第2章局域网基础 课题 第一节局域网概述 1、 局域网概念、基本组成 2、 局域网特征 3、 局域网拓扑结构 4、 局域网类型 课时 教学内容 了解局域网概念、基本组成、特征 教学目标 掌握局域网拓扑结构 理解局域网类型 教学重点 局域网拓扑结构 教学难点 局域网拓扑结构 教学活动及主要语言 一、创设意境，导入新课（设疑法、提问法） 导入： 通过东方电子商务有限公司搭建网络要进行硬件设备采购，让同学们在思科和华为两家公司中选择产品。 二、新课教学（讲解法、提问法、示范法） 1、概述 局域网是计算机网络的重要组成部分。大多数公司、企业、政府部门及住宅小区内的计算机都通过局域网连接起来，以达到资源共享、信息传递和数据通信的目的。 2、局域网基本组成 局域网由网络硬件和网络软件两部分组成。网络硬件用于实现局域网的物理连接，为连接在局域网上的计算机之间的通信提供一条物理信道和实现局域网间的资源共享；网络软件则主要用于控制并具体实现信息的传送和网络资源的分配与共享。这两部分互相依赖、共同完成局域网的通信功能。
3、局域网的特征 域网用于将有限范围内（如一个实验室、一幢大楼、一个校园）的各种计算机、终端与外部设备互连成网。局域网按照采用的技术、应用范围和协议标准的不同可以分为共享局域网和交换局域网。局域网技术发展非常迅速，应用也日益广泛，它是计算机网络中最活跃的领域之一。局域网的主要特征是：高数据速率、短距离和低误码率。 4、局域网拓扑结构 常见的局域网拓扑结构类型有：总线型、环型、星型和树型拓扑，其中星型拓扑结构是目前组建局域网时最常使用的一种结构。 1）总线型 在总线型拓扑结构中，网络使用总线作为传输介质，所有网络节点都通过接口，串接在总线上。每个节点所发的信息都通过总线来传输，并被总线上的所有节点接收。但是，在同一个时刻，只能有一个节点向总线发出信息，不允许有两个或以上的节点同时使用总线，一个网段内的所有节点共享总线资源。可见，总线的带宽成为网络的瓶颈，网络的性能和效率随着网络负载的增加而急剧下降。 图 Error! No text of specified style in document.-1 总线型网络拓扑结构
示意图 2）环型 环型网络是将网络中的各节点用公共缆线连接，缆线的两端连接起来形成一个闭合的环路，信息在环中以固定的方向传输。环型网络结构如图 2-2所示。 图 Error! No text of specified style in document.-2 环型网络拓扑结构示
意图 3）星型 星型网络结构是通过一中央节点（如集线器）连接其他节点而构成的网络。集线器是网络的中央设备，各计算机都需通过集线器与其他计算机进行通信。在星型网络中，中央节点的负荷最重，是整个网络的瓶颈，一旦中央节点发生故障，整个网络就会瘫痪，星型拓扑属于集中控制式网络。星型拓扑如图 2-3所示。
图 Error! No text of specified style in document.-3 星型网络拓扑结构示
意图 4）树型 树型拓扑结构是从总线拓扑演变过来的，形状像一棵树，它有一个带分支的
根，每个分支还可延伸出子分支。树型结构通常采用同轴电缆作为传输介质，且使用宽带传输技术。树型拓扑结构采用了层次化的结构，具有一个根节点和多层分支节点。树型拓扑中除了叶节点以外，根节点和所有分支节点都是转发节点，信息的交换主要在上下节点之间进行，相邻节点之间一般不进行数据交换或数据交换量很小。树型拓扑属于集中控制式网络，适用于分级管理及控制型网络。树型拓扑如 图 2-4所示。 图 Error! No text of specified style in document.-4 星型网络拓扑结构示意图 5、局域网类型 目前常见的局域网类型包括：以太网（Ethernet）、光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（ATM）、令牌环网（Token Ring）、交换网Switching等，它们在拓扑结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的是以太网，它是一种总线结构的LAN，是目前发展最迅速、也最经济的局域网。 1）以太网（Ethernet） 早期局域网技术的关键是如何解决连接在同一总线上的多个网络节点有秩序地共享一个信道的问题，而以太网络正是利用载波监听多路访问/碰撞检测（CSMA/CD）技术成功地提高了局域网络共享信道的传输利用率，从而得以发展和流行的。交换式快速以太网及千兆以太网是近几年发展起来的先进的网络技术，使以太网络成为当今局域网应用较为广泛的主流技术之一。随着电子邮件数量的不断增加，以及网络数据库管理系统和多媒体应用的不断普及，人们迫切需要高速高带宽的网络技术。交换式快速以太网技术应运而生。快速以太网及千兆以太网从根本上讲还是以太网，只是速度快。它基于现有的标准和技术（IEEE802.3标准，CSMA/CD介质存取协议，总线性或星型拓扑结构，支持细缆、UTP、光纤介质，支持全双工传输），可以使用现有的电缆和软件，因此它是一种简单、经济、安全的选择。 2）FDDI网络 光纤分布数据接口（FDDI）是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种。这种传输速率高达100Mb/s的网络技术所依据的标准是ANSIX3T9.5。该网络具有定时令牌协议的特性，支持多种拓扑结构，传输媒体为光纤。使用光纤作为传输媒体具有多种优点： （1） 较长的传输距离，相邻站间的最大长度可达2km，最大站间距离为200km。 （2） 具有较大的带宽，FDDI的设计带宽为100Mbit/s。 （3） 具有对电磁和射频干扰抑制能力，在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响，也不影响其设备。 （4） 光纤可防止传输过程中被分接偷听，也杜绝了辐射波的窃听，因而是最安全的传输媒体。 3）异步传输模式（ATM） ATM是目前网络发展的最新技术，它采用基于信元的异步传输模式和虚电路结构，根本上解决了多媒体的实时性及带宽问题。实现面向虚链路的点到点传输，它通常提供155Mbit/s的带宽。它既汲取了话务通讯中电路交换的“有连接”服务和服务质量保证，又保持了以太、FDDI等传统网络中带宽可变、适于突发性传输的灵活性，从而成为迄今为止适用范围最广、技术最先进、传输效果最理想的网络互联手段。ATM技术具有如下特点： （1）实现网络传输有连接服务，实现服务质量保证（QoS）。 （2）交换吞吐量大、带宽利用率高。 （3）具有灵活的组网拓扑结构和负载平衡能力，伸缩性、可靠性极高。 （4）ATM是现今唯一可同时应用于局域网、广域网两种网络应用领域的网络技术，它将局域网与广域网技术统一。 三、扩展项目 局域网有几种常见的拓扑和常见类型？它们都有什么特点？ 课题 第二节局域网硬件设备 1、终端设备 2、通信设备 3、传输介质 课时
教学内容 掌握常见网络通信设备的类型和特点 掌握常见传输介质的类型和特点 网络通信设备的类型和特点 教学重点 传输介质的类型和特点 网络通信设备的类型和特点 教学难点 传输介质的类型和特点 教学活动及主要语言 一、创设意境，导入新课（设疑法、提问法） 导入：上节课学习局域网有几种常见的拓扑和常见类型？ 二、新课教学（讲解法、提问法、示范法） 1、网络服务器 服务器（Server）发展到今天，适应各种不同功能、不同环境的服务器不断地出现，分类标准也多种多样。
（1）服务器按应用层次可划分为入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和企业级服务器四类。 教学目标 （2） 按服务器的机箱结构来划分，可以把服务器划分为“台式服务器”、“机架式服务器”、“机柜式服务器”和“刀片式服务器”四类。 2.网络工作站 网络工作站是指用户能够在网络环境中工作，访问网络共享资源的计算机系统，通常又称为客户机（Client）。网络工作站是连接在局域网上的一台计算机，用户通过它来访问网络，共享资源。 3、传输介质 传输介质是通信双方交流信息的物理通道，用于两个网络站点之间原始比特流的实际传输。传输介质的品种繁多，每一种介质在带宽、延迟、信号衰减、抗干扰能力、传输距离、安装维护难度等方面都不相同。传输介质的选用是非常重要的，它对网络性能影响极大。在局域网中，常用的是有线传输介质，主要有双绞线、同轴电缆和光缆。 1）双绞线 双绞线分非屏蔽双绞线 （Unshielded Twisted Pair，UTP）和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP）两种。目前，局域网大多数使用的是 UTP。双绞线是两根绝缘导线互相绞结在一起的一种通用的传输介质，它可减少线间电磁干扰，适用于模拟、数据通信。在局域网中，UTP 已被广泛采用，其传输速率取决于芯线质量、传输距离、驱动和接收信号的技术等。如令牌环网采用第三类 UTP，传输速率最高可达 16Mbit/s，10Base-T 采用的三类UTP速率达 10Mbit/s，100Base-T采用的五类UTP传输速率达 100Mbit/s。UTP 价格较低，传输速率满足使用要求，适用于办公大楼、学校、商厦等干扰较小的环境，但不适于噪声大、电磁干扰强的恶劣环境。 2）同轴电缆 同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层用密织的网状导体环绕的绝缘材料，网外又覆盖一层保护材料，按“同轴”的形式构成。在局域网中使用的同轴电缆有 75Ω 、50Ω 和93Ω 3种。RG59 型75Ω电缆是共用天线电视系统（CATV）采用的标准电缆，它常用于传输频分多路FDM方式产生的模拟信号，频率可达300～400MHz，称作宽带传输，也可用于传输数字信号。50Ω同轴电缆分粗缆（RG-8型或 RG-11型）和细缆（RG-58 型）两种。粗缆抗干扰性能好，传输距离较远，细缆价格低，传输距离较近，传输速率一般为10Mbit/s，适用于以太网。RG-62 型93Ω 电缆是Arcnet 网采用的同轴电缆，通常只适用于基带传输，传输速率为2～20Mbit/s。 3）光缆 光缆是光纤电缆的简称，是传送光信号的介质，它由纤芯、包层和外部一层增强强度的保护层构成。纤芯是采用二氧化硅掺以锗、磷等材料制成，呈圆柱形。外面包层由纯二氧化硅制成，它将光信号折射到纤芯中。光纤分单模和多模两种。单模只提供一条光通路，在无中继的条件下，传输距离可达几十千米。多模有多条光通路，在无中继的情况下，传输距离可达几千米。单模光纤容量大，传输距离比多模远，价格较贵。目前单模光纤芯直径约 8.3μm/125μm， 多模光纤芯常用的为 62.5μm/125μm。光纤只能单向传输，如需双向通信，则应成对使用。光缆是目前计算机网络中最有发展前途的传输介质，它的传输速率可高达1000Mbit/s，误码率低，衰减小，传播延时很小，并有很强的抗干扰能力，适宜在泄漏信号、电气干扰信号严重的环境中使用，所以倍受人们青睐。光缆适用于点到点链路，所以常应用于环状结构网络。缺点是成本较高，还不能普遍使用。
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