的发展

网络作为一种大众媒体，在现代的信息社会中起着举足轻重的作用。计算机网络主要经历了集中、分化、网络化三个过程。

20世纪60至70年代，网络的概念主要基于主机构架的低速串行连接，提供应用程序执行、远程打印和数据服务功能，如图1-1所示。

70 至80 年代，出现了以个人电脑模式为主的商业计算模式。最初，个人电脑是独立的设备，由于认识到商业计算的复杂性，局域网产生了。局域网的出现大大降低了商业用户打印机和磁盘昂贵的费用，如图1-1 所示。

80 至90 年代，远程计算的需求不断增加，迫使计算机界开发出许多广域网协议，满足不同计算方式远程连接的需求，网与网之间的互连极大地丰富起来，如图1-1 所示。

2.计算机网络的定义

计算机网络是指在网络协议控制下，利用某种传输介质和通信手段，把地理上分散的计算机、通信设备及终端等相互连接在一起，达到相互通信和资源共享（如硬盘、打印机等）的计算机系统。

计算机网络由以下几部分组成。

（1）通信设备：传输介质及网络互连设备。

（2）用户端设备：主机、服务器、工作站等。

（3）操作系统：网络操作系统。

（4）协议：网络协议软件。

3.计算机网络的分类

计算机网络可根据不同的划分标准来分类。

（1）按网络的地理区域分为：LAN（局域网）、WAN（广域网）、MAN（城域网）和Internet（互联网）。

① 局域网：局域计算机网（LAN，Local Area Network）通常简称为局域网，联网的计算机分布在一个较小的地域范围（约十米至十几千米）内，它能进行高速的数据通信。局域网在企业办公自动化、企业管理、工业自动化、计算机辅助教学等方面得到广泛的应用。

② 城域网：联网的计算机之间最远通信距离约几十千米内的网络称为城域网，如在一个城市范围内建立起来的计算机网络。

③ 广域网：广域计算机网（WAN，Wide Area Network）简称广域网。广域网在地理上可以跨越很大的距离，联网的计算机之间的距离一般在几十千米以上，跨省、跨国甚至跨洲，网络之间也可通过特定方式进行互连，实现了局域资源共享与广域资源共享相结合，形成了地域广大的远程处理和局域处理相结合的网际网系统。世界上第一个广域网是ARPANET网，它利用电话交换网互连分布在美国各地的不同型号的计算机和网络。

④ Internet：Internet可以传输上千千米，它是全世界各种网络互连得到的网间网。

（2）按照使用范围分为：公用网、专用网。

① 公用网：如CHINANET等。

② 专用网：如CRPAC（铁路分组数据网）。

（3）按信息交换方式分为：电路交换、报文交换、分组交换、混合交换、信元交换。

① 电路交换网：如电话网。

② 报文交换网：如电报网。

③ 分组交换网：如X.25网。

④ 混合交换网（同时采用电路和分组交换）：如帧中继网。

⑤ 信元交换网：如ATM网。

（4）按传输技术分为：广播型网络、点到点网络。

① 广播型网络：如传统以太网（广播、组播）。

② 点到点网络：如分组交换网。

（5）按拓扑结构分为：总线型、星形、环形、网状。

4.网络的拓扑结构

网络中各站点相互连接的方法和形式称为网络拓扑。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接，它的结构主要有星形结构、环形结构、总线结构、网状结构等。

（1）星形结构

星形结构为目前使用的最普遍的以太网结构，这种结构便于集中控制，因为终端用户之间的通信必须经过中心站，如图1-2 所示。由于这一特点，星形结构具有易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其他端用户间的通信，但缺点也是明显的：中心系统必须具有极高的可靠性，因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份，以提高系统的可靠性。

典型应用：以太网交换机、集线器（Hub）、ATM交换机等，如图1-3所示。

（2）总线结构

总线结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上，各工作站地位平等，无中心节点控制，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络，如图1-4所示。

优点：费用低，易扩展，线路利用率高。

缺点：可靠性较低，管理维护困难，传输效率低。

典型应用：早期的局域网，采用网桥和集线器搭建，如图1-5所示。

（3）环形结构

环形结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环形连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点，如图1-6所示。

环形结构具有如下特点：信息流在网中是沿着固定方向流动的，两个节点仅有一条道路，故简化了路径选择的控制；由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当环中节点过多时，势必影响信息传输速率，使网络的响应时间延长；环路是封闭的，不便于扩充；可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；维护难，对分支节点故障定位较难。

典型应用：FDDI网，如图1-7所示。

（4）网状结构

在网状拓扑结构中，网络的每台设备之间均有点到点的链路连接，如图1-8所示。

优点：可靠性高，易扩充，组网方式灵活。

缺点：费用高，结构复杂，管理维护困难。

典型应用：一般用于广域网组网，如CHINANET等，如图1-9所示。

1.2.2 网络的传输介质

在计算机网络中，传输所用的媒体介质也是多种多样的，有双绞线、同轴电缆、光纤等有线传输媒体介质，还有无线传输媒体介质，如无线电、微波、激光和卫星等。

1. 双绞线

双绞线是最常用的一种传输介质。双绞线是两根相互绝缘的铜导线缠绕在一起所组成的传输媒体介质，如图1-10 所示。这两根导线缠绕成螺旋状，以减少邻近线对引起的电磁干扰。双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP，Unshielded Twisted Pair）和屏蔽双绞线（STP，Shielded Twisted Pair）。在计算机网络中用得多的是3类和5类无屏蔽双绞线，分别称为UTP-3和UTP-5。在以太局域网中，UTP-3 和UTP-5 分别作为10BASE-T和100BASE-T标准的通信线，通信距离为100m。

双绞线两端安装RJ-45连接器（水晶头）将计算机与计算机、计算机与集线器（交换机）、集线器（交换机）与集线器（交换机）连接起来，形成网络环境。为了便于安装与管理，局域网中常用的4 对非屏蔽双绞线（UTP）每对双绞线都有颜色标示，分别为蓝色、橙色、绿色和棕色线对。各线对中，其中一根的颜色为线对颜色加上白色条纹或斑点（纯色），另一根的颜色为白底色加线对颜色的条纹或斑点。

（1）双绞线连接标准

EIA/TIA定义了两个双绞线连接的标准：568A和568B，它们所定义的RJ-45连接头各引脚与双绞线各线对排列的线序如图1-11所示。

T568A的线序是：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕。

T568B的线序是：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。

根据双绞线两端的RJ-45连接头与双绞线的连接标准可将双绞线连线分为直通网线和交叉网线。

（2）直通网线

直通网线是指双绞线两端的RJ-45连接头与双绞线的连接均按568A或568B标准制作，两端的两对双绞芯线1、2脚和3、6脚直接对应。

（3）交叉网线

交叉网线是指双绞线一端的RJ-45 连接头与双绞线的连接按568A标准制作，另一端按568B标准制作，即一对双绞芯线在一端连1、2脚，另一端连3、6 脚；另一对双绞芯线在一端连3、6 脚，另一端连1、2 脚，即两端的1、2 和3、6 脚交叉对应。

2. 同轴电缆

同轴电缆可分为两种基本类型：基带同轴电缆和宽带同轴电缆。目前常用的基带同轴电缆，其屏蔽线是用铜做成网状的，特征阻抗为50Ω（如RG-8、RG-58 等）；宽带同轴电缆常用的电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的，特征阻抗为75Ω（如RG-59等），如图1-12 所示。

粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径大还是小。粗缆适用于比较大型的局部网络，它的标准距离长、可靠性高。由于安装时不需要切断电缆，因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆，安装难度大，所以总体造价高。相反，细缆安装则比较简单，造价低，但由于安装过程要切断电缆，两头须装上基本网络连接头（BNC），然后接在T形连接器两端，所以当接头多时容易产生接触不良的隐患，这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。在目前计算机局域网中同轴电缆已不再那么普遍地被使用了，逐渐被双绞线和光纤所取代。

3. 光纤

光纤又叫光缆（光导纤维的简称），由纤芯、包层和保护层组成，如图1-13 所示。由于光纤具有损耗低、频带宽、数据传输率高、抗电磁干扰力强等特点，多用于高速的网络主干铺设。

光纤可分单模光纤（Single Mode Fiber）和多模光纤（Multi Mode Fiber）。单模光纤的纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。多模光纤是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤。与单模光纤相比，多模光纤的传输性能较差。

表1-1给出了3种传输介质的性能比较。

4. 无线传输

有线传输的通信线路在经过高山、海洋或岛屿时，施工很难进行，在城市铺设通信电缆也不是一件容易的事情，在远距离通信时铺设的电缆成本昂贵。这样无线传输的出现也就成为现实了。其实，无线传输是一种可以利用无线电波在空中实现传播的通信方式，它包括无线通信和移动通信等方面。

无线电波广泛应用在各种通信领域中，如收音机收听节目、接收机收到电报信息等。移动通信比如寻呼系统、无绳电话、模拟移动电话、数字移动电话等还在广泛使用中。

1.2.3 网络操作系统

网络操作系统（NOS，Network Operation System）是指能使网络上的计算机方便而有效地共享网络资源，为用户提供所需的各种服务的操作系统软件。网络操作系统除了具备单机操作系统所需的功能外，如内存管理、CPU管理、输入/输出管理、文件管理等，还应提供高效可靠的网络通信能力和多种网络服务功能，如远程管理、文件传输、电子邮件、远程打印等。

当前网络操作系统按其功能可以分为以下三种常见结构：专用服务器结构网络、客户机/服务器模式、对等式网络。

（1）专用服务器结构网络（Server-Base）：又称为“工作站/文件服务器”结构，由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来，组成工作站存取服务器文件，共享存储设备。文件服务器自然以共享磁盘文件为主要目的。对于一般的数据传递来说已经够用了，但是当数据库系统和其他复杂而被不断增加的用户使用的应用系统到来时，服务器已经不能承担这样的任务了，因为随着用户的增多，为每个用户服务的程序也增多，每个程序都是独立运行的大文件，给用户感觉极慢，因此产生了客户机/服务器模式。

（2）客户机/服务器模式（Client/Server）：基于服务器的网络，管理集中在运行网络操作系统（NOS）服务器软件的计算机上。NOS服务器可以认证用户名和密码信息，确保通过认证的用户能登录并访问资源，同时NOS服务器一般为客户机提供应用服务，如多媒体教学系统、ERP、CRM等。该结构是数据库技术的发展和普遍应用与局域网技术发展相结合的结果。

（3）对等式网络（Peer-to-Peer）：也称工作组模式，其特点是对等性，即网络中计算机功能相似，地位相同，无专用服务器，每台计算机相对网络中其他的计算机而言，既是服务器又是客户机，相互共享文件资源及其他网络资源。

1.3 任务实施

【任务场景】

现在某学生宿舍8台计算机，安装的操作系统均为Windows XP，请使用A类私有IP地址为他们建立一个对等网，工作组名为student，计算机名分别为PC01～PC08，要求建立如图1-14所示的网络，并实现任意两台计算机之间都能够相互访问共享资源。

【施工拓扑】

【施工设备】

计算机8台，网卡8张，集线器1台，直通缆网线8条。

【操作步骤】

步骤1：设备连接。

以集线器（Hub）为核心组建共享式局域网：以集线器作为中心设备，各计算机网卡分别通过1 条直通缆非屏蔽双绞线连接到集线器RJ-45 接口上，分别输入每台计算机的计算机名和工作组名，注意计算机名不能相同，各计算机采用相同的工作组名WORKGROUP，如图1-15所示。然后重新启动计算机。

步骤2：Ipconfig的使用。

每台联网的计算机需要一个工作组内唯一的计算机名，在区域内的计算机可以利用设备编号对计算机进行命名。使用并安装TCP/IP协议时，需要为每台主机分配一个在工作组网络中唯一的IP地址，并通过相应配置Ipconfig命令可以对本机IP配置进行查看。

执行“开始”→“运行”命令，在弹出的对话框中，输入“cmd”再单击“确定”按钮，将进入黑白屏幕的DOS界面（又称为命令提示符），如图1-16所示。

在“命令提示符”下输入“ipconfig/all”（可以连续输入）将显示出本机网卡的基本参数，如图1-17所示。

记录所用计算机的主机名（Host Name）、网卡型号（Description）、网卡物理地址（Physical Address）、IP地址（IPAddress）、子网掩码（Subnet Mask）及网关（Default Gateway）。

步骤3：利用“网上邻居”修改网络参数。

在桌面“网上邻居”的图标上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令。将打开一个窗口，在窗口里“本地连接”的图标上单击右键选择“属性”命令，打开“本地连接 属性”窗口，在“此连接使用下列项目”列表中会出现网卡和TCP/IP协议组件，如图1-18 和图1-19 所示，双击“Internet协议版本4（TCP/IPv4）”选项，将打开如图1-20所示的窗口。

可以通过图1-20查看并设置本机的IP地址、网关等网络参数。

注意：IP地址为计算机在网络中的身份证，所以不能重复。

步骤4：Ping命令的使用。

Ping命令有助于验证IP级的连通性。发现和解决问题时，可以使用Ping命令向目标主机名或IP地址发送ICMP回应请求，如图1-21所示。

格式：ping IP_address

默认情况下，在显示“请求超时”之前，Ping等待1000ms（1s）的时间让每个响应返回。如果通过Ping探测的远程系统经过长时间延迟的链路，如卫星链路，则响应可能会花更长的时间才能返回。可以使用-w（等待）选项指定更长时间的超时。

这个Ping命令被送到本地计算机的IP软件，该命令永不退出该计算机。如果没有做到这一点，就表示TCP/IP的安装或运行存在某些最基本的问题。

步骤5：创建共享资源。

在网络环境下，用户经常要访问非本机的资源，这可以通过共享文件夹来实现，并设置用户的访问权限，供用户通过网络使用。在设置共享前，应先考虑并确定所需要进行共享的资源有哪些？共享资源的性质是一般设备如CD-ROM、软驱或打印机，还是文件资源？如果是文件资源，其属性是只读的，还是可以修改或允许文件写入的。

（1）创建共享文件夹

① 在资源管理器中，右键单击要共享的文件夹，在快捷菜单中选择“共享”命令，出现共享“属性”对话框，选择“共享”选项卡，如图1-22所示。

② 在“共享名”文本框中输入共享名称。默认的共享名是文件夹的名称。在“注释”文本框中输入描述性信息。在“用户数限制”项中设置最多可以连接的用户数目。

③ 单击“确定”按钮，完成共享文件夹的创建。

（2）设置共享权限

只有为共享文件夹设置了共享权限后，其他用户才可以通过网络使用共享的文件夹及其子文件夹和文件。共享权限包含以下3种：

① 读取：允许显示子文件夹名称、文件名称、读文件内容、运行应用程序，但没有删除和修改的权限。

② 更改：允许创建子文件夹、创建文件、修改文件、修改文件属性、删除子文件夹和文件，以及执行“读取”权限所允许的操作。

③ 完全控制：允许修改文件权限，获得文件的所有权，执行“读取”和“更改”权限所允许的所有操作。

注意：Everyone组对于所有的共享文件夹具有完全控制的权限。如果只允许一部分用户访问共享文件夹，应该将Everyone组删除。

设置共享文件夹权限的操作步骤如下。

① 在共享“属性”对话框中单击“权限”按钮，出现“共享权限”对话框，如图1-23所示。可以在该对话框中给用户或组指定访问权限。

② 单击“添加”按钮，出现“选择用户或组”对话框，如图1-24 所示。可以在该对话框中指定要共享该文件夹的用户或组。

③ 单击“位置”按钮，在“查找范围”的下拉列表框中，选择用户或组所在的计算机，该计算机所拥有的用户或组出现在中间的列表框中；在中间的列表框中选择一个用户或组，并单击“添加”按钮，便将该用户或组添加到下面的列表框中。

④ 单击“确定”按钮，回到“共享权限”对话框。

（3）使用共享文件夹

具有操作权限的用户可以通过网上邻居或映射网络驱动器的方式使用共享文件夹。

① 通过网络邻居使用共享文件夹的方法如下。在桌面上双击“网络邻居”图标，出现“网络邻居”对话框；双击“整个网络”中的“Workgroup”组，出现该组下的所有计算机；双击一个计算机图标，便打开该计算机中所包含的所有可共享的资源。依据用户的共享权限，可以进行相应的共享操作，如图1-25所示。

对于经常使用的共享文件夹，可以为其指定一个驱动器符，之后就可以像使用本地驱动器一样的方式来使用该共享文件夹。

② 直接输入“机器名”或“IP地址”使用共享文件夹的方法如下。在桌面上双击“我的电脑”图标，在地址栏中输入“\\目标机器的机器名”，或者在地址栏中输入“\\目标机器的IP地址”，将显示出对方主机的共享情况，如图1-26所示。

项目小结

目前Windows XP已经成为最主流的操作系统，很多家庭、学校等都使用Windows XP的操作系统。如果已经安装了Windows XP，只要进行简单的配置，就能形成对等网络，实现网络配置与共享。本项目通过最常用的网络环境组建对等网的网络结构，并在组建对等网中，进行相关的网络配置，以使它们能够相互访问，从而实现资源共享。

习题

一、选择题

1.网络的一个优点是（）。

A. 高可靠性

B. 低成本

C. 只需较少的网络介质

D. 自然冗余

2.Internet最早起源于（）。

A. ARPANET

B. 以太网

C. NSFnet

D. 环形网

3.计算机网络中可共享的资源包括（）。

A. 硬件、软件、数据和通信信道

B. 主机、外设和通信信道

C. 硬件、软件和数据

D. 主机、外设、数据和通信信道

4.下面哪一项可以描述网络拓扑结构？（）

A. 仅仅是网络的物理设计

B. 仅仅是网络的逻辑设计

C. 仅仅是对网络形式上的设计

D. 网络的物理设计和逻辑设计

5.计算机互连的主要目的是（）。

A. 制定网络协议

B. 将计算机技术与通信技术相结合

C. 集中计算

D. 资源共享

二、简答题

1.什么是计算机网络？试从资源共享的角度对其进行定义。

2.计算机网络可以从哪几个角度进行分类？

3.双绞线的排列顺序有哪几种？有什么区别？

4.组建局域网所需的设备主要有哪些？各有何作用？

5.网络连通的测试命令有哪些？