实验三 基本网络连接和网络设备的识别
一、实验目的：
1. 熟悉掌握各种物理连接线的型号和类型 2. 熟悉掌握网络接头的连接方式
3. 熟悉区分集线器、交换机、路由器等各类基本的网络设备； 二、实验原理
（一）、局域网的概念 1、指在一个较小地理范围内的各种计算机网络设备连在一起的通信网络，可以包含多个子网，局限在几千米的范围内，配置容易，速率高，4Mbps—2GbpS。 位于一个建筑物或一个单位内，不存在寻径问题。
按网络的拓朴结构和传输介质的不同，可以划分以太网（采用双绞线）、令牌环网、光纤分布式数据接口（光纤）。
Internet网的基础是现存的各种计算机网络和通信网络。 Internet网要解决的问题： a、两个网络之间要通过中间设备实现物理连接，这台设备属于两个网络，解决低层物理的硬件‘互连’，即路由器或IP网关。
b、中间设备要实现网络之间的分组交换及寻径、协议转换等，解决高层的逻辑的软件“互连”，即TCP／IP协议。 Internet网可抽象为应用TCP／IP技术由路由器连接起来的网络。 2、网络的拓朴结构 （1）概念
网络中节点的互连模式。在选择网络的拓朴结构时，要参考可行性、时间延时多少、数据的吞吐量使得成本降得最低。 （2）分类： 1、星型结构 （1） 概念：有一个唯一的中心节点，每一计算机都通过单独的线路连到中央节
点，要示至少有一个集线器（HUB），两台计算机不能直接相连。现在普通使用的服务器/客户机局域网就是星型拓朴。 （2） 图示：
集线器HUB P矩形代表PC机。
（3） 优点：
a、传输速度快。因为任二个节点的通信只需两步。 b、容易增加新节点。
c、结构简单、建网容易、控制管理容易。 （4） 缺点：
a、可靠性低。网线与网卡接口的部分容易松开。
b、共享能力差。
c、一旦中心节点出现故障则导致全网瘫痪。所以中心节点起到举足轻重的作用。 2、环型结构： （1） 概念：网络中各节点通过一条首尾相连的通信链路连接起来的一个闭合环
形结构网。各工作站的地位平等，传输信息的方向是单向，所以两个计算机之间的通信仅有一条通道。 （2） 图示：
（3） 优点：
a、通信线路和设备消耗少。 b、易安装、结构简单。
c、信息单向传递，延时固定。两节点之间有唯一的路径，简化路径选择。 （4） 缺点：
a、可靠性差，任何线路或节点有故障，都有可能引起全网故障，且故障检测难。 b、可扩充性差。
c、延时长，传输效率差。 3、总线型 （1） 概念：采用一条单根的通信线路作为公共传输通道，所有节点都通过相应
的接口直接连接到总线上，并通过总线传输数据。 （2） 特点：使用的是广播型的传输技术，总线上的所有节点都可以发送数据到
总线上，数据沿总路线传播。但只有一条总线，同一时间只允许一个节点发送信号在总线上传播，通道上的所有节点都有可能接受到信息，就要检测相应的目的地址了。 （3） 优点：
a、结构简单、灵活，易于扩展。
b、可靠性高，网络节点响应速度快，共享能力强，便于广播式传播。
c、设备投入量少，成本低，安装使用方便，当某个工作站节点出现故障时，对整个网络系统影响少。 （4） 缺点：
a、安全性差，不能集中控制。
b、对于所有工作站通信均通过一条共用总线，实时性较差。 c、增加新节点也不如星型容易。 4、树型结构：
（1） 特点：从总线型和星型结构演变的，有两种类型，一种由总线型拓朴结构
派生出来，另一种是星型结构的变种。 （2） 图示： （3） 主要特点：
a、这种结构是天然的分级结构。
b、易于扩展。
c、易故障隔离，可靠性高。 d、电缆成本高。
e、对根节点的的依赖性高，一旦根节点出现故障，将导致全网不能工作。 （4）图示：
5、网状结构： （1） 概念：各网络节点与通信线路互连成不规则的形状，每一个节点至少与其
他两个节点相连。 （2） 图示：
（3） 特点：
a、每个节点都有冗余链接，可靠性高。
b、因为有多条链接，所以可以选择最佳的路径，减少延时，提高网络的性能，但路径的选择比较复杂。
c、结构复杂，不易于管理和维护。
d、适用于大型的广域网。如下图我国教育科研示范网CERNET，国际互联网采用的图。
e、线路成本高。
6、混合型结构：
由以上几种结构混合组成，如：环星型结构是令牌环网和FDDI网常用的结构。
（二）、IP地址
Internet网络系统为每台连到Internet上的计算机、路由器规定唯一的IP地址，从而使协议能够利用这个地址在主机之间传递信息。Internet的地址有IP地址和域名两种表示，两种地址之间存在着一种相互映射的关系。 IP地址由32位的无符号二进制数分4个字节表示，以X·X·X·X表示,每个X为8个二进制位,用对应的十进制数来表示，其取值为0~255。IP地址又分为网络地址和主机地址两部分，其中网络地址用来标识一个物理网络，主机地址用来标识这个网络中的主机。 IP地址又可分成五类,即A类到E类。
A类地址：最高位为0，网络地址7位，主机地址24位。 B类地址：最高两位为10，网络地址14位，主机地址16位。 C类地址：最高两位为110，网络地址21位，主机地址为8位。 D类地址：组播地址，不用于标识网络。 E类地址：备用。
表 五类IP地址对比表
类别 网络地址长度 允许网络数 主机地址长度 允许主机数 第一字节地址 应用 A 7 126 24 1~127 大型网络 B 14 16384 16 65534 128~191 中型网络 C 21 8 254 192~223 小型网络
D 224~ 239 多点播送 E 240~ 247 备用
表 特殊用途IP地址含义表
网络地址 主机地址 代 表 含 义
Net-id 0 该种IP地址不分配给单个主机，而是指网络本身 Net-id 1 定向广播地址（这种广播形式需知目标网络地址） 255.255.255.255 本地网络广播（这种广播形式无需知道目标网络地址） 0.0.0.0 本网主机
127 Host-id 回送地址，用于网络软件测试和本地机进程间通信。
任何程度使用回送地址发送数据时，计算机的协议软件都将该数据返回，不进行任何网络传输。
（三）、网络传输介质介绍
网络传输介质很多，本次实验只涉及双绞线 双绞线(TP:Twisted Pair)
双绞线由两根具有绝缘层的铜导线组成，一般由两根22~26号绝缘铜导线相互缠绕而成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，通常把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中就形成了双绞线电缆。
根据是否采用屏蔽技术，双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。 利用非屏蔽双绞线传输信息时会向周围产生辐射，因此信息很容易被窃听，而屏蔽双绞线电缆的外层由铝泊包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射，但价格较非屏蔽双绞线要高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难，但它有较高的传输速率，100米内可达到155Mbps。
根据其性能，双绞线又可分为1类~6类，其性能如上表。 表 各类双绞线的主要特性
类 型 传输速率 传 输 信 号 应 用 1类 20K 模拟信号 电话线路
2类 1M 模拟信号和1M的数字信号 一般通信线路 3类 10M 模拟信号和数字信号 以太网和令牌环网 4类 20M 模拟信号和1M的数字信号 令牌环网
5类 100M 模拟信号和高速数字信号 高速以太网、ATM、FDDI 超5类 155M 模拟信号和高速数字信号 高速以太网、ATM 6类 200M 模拟信号和高速数字信号 高速以太网、ATM
常见的10BASE-T及100BASE-T局域网均是采用双绞线作为传输介质，10BASE-T中采用3类或4类双绞线作为传输介质，进行基带传输，速率可达10M，100BASE-T中采用5类双绞线作为传输介质，进行基带传输，速率可达100M。 （四）、网络连接设备
网络设备按照其主要用途可以分为三大类：第一类是接入设备，用于计算机与计算机网络进行连接的设备，常见的有网络接口卡、调制解调器等，第二类是网络互联设备，用于实现网络之间的互联，主要设备有中继器、路由器、交换机、集线器等，第三类是网络服务设备，用于提供远程网络服务的设备，如拨号访问服务器、网络打印机等，前两类即是一般用于网络连接的设备。 一、网络互连的目的
网络互连设备是用来连接传输介质、计算机系统和其他信息处理系统并同时具备特定的信息转发和处理功能的网络设备。为使不同计算机或网络上的用户能彼此通信以实现更大范围的资源共享，从而将网络与网络通过网络互连设备进行互连。
二、网络接入设备 1、网卡
计算机与网络相连的接口电路称为网卡，又称为网络适配器，它主要起着对网络发送数据、控制数据、接受并转换数据的功能。网卡借助于网卡驱动程序使网卡与网络操作系统兼容，以实现网络通信，网卡一般安装在网络计算机或服务器的扩展槽中，是LAN的接入设备，充当计算机和网络之间的物理接口。 计算机使用较多的是以太网卡，每个以太网卡都有一个全球唯一的网卡地址，它是一个长度为48位的二进制数，它为计算机提供了一个有效的物理地址。 （1）分类
根据传输速率分：10M、100M、10/100M自适应和千兆位网卡。 根据总线类型分：ISA、EISA、PCI、PCMCIA及其他总线网卡。 根据用途分：工作站网卡、服务器网卡、笔记本网卡。 根据网络体系结构分：ATM网卡、环牌网卡、以太网卡。
一般来讲，10M网卡多为ISA总线，100M网卡几乎全是PCI总线，而ISA是16位总线，PCI是32位总线，故PCI卡比ISA总线多、速度快且价格将趋于接近。 目前约有80%的局域网采用以太网技术，故以太网网卡最为常见，广泛使用的是10/100M自适应的以太网卡，可通过双绞线连接到集线器上。
网卡的主要生产厂家有3COM、K-LINK、Intel 、inksys、实达等。 （2）主要性能指标
网卡速率、总线类型、接口类型。
2、调制解调器：集调制与解调功能于一体的一个数模转换设备。 调制：将数字信号转换为模拟信号。
基本网络连接和网络设备的识别
