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图书名称：《计算机网络基础》

【作　者】万亚平

【页 数】 279

【出版社】 长春：吉林出版集团股份有限公司 , 2021.06

【ISBN号】978-7-5581-8463-5

【价 格】58.00

【分 类】计算机网络

【参考文献】 万亚平. 计算机网络基础. 长春：吉林出版集团股份有限公司, 2021.06.

图书目录：

《计算机网络基础》内容提要：

《计算机网络基础》内容试读

项目一构建小型办公网

在信息时代，人们的生活和工作已离不开计算机了，并且很少有单机环境下使用计算机的情况，大家总是把多台计算机连接起来，形成网络，共享资源。通常，人们在办公室使用办公网络，在图书馆、机场、餐厅等公共场所使用无线网络。

网络组建可能因规模、需求和现实环境的不同而不同，但一个小型办公/家庭网络却是最常见、最简单的网络。这种生活中常见网络组织模型，可能会存在于一个房间，或出现在一个办公区域、一个家庭、一个网吧，甚至一个楼层内部，小型局域网络也具有复杂网络所具有的各种关键技术。

本项目首先学习构建一个简单的、小型办公室环境网络，实现办公室内部的信息共享、交流和协同工作，然后学习如何构建一个较复杂的办公网络，从而创建出全方位的无纸化办公环境。

任务一组建办公室网络

一、任务分析

王先生在开发区一栋30层的创业大厦中开了一家公司，拥有2层共1200平方米的办公场所，有员工150人。为了提高办公效率，公司非常重视信息化工作，准备在公司的办公区域建立以交换机为核心的交换式网络系统，实现无纸化办公和信息化管理。

本任务主要学习如何构建一个小型办公室环境网络。

二、相关知识

(一)认识局域网

从不同的角度可以将计算机网络划分为不同的类型，从地理范围来划分网络是最基本

的划分方法，按这种标准可以将计算机网络划分为局域网(LAN)、城域网(MAN)、广

域网(WAN)三种类型。局域网一般限定在小于1Okm的较小的区域范围内，是最常见、应用最广的一种网络，它是其他类型网络的基础。

什算机网络基础

1.局域网标准和特点

为了促进局域网产品的标准化，便于组网，美国电气和电子工程师学会EEE802委

员会为局域网制订了一系列标准，并得到国际标准化组织认可。通常，我们将遵循802.3标准的局域网简称为以太网，以太网是最早使用的局域网，也是目前使用最广泛的网络产品。包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和千兆（10 Gbit/s)以太网。局域网具有连接范围窄、用户数少、建立和维护容易、数据传输质量好和连接速率高等特点。目前最快的局域网是10Gb/s以太网，局域网的特性主要由网络拓扑结构、传输介质和介质访问控制方法决定。

2.网络拓扑结构。

网络拓扑结构就是网络中计算机的连接方式，即布局。计算机网络的连接方式有多种，主要有总线形、环形、星形、树形等拓扑结构，下面简单介绍最常见的星形拓扑及树形拓扑结构。

(1)星形拓扑结构

星形拓扑是目前以太局域网的结构，它由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成，如图11所示。

主要优点：控制简单、故障诊断和隔离容易、方便服务。

主要缺点：电缆长度和安装工作量可观；中央节点的负担较重，形成瓶颈；各站点的分布处理能力较低。

(2)树形拓扑结构

把星形拓扑进一步发展和补充，就发展为树形拓扑。形状像一棵倒置的树，顶端是树根，树根以下带分支，每个分支还可再带子分支。大型局域网就是树形结构，典型的树形结构分三层：树根为核心层，由核心交换机连接；树干为汇聚层，由汇聚交换机上连核心层交换机，下接接入层交换机；树枝为接入层，由接入层交换机上连汇聚交换机，下接计算机。如图1-2所示。

主要优点：易于扩展、故障隔离较容易。主要缺点：各个节点对根的依赖性太大。

图1-1星形结构

图1-2树形结构

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(二)认识网卡

网卡也叫“网络适配器”，它是连接计算机与网络的硬件设备。每块网卡的ROM中

烧录了一个世界唯一的D号，即MAC地址，这个MAC地址表示安装这块网卡的主机在

网络上的物理地址，它由48位二进制数组成，通常分为6段，一般用十六进制表示，如00-17-42-6F-BE-9B。局域网中根据这个地址进行通信。在命令行方式下，用ipconfig/all命令可查看网卡芯片型号、MAC地址和网络连接等信息，如图1-3所示是用ipconfig/all查看网络信息情况。

thernet ad5ptr本地连2

Connection-specific DHS8uifx·:donain·

Description。:,·。s...Inte1(R>PRO/108 UE Netuork Connection

Physica]Addeess..

Dhep Enabled...

.:88-1P-16-6F7889、一

Yes

futoconf iquration Enabled...es

192.168.1-108

8 hnet Mask。y··:255.255.255.0

192.1681-1

DlICP Server

192.168.11

DNS Servers

:192.168.1-1

:201年11月12日23：30：56:201日年11写14月23：30：56

图1-3用ipconfig/a查看网络信息

网卡的主要功能是接收和发送数据。网卡与主机之间是并行通信，网卡与传输介质之间是串行通信，接收数据时网卡将来自传输介质的串行数据转换为并行数据暂存于网卡的

RAM中，再传送给主机；发送数据时将来自主机的并行数据转换为串行数据暂存于RAM

中，再经过传输介质发送到网络。网卡在接收和发送数据时，可以用“半双工”或“全双工”的方式完成，现在的网卡绝大部分都是全双工通信的。

1.网卡芯片

网卡的主控制芯片是网卡的核心元件，一块网卡性能的好坏，主要就是看这块芯片的质量。网卡芯片的型号决定了网卡的型号。网卡芯片的厂商主要有Intel、Realtek、3Com、

Marvell、Broadcom、Davicom、Atheros、VLA、SIS等。

如果按网卡主芯片的速度来划分，常见的10/100Mbit/s自适应网卡芯片有Realtek8139系列/810x系列、VIA VT610X系列、ntel8255X系列、Broadcom NetLink440X系列等。常见的10/100/1000 Mbit/s自适应网卡芯片有Intel的8257X系列，Realtek的RTL8169S-32/64,

Broadcom的BCM57XX系列，Marvell的88E8001/88E8053/88E8055/88E806X系列VLA的

VT612X系列等。

无线网卡芯片方面，Intel的无线网卡芯片几乎成了笔记本电脑无线网卡标配，常见的Intel无线网卡芯片有Inteld®PRO/Wireless2IOOB(迅驰一代的标准网卡)、Inteld®PRO/

Wireless2100BG/2915ABG(迅驰二代)、Intel®PRO/Wireless3945ABG(迅驰三代的标配)~

Intel®Wireless Wi--Fi Link4965AGN(迅g驰四代)

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什算机网轮基础

c27069s1

235E TAIWAN

y93553113111101111111

RJ45接口

图1-4网卡上芯片

图1-5网卡上的J-45接口

2.网卡的分类

下面从不同的角度对网卡进行分类。

(1)按网卡结构分类

按网卡结构分类可分为板载集成网卡和独立网卡两类。对于台式机，计算机主板大

多集成了RJ-45接口的网卡，笔记本电脑大多集成了网卡和无线网卡，RJ-45接口如图

1-5所示。独立网卡是单独的PCI接口的网卡通过PCI插槽插到计算机上，如图1-6所示。

USB接口的网卡用USB接口与计算机相连，如图1-7所示。

(2)按带宽分类

按带宽分类，有线网卡主要有10Mbit/s网卡、100Mbit/s网卡、10/M00Mbit/s自适应网卡、1000Mbit/s网卡、10/100/1000Mbit/s自适应网卡以及10Gbit/s网卡。目前使用的网卡大多是10/100M6its自适应网卡，自适应是指网卡可以与远端网络设备（交换机）自动协商，确定当前传输速率是1 OMbit/s还是100Mbit/s。

(3)按传输介质分类

按传输介质分类，有双绞线RJ-45接口网卡；光纤接口（ST、SC)网卡，如图1-8所

示；无线网卡，如图1-9所示。

图1-6带J-45接口的PCI网卡

图1-7带RJ-45接口的USB网卡

图1-8光纤接口网卡

图1-9USB无线网卡

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(三)认识交换机

交换机(switch)是基于MAC识别、能完成封装转发数据包功能的网络设备。它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用。通常交换机的端口数量较多，所有端口均有独享的信道带宽，以保证每个端口上的数据快速有效传输，可以同时互不影响地传送这些信息包，并防止传输冲突发生。

局域网交换机是交换式局域网的核心设备，能够有效地增加网络带宽。交换机的端口类型有半双工和全双工两种方式。在网络结构和连接线路不变的情况下，采用全双工方式可以增加网络节点的数据吞吐量。交换机如图1-10所示。

图1-10RG-2126G交换机

1.交换机的工作原理

交换机的工作过程如下：在接收到一个数据帧时，根据数据帧中的源MAC地址建立

该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。如果有数据是发给这个MAC

地址，所对应的计算机则可以通过该端口进行转发并将数据帧中的目的MAC地址同已建

立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。如果数据帧中的目的MAC地

址不在MAC地址表中，则向所有端口转发以查找目标计算机，在接收到目标计算机的信

息后，将目标计算机的MAC地址与端口的对应关系写人到地址表，下次若有数据帧是发

往目标计算机的，则不再需要进行广播；对于网络中传送的广播帧和组播帧，向所有的端口转发。

2.交换机的信息交换方式

各个公司交换机产品的实现技术可能会有差异，但对于帧的处理方式一般有以下几种：

(1)直通方式：交换机读取数据帧的前14字节，在地址映射表中查找目标地址并立即转发数据帧。这种方式的特点是延迟非常小、交换速度非常快，但不能提供错误检测，且由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通。

(2)存储转发方式：交换机把输入端口的数据包先存储起来，然后进行循环冗余校验在对错误包处理后才取出数据包的目的地址，通过查找地址映射表转换成输出端口送出包。这种方式的特点是在数据处理时延时大，但可以对进入交换机的数据包进行错误检测，可以支持不同速率的输入/输出端口间的转换，保持高速端口与低速端口间的协同工作。

(3)改进的直接交换方式：交换机读取数据帧的前64字节，判断是否有错，如果正确就转发。因为在以太网中，如果一个数据帧有错往往发生在前64字节。这种方式能减

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什算机网络基础

少错误帧的转发，且交换的延时也会减少。

3.交换机的分类

(1)按照功能可将交换机分为下面所述的3类：

①园区网主干交换机（企业级交换机）：具有高速率、高吞吐量，一般是大型交换机，适合作为一个企业或学校等单位的中心交换设备。

②园区网支干交换机（部门级交换机）：具有不同速率的端口，上连端口和园区网主干交换机相连，构成整个园区的主干线路，端口一般连接光纤，传输速率可以达到1000Mbit/s;普通端口速率较低，一般为100Mbit/s,用于连接普通的工作组交换机。

③工作组交换机：一般是面向用户使用的，用于连接用户使用的工作站和支干交换机(当然也可以是主干交换机)，端口速率一般较低，为100Mbit/s或者10whit/s。

(2)根据交换机工作的协议层划分

按照OSI的七层网络模型，交换机又可以分为第二层交换机、第三层交换机、第四层

交换机等，一直到第七层交换机。

基于MAC地址工作的第二层交换机最为普遍，用于网络接入层和汇聚层。基于P地

址和协议进行交换的第三层交换机普遍应用于网络的核心层，也有少量应用于汇聚层。部分第三层交换机也同时具有第四层交换功能，可以根据数据帧的协议端口信息进行目标端口判断。第四层以上的交换机称为内容型交换机，主要用于互联网数据中心。

4.交换机的接口类型

交换机作为局域网的集中连接设备，它的接口类型是随着各种局域网和传输介质类型的发展而变化的，下面介绍目前在交换机上常见的一些接口类型。

Console端口

光纤接口

RJ45接▣

图1-11交换机的接口

(1)双绞线RJ45接口：这是交换机上最多、应用最广的一种接口类型，它属于双绞

线以太网接口类型，与之相连的是RJ-45水晶头。

(2)光纤接口：在一些高性能千兆交换机上提供了这种接口。目前光纤传输介质发展

相当迅速，各种光纤接口也是层出不穷，不过在局域网交换机中，光纤接口主要是$C类

型。它与RJ-45接口看上去很相似，不过SC接口显得更扁些，其明显区别还是里面的触片，

如果是8条细的铜触片，则是RJ45接口，如果是一根铜柱则是SC光纤接口。

(3)Console(控制)端口：这个端口是用来配置交换机的，所以只有带网络管理功能的交换机才有。并不是所有交换机的Console端口都一样，有的采用RJ-45类型端口，有

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···试读结束···