构建小型局域网实验报告

构建小型局域网实验报告

构建小型局域网实验报告

实验名称：构建小型局域网实训

实验起止日期：2011.3.2--2011.3.8

小组成员：郭翠翠陈文婷郑飞符英娟徐振兴何春亚陈艳春

实验内容：

1.知识回顾

1.1对比组建微型局域网多种方式的优劣性

根据通信方式的不同，局域网可以分为3

种：专用服务器局域网、客户机/服务器局

域网和对等局域网。

（1）由于专用服务器局域网安装和维护困难，且工作站上的软硬件资源无法直接共享，目前这种结构一般不采用。

（2）客户机/服务器局域网，因其既能实现工作站之间的互访，又能共享服务器的资源，所以在计算机数量较多、位置分散、信息量传输大的大型局域网组建中采用。

（3）对于计算机数量较少，布置较集中，成本要求低的小型局域网，常采用对等局域网结构。对等局域网组建、使用和维护都很容易、很简单，这是它在小范围中被广泛采用的原

因。

1.2网络拓扑结构

1、星形拓扑

星形拓扑结构是用一个节点作为中心节点，其他节点直接与中心节点相连构成的网络。星形拓扑结构的网络属于集中控制型网络。中心节点可以是文件服务器或连接设备，常见的为集线器。

星形拓扑结构具有以下优点：

（1）控制简单。任何一站点只和中央节点相连接，易于网络监控和管理。

（2）故障诊断和隔离容易。中央节点对连接线路可以逐一隔离进行故障检测和定位。

（3）方便服务。中央节点可以方便的对各个站点提供服务和网络重新配置。

缺点：

（1）需要耗费大量电缆，安装和维护工作量大。（2）中央节点的负担较重，形成“瓶颈”，一旦发生故障，则全网受影响。

（3）各站点的分布处理能力较低。

局域网一般采用星型拓扑结构，一般使用双绞线或光纤作为传输介质，符合综合布线标准，能满足多种宽带需求。

扩展星型拓扑：

2、总线拓扑

总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输介质，所以的站点（包括工作站和文件服务器）均通过相应的硬件接口直接连接到传输介质或总线上，各工作站地位平等，无中心节点控制。

总线大都采用同轴电缆，信息多以基带信号型式串行传送，传送的发现总是从发送站点开始向两端扩散。

总线拓扑结构的优点：

（1）所需的电缆数量少，且安装容易。

（2）总线结构简单，又是无源工作，有较高的可靠性，使用的设备也相对简单。

（3）易于扩充，增加或减少用户比较方便。如要增加新站点，仅需在总线的相应接入点将工作站接入即可。

总线拓扑的缺点：

（1）总线的传输距离有限，通信范围受到限制。（2）故障诊断和隔离较困难。如果某个站点发生故障，则需将该站点从总线上拆除，如传输介质故障，则整个这段总线要切断和变换。

（3）分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能

3、环形拓扑

环形结构由网络中若干节点通过点到点的链接首尾相连形成一个闭合的环。

环形拓扑结构主要应用于令牌网中。在这种网络结构中各设备是直接通过电缆来串接的，最后形成一个闭环，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。整个网络发送的信息就是在这个环中传递。环形拓扑的优点：

（1）电缆长度短。环形拓扑所需电缆长度和总线拓扑结构相似，但比星型拓扑要短。

（2）增加或减少工作站时，仅需简单的连接操作。

（3）可使用光纤。光纤传输速度高，而环形拓扑是单方向传输，十分适用于光纤这种介质。

环形拓扑的缺点：

（1）节点的故障会引起全网故障。在环路上数据传输是通过环上的每一个站点进行转发的，如果环路上的一个站点出现故障，相当于环在故障节点处断掉，照成整个网络都不能进行工作。（2）故障检测困难。需要对每个节点进行检测，才能具体确定是哪一个节点出现故障。

（3）环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传达室递的方式，在负载很轻时，信道利用率相对来说就比较低。

4、树形拓扑

树形拓扑从总线拓扑演变而来，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。

树形拓扑的优点：

（1）易于扩展。

（2）故障隔离较容易。

树形拓扑的缺点：各个节点对根的依赖性太大。如果根发生故障，则全网不能正常工作，因此这种结构的可靠性与星型结构相似。

适用于分级管理和控制系统。与其它拓扑的主要区别在于其根的存在。树型拓扑结构不需要中继器。与星型拓扑相比，由于通信线路总长度较短，故它的成本低，易推广，但结构较星型复杂。

5、混合型拓扑结构

混合方式比较常见的有星型/总线拓扑和星型/环拓扑。

星型/总线拓扑是想综合星型拓扑和总线拓扑的优点，它用一条或多条总线把多组设备连接起来，而这相连的每组设备本身又呈星型分布。对于星型/总线拓扑，用户很容易配置和重新配置网络设备。

星型/环拓扑试图取这两种拓扑的优点于一体。主要用于IEEE802.5的令牌网。从电路上看，星型/环结构完全和一般的环型结构相同，只是物理走线安排成星型连接。优点：故障诊断方便而且隔离容易；网络扩展简便；电缆安装方便。

6、分布式结构

分布式结构的网络是将分布在不同地点的计算机通过线路互连起来的一种网络形式。

优点：由于采用分散控制，即使整个网络中的某个局部出现故障，也不会影响全网的操作，因而具有很高的可靠性；网中的路径选择最短路径算法，故网上延迟时间少，传输速率高，但控制复制；各个角度间均可以直接建立数据链路，信息流程最短；便于全网范围内的资源共享。

缺点：连接线路用电缆长造价高；网络管理软件发展；报文分组交换、路径选择、流向控制

复杂；在一般局域网中不采用这种结构。

1.3常用网络互联设备

常用网络互联设备

1.中继器

由于传输线路噪声的影响，承载信息的数字信号或模拟信号只能传输有限的距离，中继器的功能是对接收信号进行再生和发送，从而增加信号传输的距离。它是最简单的网络互连设备，连接同一个网络的两个或多个网段。如以太网常常利用中继器扩展总线的电缆长度，标准细缆以太网的每段长度最大185米，最多可有5段，因此增加中继器后，最大网络电缆长

度则可提高到925米。一般来说，中继器两端的网络部分是网段，而不是子网。

集线器是一种特殊的中继器，可作为多个网段的转接设备，因为几个集线器可以级联起来。智能集线器，还可将网络管理、路径选择等网络功能集成于其中。随着网络交换技术的发展，集线器正逐步为交换机所取代。

2.网桥

网桥将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。网络1和网络2通过网桥连接后，网桥接收网络1发送的数据包，检查数据包中的地址，如果地址属于网络1，它就将其放弃，相反，如果是网络2的地址，它就继续发送给网络2。这样可利用网桥隔离信息，将网络划分成多个网段，隔离出安全网段，防止其他网段内的用户非法访问。由于网络的分段，各网段相对独立，一个网段的故障不会影响到另一个网段的运行。

网桥可以是专门硬件设备，也可以由计算机加装的网桥软件来实现，这时计算机上会安装多

个网络适配器（网卡）。

3.路由器

路由器是用于连接多个逻辑上分开的网络。对用户提供最佳的通信路径，路由器利用路由表为数据传输选择路径，路由表包含网络地址以及各地址之间距离的清单，路由器利用路由表查找数据包从当前位置到目的地址的正确路径。路由器使用最少时间算法或最优路径算法来调整信息传递的路径，如果某一网络路径发生故障或堵塞，路由器可选择另一条路径，以保证信息的正常传输。路由器可进行数据格式的转换，成为不同协议之间网络互连的必要设备。

网桥所具有的功能，路由器都有，在网络上路由器本身有自己的网络地址，而网桥没有。由网桥连接的网络仍然是一个逻辑网络，而路由器则将网络分成若干个逻辑子网。为了管理网络，一般要利用路由器将大型的网络划分成多个子网。Internet由各种各样的网络构成，路由器是一种非常重要的组成部分，整个Internet上的路由器不计其数。Intranet要并入Internet，兼作Internet服务，路由器

是必不可少的组件，并且路由器的配置也比较复杂。

4.网关

网关，又叫协议转换器，可以支持不同协议之间的转换，实现不同协议网络之间的互连。主要用于不同体系结构的网络或者局域网与主机系统的连接。在互连设备中，它最为复杂，一般只能进行一对一的转换，或是少数几种特定应用协议的转换。网关一般是一种软件产品。目前，网关已成为网络上每个用户都能访问大型主机的通用工具。

1.4IP地址A-E类地址的区分

根据TCP/IP协议规定，IP地址是由32位二进制数组成，而且在INTERNET范围内是唯一的。IP地址分成五类，用字母表示：A类地址、B类地址、C类地址、D类地址、E类地址。每一个IP地址包括两部分：网络地址和主机地址，上面五类地址对所支持的网络数和主机数有不同

的组合。

A 类地址

一个A 类IP地址仅使用第一个8位位组表示网络地址。剩下的3个8位位组表示主机地址。A类地址的第一个位总为0，这一点在数学上限制了A类地址的范围小于 127,127是

64+32+16+8+4+2+1的和。最左边位表示128，在这里空缺。因此仅有127个可能的A类网络。A 类地址后面的24位(3个点-十进制数)表示可能的主机地址，A类网络地址的范围从1.0.0.0到126.0.0.0。注意只有第一个8位位组表示网络地址，剩余的3个8位位组用于表示第一个8位位组所表示网络中惟一的主机地址，当用于描述网络时这些位置为0。注意技术上讲，127.0.0.0 也是一个A类地址，但是它已被保留作闭环（look back ）测试之用而不能分配给一个网络。每一个A类地址能支持16777214个不同的主机地址，这个数是由2的24次方再减去2得到的。减2是必要的，因为IP把全0保留为表示网络而全1表示网络内的广播地址。其中10.0.0.0 和10.255.255.255保留。

A类地址的网络标识占1个字节，第1位为“0”，允许有27-2=126个A类网络，每个网络大约允许有1670万台主机。通常分配给拥有大量主机的网络，如一些大公司（如IBM公司等）和因特网主干网络。

B 类地址

设计B类地址的目的是支持中到大型的网络。B类网络地址范围从128.1.0.0到

191.254.0.0。B 类地址蕴含的数学逻辑是相当简单的。一个B类IP地址使用两个8位位组表示网络号，另外两个8位位组表示主机号。B类地址的第1个8位位组的前两位总置为 10，剩下的6位既可以是0也可以是1，这样就限制其范围小于等于191，由128+32+16+8+4+2+1得到。最后的16位( 2个8位位组)标识可能的主机地址。每一个B类地址能支持64534 个惟一的主机地址，这个数由2的16次方减2得到。B类网络仅有16382个，其中172.16.0.0和

172.31.255.255保留。

B类地址的网络标识占2个字节，第1，2位为“10”，允许有214=16383个网络，每个网络大

约允许有65533台主机。通常分配给结点比较多的网络，如区域网。

C 类地址

C类地址用于支持大量的小型网络。这类地址可以认为与A类地址正相反。A类地址使用第一个8位位组表示网络号，剩下的3个表示主机号，而C类地址使用三个8位位组表示网络地址，仅用一个8位位组表示主机号。C类地址的前3位数为110，前两位和为192(128+64)，这形成了C类地址空间的下界。第三位等于十进制数32,这一位为0限制了地址空间的上界。不能使用第三位限制了此8位位组的最大值为255-32等于223。因此C类网络地址范围从192.0.1.0 至223.255.254.0。最后一个8位位组用于主机寻址。每一个C类地址理论上可支持最大256个主机地址(0～255)，但是仅有254个可用，因为0和255不是有效的主机地址。可以有2097150个不同的C类网络地址，其中192.168.0.0和192.168.255.255保留。

C类地址的网络标识占3个字节，第1，2，3位为“110”，允许有221=2,097,151个网络，每

个网络大约允许有254台主机。通常分配给结点比较少的网络，如校园网。一些大的校园网可以拥有多个C类地址。

D 类地址

D 类地址用于在IP网络中的组播

( multicasting ，又称为多目广播)。D类地址的前4位恒为1110 ，预置前3位为1意味着D 类地址开始于128+64+32等于224。第4位为0意味着D类地址的最大值为128+64+32+8+4+2+1为239，因此D类地址空间的范围从224.0.0.0到239. 255. 255.254。

D类地址的前4位为“1110”，用于多址投递系统（组播）。目前使用的视频会议等应用系统都采用了组播技术进行传输。

E 类地址

E 类地址保留作研究之用。因此Internet上没有可用的E类地址。E类地址的前4位恒为1，因此有效的地址范围从240.0.0.0 至255.255.255.255。

总的来说，IP地址分类由第一个八位组的值来确定。任何一个0到127 间的网络地址均是一个A类地址。任何一个128到191间的网络地址是一个B类地址。任何一个192到223 间的网络地址是一个C类地址。任何一个第一个八位组在224到239 间的网络地址是一个组播地址即D 类地址。E类保留。

几种用作特殊用途的IP地址

①主机段（即宿主机）ID全部设为“0”的IP 地址称之为网络地址，如129．45．0．0就是B 类网络地址。

②主机ID部分全设为“1”（即255）的IP地址称之为广播地址，如129．45．255．255就是B类的广播地址。

③网络ID不能以十进制“127”作为开头，在地址中数字127保留给诊断用。如127．1．1．1用于回路测试，同时网络ID的第一个8位组也不能全置为“0”，全置“0”表示本地网络。网络ID部分全为“0”和全部为“1”的IP地址被保留使用。

1.5网线的排列顺序及其含义

RJ45接头（即水晶头）的8个接脚的识别方法是：铜接点朝自己，头朝右，从上往下数，分别是1、2、3、4、5、6、7、8。

1. 输出数据 (+)

2. 输出数据 (-)

3. 输入数据 (+)

4. 保留为电话使用

5. 保留为电话使用

6. 输入数据 (-)

7. 保留为电话使用

8. 保留为电话使用

EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序：EIA/TIA568A和EIA/TIA568B。

标准568B(金属线朝正前方时)：橙白--1，橙--2，绿白--3，蓝--4，蓝白--5，绿--6，棕白--7，棕--8

标准568A(金属线朝正前方时)：绿白--1，绿--2，橙白--3，蓝--4，蓝白--5，橙--6，棕白--7，棕--8

双绞线的连接方法有两种：直通线和交叉线。

直通线的水晶头两端都遵循568A或568B标准，双绞线的每组线在两端是一一对应的，颜色相同的在两端水晶头的相应槽中保持一致。

交叉线缆的水晶头一端遵循568A，而另一端则采用568B标准，即A水晶头的1、2对应B水晶头的3、6，而A水晶头的3、6对应B水晶头的1、2。

2.实施方案

2.1网络拓扑结构

章明的照相馆内拥有10台电脑，想组建一个小型的办公局域网，拥有一条4M的ADSL，要所有计算机共享这个宽带，企业内部需要有办公数据传输，办公软件包，下载等。其中即时聊天程序的数据包比较小，在网络比较拥堵的情况下必须有优先通过权限，才不至于卡机。

所以我们采用的网络拓扑结构为星型结构，星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话属于这种结构。星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式