- 局域網組建與使用完全自學手冊
- 《局域網組建與使用完全自學手冊》編委會編著
- 77字
- 2018-12-27 16:55:04
第2章 組建局域網準備工作
本章導讀:
在動手組建局域網之前,需要做好準備工作,如準備好相關的網絡設備,選擇適當的傳輸介質,選擇適合的操作系統等。
本章主要為讀者介紹了局域網的各種網絡設備及網線的制作,同時還介紹了用于局域網的各種不同操作系統,最后講解了局域網的連接方法。
技能提要:
λ 了解雙絞線的結構、分類及性能指標。
λ 了解網線的制作方法。
λ 認識網卡的種類及選購技巧。
λ 熟悉各種網絡設備的作用。
λ 熟悉各種常見網絡操作系統。
λ 掌握局域網各設備的連接方法。
2.1 局域網硬件
若要將多臺計算機組成局域網,必須準備網線和相應的網絡設備,其中最常用的網線介質為雙絞線,而網卡、交換機等網絡設備則是連接計算機與網絡必不可少的硬件,本節我們就先了解連入局域網所必需的硬件及互連設備。
2.1.1 雙絞線
隨著快速以太網標準的推出和實施,雙絞線(Twisted Pair-wire,TP)開始廣泛地應用于網絡布線。雙絞線主要是用來傳輸模擬信號的,但同樣適用于數字信號的傳輸,特別適用于較短距離的信息傳輸。
1. 雙絞線的結構
雙絞線是局域網中最常用的一種傳輸介質。雙絞線由兩根具有絕緣保護層的銅導線組成。互相絞在一起可降低信號干擾的程度,每一根導線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發出的電波抵消。由于利用雙絞線傳輸信息時要向周圍輻射,信息很容易被竊聽,因此,要花費額外的代價加以屏蔽。
雙絞線用于星型網絡拓撲結構中,雙絞線的兩端各有RJ-45水晶頭,如圖2-1左圖所示。
雙絞線用來連接網卡與集線器,網線的長度最長一般為100 m。如果要加大網絡的范圍,在兩段雙絞線之間可安裝中繼器,最多可安裝4個中繼器,如圖2-1右圖所示,為水晶頭工作電路。

圖2-1
在標準術語中,RJ-45插頭稱為MAU-MDI連接器(媒體連接單元,媒體相關接口連接器),RJ-45插頭稱為雙絞線鏈路段連接器。
2. 雙絞線的分類
雙絞線可按其是否外加金屬網絲套的屏蔽層而劃分為屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線(UTP)。在EIA/TIA-568A標準中,將雙絞線按電氣特性分為:三類、四類、五類線。
網絡中最常用的是三類線和五類線,目前已有六類以上的線。第三類雙絞線在LAN中常用做10 Mb/s以太網的數據與話音傳輸,符合IEEE 802.3 10Base-T的標準。第五類雙絞線目前占有最大的LAN市場,最高速率可達100 Mb/s,符合IEEE 802.3100Base-T的標準。
屏蔽雙絞線電纜具有以下特點:
● 外層用鋁箔包裹,可以減小輻射。
● 屏蔽雙絞線價格相對較高,安裝時要比非屏蔽雙絞線電纜困難。
● 屏蔽雙絞線必須配有支持屏蔽功能的特殊連接器和相應的安裝技術。
● 屏蔽雙絞線有較高的傳輸速率,100 m內可達到155 Mb/s。
非屏蔽雙絞線電線具有以下優點:
● 無屏蔽外套、直徑小、節省所占用的空間。
● 重量輕、易彎曲、易安裝。
● 可以將線路串擾減至最小或加以消除。
● 具有阻燃性。
● 具有獨立性和靈活性,適用于結構化綜合布線。
(1)三類雙絞線
三類雙絞線外層的保護膠皮比較薄,膠皮上標注“CAT3”的字樣,外包裝紙箱上也標注有“三類”字樣。3類雙絞線可用于語音傳輸和傳輸速率為10 Mb/s的數據傳輸。
(2)四類雙絞線
該雙絞線的最高傳輸頻率為20 MHz,最高傳輸速率為16 Mb/s,可以滿足基本的語音和高速率的數據傳輸。
(3)五類雙絞線
五類雙絞線外層的保護膠皮比較厚,膠皮上標注“CAT5”字樣,外包裝紙箱上標注有“五類”字樣,最高傳輸頻率為l00 MHz,最高傳輸速率為100 Mb/s。
(4)超五類雙絞線
超五類雙絞線屬非屏蔽雙絞線,與普通的五類UTP比較,其衰減更小,串擾更少,同時具有更高的衰減與串擾比值(ACR)和信噪比(SRL)及更小的時延誤差,性能得到了比較大的提高。
表2-1列出了不同類型非屏蔽雙絞線(UTP)的主要技術參數和用途。
表2-1 UTP主要參數和用途

3. 雙絞線的性能指標
雙絞線的性能具有以下幾個指標。
(1)衰減
衰減是信號損失的度量。衰減的程度與線纜的長度有關,隨著線纜長度的增加,信號衰減的程度也隨之增加。衰減的程度用“dB”(分貝)作單位,表示源傳送端信號到接收端信號強度之比。
(2)近端串擾
串擾分近端串擾和遠端串擾。測試儀主要是測量近端串擾。由于存在線路損耗,因此遠端串擾的量值的影響較小。近端串擾損耗是測量一條UTP鏈路中從一對線到另一對線的信號強度。
(3)支流電阻
直流環路電阻會消耗一部分信號,并將其轉變成熱量。它是指一對導線電阻和801規格的雙絞線的直流電阻不得大于19.2 Ω。
(4)特性阻抗
與環路直流電阻不同,特性阻抗包括電阻及頻率為1~100 MHz的電感阻抗及電容阻抗,它與一對電線之間的距離及絕緣體的電氣性能有關。各種電纜有不同的特性阻抗,而雙絞線纜則有100 Ω、120 Ω以及150 Ω幾種。
(5)衰減串擾比(ACR)
串擾與衰減量的比例關系是反映電纜性能的另一個重要參數。它由最差的衰減量與近端串擾量值的差值計算。ACR值越大,抗干擾的能力更強。系統一般至少10 dB。
4. 雙絞線的制作
雙絞線跳線的制作步驟如下:
01 利用壓線鉗的剪線刀口或偏口鉗剪取適當長度的網線,如圖2-2所示。原則上剪取網線的長度應當比實際需要稍長一些。

圖2-2
排解疑難:
問:為什么剪取的網線長度應當比實際需要稍長呢?
答:原因有兩個:一是網線的制作并不保證每次都成功,一旦失敗需要剪掉水晶頭后重作,這勢必又需要占用一段網線;二是網線一般都在地面上或從接近地面處走線,而電腦則都放置在工作臺上,這部分距離也應當考慮進去。如果使用高級壓線鉗,則這項工作應當使用偏口鉗來完成。
02 將護套或線標套入雙絞線,如圖2-3左圖所示,以便標記該跳線,易于以后網絡管理。電纜準備工具缺口向上,一手食指穿入圓環內,拇指和中指固定剝皮刀,另一手拿網線,在距離線端20 mm處將網線從缺口推進,左右手配合輕推輕拉,如圖2-3右圖所示。

圖2-3
03 網線較粗時,稍靠外;網線較細時,稍靠里。左手握住網線,右手食指穿在電纜準備工具圓環內,沿順時針方向旋轉,如圖2-4左圖所示,將雙絞線最外層的絕緣層割開,退下電纜準備工具,掰動并剝下絕緣膠皮。
04 將4個線對的8根線一一拆開、理順、捋直,然后按照規定的線序排列整齊,如圖2-4右圖所示。將每對線拆開前和拆開后,都必須能夠準確地分辨出各線的顏色,因為接線時必須按嚴格的順序來接,不能錯,不能亂。

圖2-4
05 雙絞線的8條線對應水晶頭的8根針腳,將水晶頭有塑料彈簧片的一面向下,有針腳的方向上,使有針腳的一端指向遠離自己的方向,有方形型孔的一端對著自己。此時,最左邊的是第1腳,最右邊的是第8腳,其余依次順序排列,如圖2-5所示。

圖2-5
名師點撥:
需要注意的是,①第1線和第2線、第3線和第6線、第4線和第5線、第7線和第8線必須分別是一個繞對。②無論是采用568A還是568B標準的線序,都應當在所有的網絡連接中采用一致的標準。③要做好記錄。
06 把線盡量抻直(不要纏繞)、壓平(不要重疊)、擠緊理順(朝一個方向緊靠),然后用壓線鉗或偏口鉗把線頭剪齊,如圖2-6所示。這樣,在雙絞線插入水晶頭后,每條線都能良好接觸水晶頭中的插針,避免接觸不良。

圖2-6
07 如果以前剝的皮過長,可以在這里將過長的細線剪短,保留的去掉外層絕緣皮的部分約在14 mm左右,如圖2-7左圖所示。
08 一手以拇指和中指捏住水晶頭,使有塑料彈片的一側向下,針腳一方朝向遠離自己的方向,并用食指抵住。另一手捏住雙絞線外面的膠皮,緩緩用力將8條導線同時沿RJ-45頭內的8個線槽插入,一直插到線槽的頂端,如圖2-7右圖所示。可以從水晶頭的兩個側面觀察一下是否已經將所有線對都插至底部。

圖2-7
09 確認所有導線都插到位后,再透過水晶頭檢查一遍線序是否正確。準確無誤后,將RJ-45頭從無牙的一側推入壓線鉗夾槽后,如圖2-8左圖所示,用力握緊壓線鉗,將突出在外面的針腳全部壓入水晶頭內,操作方法如圖2-8右圖所示。

圖2-8
10 至此,這條網線的一端就算制作好了,然后將護套套在水晶頭上,如圖2-9所示。由于只是作好了跳線一端,所以這條網線還不能用,還需要制作跳線的另一端。

圖2-9
11 按照相同的方法,將雙絞線的另一個水晶頭壓制好,一條網線的制作即告完成,如圖2-10所示。

圖2-10
名師點撥:
需要注意的是,另一端的線序根據所連接設備的不同而有所不同。經常使用的跳線有兩種,即直通線和交叉線。
2.1.2 水晶頭
RJ-45接頭也稱為“RJ-45頭”或“水晶頭”,如圖2-11所示,它所起的作用就類似于電源線中的插頭。不同的是,每條網線的兩端各需要一個接頭,而不是像電源線的插頭那樣只需要一個。

圖2-11
名師點撥:
由于一條跳線的兩端均有一個水晶頭,每條跳線需要兩個水晶頭。所以,水晶頭的購買數量應當是跳線數×2。如果采用標準的布線方案,則所需的水晶頭數量將是節點數×4。
RJ-45頭質量的優劣不僅是網線能夠制作成功的關鍵之一,在很大程度上也影響著網絡的傳輸速率,推薦選擇AMP水晶頭。
2.1.3 光纜
光纜是由一組光導纖維組成的細小而柔韌的傳輸介質,可用來傳播光束。與其他傳輸介質相比較,光纜的電磁絕緣性能好、信號衰變小、頻帶較寬、傳輸距離較大。光纜主要是在要求傳輸距離較長且布線條件特殊的情況下用于主干網的連接。
1. 光纜的工作原理
光纜通信由光發送機產生光束,將電信號轉變為光信號,再把光信號導入光纜,在光纜的另—端由光接收機來接收光纜上傳輸過來的光信號,并將它轉變成電信號,經解碼后再進行處理。光纜傳輸距離遠、速度快,是局域網中傳輸介質的佼佼者。
2. 光纜的特點
光纜具有以下特點。
1)傳輸距離遠。一個簡單的由光纜連接的計算機局域網,在無需中繼器的情況下就可使傳輸距離超過35 km。
2)抗電氣干擾能力強、化學特性不活潑,因而可以在各種復雜環境中敷設。
2.1.4 網卡
1. 網卡簡介
網卡(Net Interface Card)是一種外設卡,一端插入計算機主板的插槽,另一端與網絡線纜相連。網卡是局域網中最基本的連接設備,計算機主要通過網卡接入網絡,如圖2-12所示的是10/100 Mb/s以太網卡。

圖2-12
網卡的作用是雙重的,一方面負責接收網絡上傳來的數據,另一方面將本機要發送的數據按一定的協議打包后通過網絡線纜發送出去。因此,在使用網卡時首先要注意以下兩個因素:
1)網卡的傳輸速率。
2)是否能與現有的設備相兼容。
2. 網卡的種類
按使用對象來分,有服務器專用網卡、普通工作站網卡和筆記本電腦專用網卡等;按傳輸速度分,有十兆位網卡、百兆位網卡、十/百兆位自適應網卡以及千兆位網卡等;按插槽類型來分,有ISA網卡、EISA網卡和PCI網卡等;按接口類型來分,有AUI網卡(粗纜接口)、BNC網卡(細纜接口)、RJ-45網卡(雙絞線接口)以及BNC和RJ-45雙接口的網卡等。
3. 網卡的選購
選購網卡,我們需要注意以下幾個方面。
(1)明確實際需要
首先,大家要確定網卡的用途。如果是用在服務器中,就要購買服務器專用網卡。如果用在普通的工作站上,采用一般的PCI網卡就可以了。
其次,因為兼容性的問題,筆者建議大家最好購買采用主流技術的網卡。
最后,如果組建的網絡還有其他特殊要求的話,大家就要根據局域網實現的功能和要求來選擇網卡。例如,組建的局域網如果要實現遠程控制功能,就應該選擇帶有遠程喚醒功能的網卡。
(2)學會鑒別網卡的真假
了解了網卡的分類之后,如何在選購網卡時正確鑒別其真假呢?下面就向讀者介紹一下一款優質網卡應該具備的條件。
● 采用噴錫板——優質網卡的電路板一般采用噴錫板,網卡板材為白色,而劣質網卡為黃色。
● 采用優質的主控制芯片——主控制芯片是網卡上最重要的部件,它往往決定了網卡性能的優劣,所以優質網卡所采用主控制芯片應該是市場上的成熟產品。
● 大部分采用SMT貼片式元件——優質網卡除電解電容以及高壓瓷片電容以外,其他阻容器件一般采用比插件更加可靠和穩定的SMT貼片式元件。劣質網卡則采用插件,從而降低了網卡的散熱性和穩定性。
● 鍍鈦金的金手指——優質網卡的金手指選用鍍鈦金制作,既增大了自身的抗干擾
能力又減小了對其他設備的干擾,同時金手指的節點處為圓弧形設計。而劣質網卡大多采用非鍍鈦金,節點也為直角轉折,影響了信號傳輸的性能。
4. 網卡的使用須知
(1)是否支持即插即用
即插即用(Plug and Play,PnP)是Windows 2000/XP/2003系統的先進特性之一,它使硬件驅動程序的安裝變得非常簡便。
要使用即插即用的功能必須同時具備以下3個條件:
● 要求該設備必須支持PnP功能。
● 計算機的主板提供對PnP功能的支持。
● 操作系統也必須能夠支持PnP功能。
使用支持PnP功能的網卡,操作系統會在開機時自動給各個接口卡分配資源。
(2)網卡的主要參數
網卡安裝在計算機中后,它通過主板上的總線與CPU進行通信,在通信過程中它要占用計算機中的有關資源,主要有中斷請求(IRQ)和基本輸入/輸出(I/O)地址,有時還要考慮DMA(直接內存訪問)。
其中,IRQ和I/O兩個參數不能與計算機中的其他設備相同,否則將導致沖突,使網卡不能工作。
(3)是否有BootROM插座
如果購買網卡的目的是為了將其用于DOS/Net Ware/Windows 9x上盤工作站,那么一定要選用預留有BootROM插座的網卡,并根據網卡的具體型號向硬件供應商購買相應的BootROM芯片。
(4)網卡是否要跳線
早期的網卡使用時要進行跳線設置,通過跳線來確定網卡的有關參數。現在的網卡一般都沒有跳線設置了。
2.2 局域網互連設備
如果要組建較大規模的局域網,則就需要用到多種局域網互連設備,如中繼器、路由器、網關、集線器與交換機等。
2.2.1 中繼器
中繼器(Repeater)可以用來連接兩根局域網的電纜,主要功能是重新定時并再生電纜上的數字信號,然后發送出去。中繼器在網絡間傳遞信息時起信號放大、整形和傳輸作用。這些功能是ISO模型中的第一層——物理層的典型功能。
中繼器的作用是延伸同型局域網。例如,以太網標準規定單段信號傳輸電纜的最大長度為500 m,可以用中繼器來連接多個網段。如利用中繼器連接4段電纜后,以太網中信號傳輸電纜最長可以達到2000 m,大大地擴大了網絡的范圍。中繼器要求相連兩者的介質控制協議與局域網適配器相同,而與他們所使用的電纜類型無關。
2.2.2 路由器
1. 路由器的作用
是什么把網絡相互連接起來?是路由器。路由器是互聯網絡的樞紐。
所謂路由就是指通過相互連接的網絡把信息從源地點移動到目標地點的活動。一般來說,在路由過程中,信息至少會經過一個或多個中間節點。
通常,人們會把路由和交換進行對比,這主要是因為在普通用戶看來兩者所實現的功能是完全一樣的。
其實,路由和交換之間的主要區別就是交換發生在OSI參考模型的第二層(數據鏈路層),而路由發生在第三層,即網絡層。這一區別決定了路由和交換在移動信息的過程中需要使用不同的控制信息,所以兩者實現各自功能的方式是不同的。
2. 路由器的選購
路由器主要參數的比較如下:
● 設備類型是否被模塊化路由器VPN支持。
● 路由器中是否內置防火墻。
● 選擇的路由器是否有固定廣域網接口,是否有可選廣域接口WIC卡,是否有固定局域網接口。
● 最后,還要判別此路由器對10/100Base-T/TX支持擴展模塊數目。
如圖2-13所示為大型局域網使用的CISCO 2650XM路由器和小型局域網使用的D-Link DI-704P路由器。

圖2-13
2.2.3 網關
網關(Gateway)一般用來互聯完全不同的網絡,其主要功能是:
● 把一種協議轉換成另一種協議。
● 把一種數據格式變成另一種數據格式。
● 把一種速率變成另一種速率,以求兩者的統一,并提供了兩者之間的接口。
在Internet中,網關實際上是一臺計算機設備,它能根據用戶通信用的計算機的IP地址,界定是否將用戶發出的信息送出本地網絡,同時,它還接受外界發送給本地網絡計算機的信息數據。
網關主要是用于連接網絡層上執行不同協議的子網,來組建成異構的互聯網。網關能實現不同設備之間的通信。對不同的傳輸層、會話層、表示層、應用層協議進行翻譯和變換,網關具有對不兼容的高層協議進行轉換的功能。例如,使NetWare的PC工作站和Windows NT網絡這兩種使用不同協議的網絡實現互聯。
2.2.4 集線器
集線器(HUB)是對網絡進行集中管理的重要工具,像樹的主干一樣,它是各分枝的匯集點。HUB是一個共享設備,其實質是一個中繼器,而中繼器的主要功能是對接收到的信號進行再生放大,以擴大網絡的傳輸距離。
1. 集線器的作用
在網絡中,集線器主要用于共享網絡的建設,是解決從服務器直接到桌面的最佳、最經濟的方案。在交換式網絡中,HUB直接與交換機相連,將交換機端口的數據送到桌面。使用HUB組網靈活,它處于網絡的一個星型節點,對結點相連的工作站進行集中管理,不讓出問題的工作站影響到整個網絡的正常運行。
2. 集線器的分類
根據配置形式的不同,HUB可分為獨立型HUB、模塊化HUB以及可堆疊式HUB三大類。
(1)獨立型HUB
獨立型HUB是最早使用的設備。它具有低價格、容易查找故障、網絡管理方便等優點,在小型的局域網中廣泛使用。但這類HUB的工作性能比較一般,尤其是在速度上缺乏優勢。
(2)模塊化HUB
模塊化HUB一般帶有機架和多個卡槽,每個卡槽中可安裝一塊卡,每塊卡的功能相當于一個獨立型的HUB,多塊卡通過安裝在機架上的通信底板進行互連并進行相互間的通信。現在常使用的模塊化HUB一般具有4~14個插槽。模塊化HUB在較大的網絡中便于實施對用戶的集中管理,所以在大型網絡中得到了廣泛應用。
(3)可堆疊式HUB
可堆疊式HUB是利用高速總線將單個獨立型HUB“堆疊”或短距離連接的設備,其功能相當于一個模塊化HUB。
3. 集線器的選擇
集線器的選擇與使用一般是在綜合布線結束、局域網主體設備已經定型之后。
如果您的系統比較簡單,沒有樓宇級別的綜合布線,LAN內的用戶比較少,一個小型的局域網需要個小型的HUB就可以了,它們一般都有8個接口,如D-Link DE809 8口、3COM 3C16700 8口。
2.2.5 交換機
交換機的功能與集線器一樣是將網絡纜線連接在一起,然而前者卻能提供更優越的網絡性能。交換機能夠增加網絡的有效數據帶寬,與集線器中所有已連接用戶共享全部帶寬的方式不同,交換機為每一相連的網絡設備提供專用帶寬。
1. 交換機的類型與工作原理
交換機識別局域網中每一個網絡設備的唯一的MAC地址,并識別每一個設備所連接的網絡端口,由此開始運行過程。
交換機主要適用于以下應用場合:
● 靠近網絡的核心部分,這些交換機消除了瓶頸,并提高了整個網絡的吞吐量。
● 如果網絡中所串接的集線器已達到最大數目,可以使用交換機來擴展網絡的覆蓋范圍。
● 如果用做臺式機連接設備,可以用比較高的性能把用戶連接到網絡上。
交換機和集線器有如下區別。
(1)從OSI體系結構來看
集線器屬于OSI的第一層物理層設備,而交換機屬于OSI的第二層數據鏈路層設備。這就意味著集線器只是對數據的傳輸起到同步、放大和整形的作用,對數據傳輸中出現的短幀和碎片等問題無法進行有效的處理,不能保證數據傳輸的完整性和正確性。而交換機不但可以對數據的傳輸做到同步、放大和整形,而且可以過濾短幀和碎片等。
(2)從工作方式來看
集線器的工作方式是一種廣播模式,也就是說某個端口工作的時候,其他所有端口都能夠收到信息。當網絡較大時,網絡性能會受到很大影響。交換機工作時則沒有這種現象,因為只有發出請求的端口和目的端口之間互相影響,而不影響其他端口。
(3)從帶寬來看
集線器不管有多少個端口,所有端口都是共享一條帶寬。在同一個時刻只能有兩個端口傳送數據,其他端口只能等待。同時,集線器只能工作在半雙工模式下,而對于交換機而言,每個端口都有一條獨占的帶寬。當兩個端口工作時并不影響其他端口的工作,同時交換機不但可以工作在半雙工模式下,而且還可以工作在全雙工模式下。
2. 交換機的鏈接
(1)端口交換
端口交換技術最早出現在插槽式的集線器中,這類集線器的背板通常劃分有多條以太網段(每條網段為一個廣播域),不用網橋或路由連接,網絡之間是互不相通的。以大主模塊插入后通常被分配到某個背板的網段上,端口交換用于將以太模塊的端口在背板的多個網段之間進行分配、平衡。
根據支持的程度,端口交換還可細分為以下幾種。
● 模塊交換:將整個模塊進行網段遷移。
● 端口組交換:通常模塊上的端口被劃分為若干組,每組端口允許進行網段遷移。
● 端口級交換:支持每個端口在不同網段之間進行遷移。
(2)幀交換
幀交換是目前應用最廣的局域網交換技術,它通過對傳統傳輸媒介進行微分段,提供并行傳送的機制,以減小沖突域,獲得高的帶寬。網絡幀的處理方式一般有以下兩種。
● 直通交換:提供線速處理能力,交換機只讀出網絡幀的前14個字節,便將網絡幀傳送到相應的端口上。
● 存儲轉發:通過對網絡幀的讀取進行驗錯和控制。
(3)信元交換
ATM技術代表了網絡和通信技術發展的未來方向,也是解決目前網絡通信中眾多難題的一劑“良藥”。ATM采用固定長度53個字節的信元交換。由于長度固定,因而便于用硬件實現。ATM采用專用的非差別連接,并行運行,可以通過一個交換機同時建立多個節點,但并不會影響每個節點之間的通信能力。
ATM還允許在源節點和目標節點建立多個虛擬鏈接,以保障足夠的帶寬和容錯能力。ATM采用了統計時分電路進行復用,因而能大大提高通道的利用率。ATM的帶寬可以達到25 Mb/s、155 Mb/s、622 Mb/s,甚至數Gb/s的傳輸能力。
2.3 局域網組建時操作系統的選擇
若要組建一個完整的局域網,除了具備需要的硬件設備外,還應準備好相應的網絡操作系統及軟件。下面就簡單介紹一些常用的局域網操作系統。
2.3.1 UNIX操作系統
作為最早推出的網絡操作系統——UNIX,是一個通用、多用戶的計算機分時系統,并且是大型機、中型機以及若干小型機上的主要操作系統,目前廣泛地應用于教學、科研、工業和商業等多個領域。
UNIX系統提供的服務與其他操作系統所提供的服務基本上一樣,它允許程序的運行;為連接到大多數計算機上的各種各樣的外部設備提供了方便和一致的接口;為信息管理提供了文件系統。
UNIX最主要的長處之一是其可移植性強,它可以在各種不同類型的計算機上運行。在UNIX系統的控制下,某類計算機上運行的普通程序通常不做修改或做很少的修改就可以在其他類型的計算機上運行。另外,分時操作也是UNIX的一個十分重要的特點。UNIX系統把計算機的時間分成若干個小的等份,并且在各個用戶之間分配這些時間。
UNIX系統有兩個主要的不足之處。首先,在核心部分,UNIX系統是無序的。如果系統中的每一個用戶做的事都不同,那么UNIX系統可以工作得很好;如果各個用戶都要做同一件事情,就會引起麻煩。其次,實時處理能力是UNIX系統的一個弱項。
UNIX是一個交互式的分時系統,采用以全局變量為中心的模塊結構,模塊調用之間的調用關系較為復雜。從結構上看,UNIX可以分成內核層和外殼層兩部分。UNIX的主要特點有:短小精悍、簡潔有效、易移植、可擴充及開放性等。
2.3.2 NetWare操作系統
Novell公司的Netware操作系統曾經紅極一時,1996年10月,Novell又推出了其極具競爭力的Intranet解決方案——Intranet Ware。
該產品以Netware操作系統為基礎,在各種Intranet解決方案中具有一些獨到的優勢。它提供了一套全面的Internet/Intranet解決方案,主要包括以下組件:
● Novell最新網絡操作系統Netware 4.11。
● Web Server 2.5。
● Netscape瀏覽器。
● FTP服務。
● Novell多協議路由軟件(MPR和WAN Extension)。
● IPX/IP網關。
● 增強性客戶端軟件Client 32 for DOS/Windows。
Netware的目錄管理技術被公認為是業界的典范,而Intranet Ware的核心技術正是Netware的目錄管理服務——NDS,利用它可順利地訪問所有授權的網絡資源。
有了Intranet Ware,就可以用Netscape瀏覽器方便地查看目錄,各種變動也能動態地看到,例如,如果在香港的用戶添加圖片到目錄中,紐約的用戶很快就能見到添加后的結果。同時,有了NDS,管理員能同時管理多重目錄樹——如北京的目錄和天津的目錄。更方便的是,隨著這一改變,與之相關的一些項目也能自動地進行變動,極大地方便了目錄管理。
Intranet Ware的新特性包括:Netware Web Server 2.5,用于創建Intranet的Net Basic工具,支持DHCP的TCP/IP、IP/IPX網關、多協議路由、ISP連接、Java平臺、對稱多處理器(SMP)、硬件自動探測、協議自動選擇和配置、帶有DS移植實用程序的NDS建模技術、Netware文件移植程序、Abend Recovery、NDS管理器、改善的GUI管理和符合C2標準的網絡安全性等。Intranet Ware支持Internet/Intranet發布和訪問所需的全部標準,支持所有IP協議,并提供Web服務器的平滑連接、Web瀏覽器功能、對HTTP和HTML文件的訪問以及L-CGI和R-CGI支持。
2.3.3 Windows操作系統
Windows NT可以說是發展最快的一種操作系統。它采用多任務、多流程操作以及多處理器系統(SMP)。在SMP系統中,工作量比較均勻地分布在各個CPU上,提供了極佳的系統性能。
Windows NT系列從3.1版、3.50版、3.51版一直發展到如今的Windows 2003版,在C/S方式的企業網中得到了迅速而普遍的應用。其兩個不同檔次的拳頭產品Windows NT Server和Windows NT Workstation與在PC上廣泛使用的Windows系列操作系統一起,為用戶提供了從高端服務器到低端PC工作站的全面的操作系統解決方案。
Windows 2003和微軟之前的操作系統相比,最大的優點就是它的成熟。Windows 2003自帶的管理工具功能非常完善,這是十余年成功操作系統經驗的積累。從針對前臺用戶的Windows 2000/XP,到適用于中小企業網絡Windows NT 4.0,到現在可以管理大型網絡Windows 2003,無論在管理工具功能還是使用上都有Linux值得學習的地方。
利用Windows 2003自帶的管理工具,一個管理員可以非常方便地管理一個大型系統。這些管理工具都統一在一個一致的管理框架——MMC(微軟管理控制臺)中。不管是微軟自帶的工具,還是第三方編寫的管理軟件都是MMC中的一個“插件”(Snap-In),符合統一的輸入輸出規范。
Windows 2003的另一個優勢是有眾多的軟件供應商和開發人員的支持,這使得Windows 2003的管理功能更進一步得到了完善。為了防止出現庫函數不兼容的問題,Windows還從2000版本起采用了一種叫做“驅動程序簽名”的辦法來解決這個問題,這實際上是對調用函數的有效性的一種檢查。
Windows 2003在管理方面遇到的最大的抱怨就是管理工具的使用過于復雜。為了支持大型的企業網絡,為了保持和原來系統的兼容性,Windows 2003提供了大量功能完善的管理工具,但這也增加了相應的管理難度。
2.3.4 Linux操作系統
Linux之所以如此流行是和它的開放源代碼密不可分的。由于任何人都可以免費獲得源代碼,因此任何人都可以根據實際情況,針對系統的不足開發出相應的管理工具。從而,使用和開發Linux的人越多,系統就變得越方便和可靠。可以說,開放源代碼是Linux存在和發展的基礎和動力的源泉。
有其利就有其弊,Linux在管理方面也有著諸多的不足之處。這可以從管理工具的開發和使用兩個方面來討論。從管理工具的開發方面來說,首先面臨的一個問題就是缺乏一個標準的開發庫。現在許多Linux系統和管理工具是用不同的函數庫進行開發的,因此,如果操作系統和管理工具使用的是不同的庫函數的話就會出現不兼容的問題。從管理工具的使用方面來說,Linux缺乏一個標準的管理框架。雖然Linux提供了許多自由軟件來管理單機,甚至大型網絡系統,但這些工具沒有一個標準的管理框架。每一個工具都有自己不同的界面和輸出,管理員經常需要一邊瀏覽一個管理工具的日志文件,一邊查看另一個管理工具的交互式輸出。這種管理方式上的不統一給管理操作帶來了很大的麻煩。
2.3.5 局域網操作系統的選擇
嚴格來說網絡操作系統應稱為軟件平臺,因為目前并非單一的網絡操作系統一統天下,而是存在著多種網絡操作系統并存的情況,這種情況是由以下兩方面的原因造成的。
以目前常用的局域網操作系統來說,主要有UNIX系統、Netware系統和Windows NT系統。以推出的時間來說,UNIX最早,Netware為第二,Windows NT最晚。用戶出于保護投資及使用習慣上的原因不情愿完全拋棄一種操作系統,從而導致了操作系統的共存與混用。
各種操作系統在網絡應用方面都有各自的優勢,而實際應用卻千差萬別,這種局面促使各種操作系統都極力提供跨平臺的應用支持。由于Internet以TCP/IP協議為基礎,而TCP/IP協議正是UNIX的標準協議,Internet的高速發展自然就為UNIX提供了極大的機遇。Microsoft早在Windows 95里就提供了內嵌的TCP/IP協議,其Windows NT網絡操作系統更是把對TCP/IP的支持作為其重要的開發策略。而隨著Windows客戶的日益增多,使得UNIX、Netware均提供對Windows的支持。
2.4 局域網的連接
局域網硬件設備和軟件都具備后,就可以將需要的設備連接為局域網了。下面介紹各設備的連接方法。
2.4.1 集線設備之間的連接
網絡設備大致分為集線設備和路由設備兩類,而集線設備又劃分為集線器和交換機。當然,交換機又可根據性能劃分為多個類別。雖然不同網絡所采用的設備千差萬別,拓撲結構也并不相同,但集線器與交換機的連接,以及不同性能交換機之間的連接所遵循的策略卻是相同的。
1. 設備連接策略
(1)交換機連接策略
交換機的種類非常多,不同類型的交換機之間在連接時,應當有針對性地采用遵循不同的連接策略,以獲得最佳的網絡性能。
1)不對稱交換網絡連接策略。所謂不對稱網絡,是指由不對稱交換機構建的網絡。不對稱交換機,則是指交換機擁有不同速率的端口,或者是10 Mb/s和100 Mb/s,或者是100 Mb/s和1000 Mb/s。
通常情況下,高速端口用于連接其他交換機或服務器,而低速率端口則用于直接連接計算機或集線器,如圖2-14所示。

圖2-14
2)對稱交換網絡連接策略。所謂對稱網絡,是指由對稱交換機構建的網絡。對稱交換機,是指交換機所有端口擁有相同的傳輸速率。對稱網絡的連接策略非常簡單,就是選擇其中一臺交換機作為中心交換機,然后將其他所有被頻繁訪問的設備,如其他交換機、服務器、打印機等都連接至該交換機,而其他設備則連接至其他交換機,如圖2-15左圖所示。
3)不同性能交換機連接策略。從交換機背板帶寬和轉發速率上來看,交換機之間的性能區別很大。性能最高的交換機(通常是三層交換機)作為中心交換機(或企業交換機)位于網絡的中心位置,用于實現整個網絡中不同子網之間的數據交換;性能稍差的交換機(可以是三層交換機)作為骨干交換機,用于實現某一網絡子網內數據之間的交換;性能最差的交換機作為工作組交換機,用于直接連接至桌面計算機,為用戶直接提供網絡接入,如圖2-15右圖所示。

圖2-15
(2)共享網絡連接策略
所謂共享網絡,是指由全部集線器構建的網絡。在共享網絡中,所有端口共享集線器的連接帶寬,并且處于同一碰撞域,因此,在網絡用戶較多且通信量較大的情況下,通信效率極其低下。所以,當計算機數量較多時,建議構建交換式網絡,或利用交換機作中心設備構建混合網絡。
共享網絡通常只適用于小型網絡,計算機數量通常不應當多于50臺。事實上,集線器的端口數量通常都比較少,市面上的集線器通常為16口。
集線器連接時,應當盡量選用一臺端口數量較多的集線器作為中心集線器,然后將其他所有集線器和服務器均連接至該中心集線器,如圖2-16左圖所示,便于故障的判斷和排除,并有利于對網絡的管理。網絡內的其他計算機可以就近直接連接在各集線器上。由于集線器間、集線器與計算機之間的連接距離均可達100 m,因此,該拓撲策略的網絡直徑最大可達300 m,對于小型網絡而言已經綽綽有余了。
對于10Base-T集線器而言,如果網絡直徑的確大于300 m,也可以再級聯一級集線器,從而使網絡直徑擴大至400 m,如圖2-16右圖所示。

圖2-16
更大的網絡直徑,建議選用光纜及光纖設備或選用交換設備,此時由10Base-T集線器構建的共享網絡已經不能再滿足需要了。
(3)混合網絡連接策略
所謂混合網絡,是指在網絡中既有交換機也有集線器,由交換機和集線器混合構建的網絡。由于交換機擁有較高的傳輸帶寬和傳輸效率,因此,在混合網絡中,應當把其中一臺性能最好的交換機作為網絡的中心,其他交換機、集線器、服務器、打印機等設備都連接至該交換機,而普通計算機則連接至集線器,如圖2-17所示。

圖2-17
該方式以交換機端口將各集線器的碰撞域分割開來,有效地減少了網絡碰撞沖突,大幅度提高了網絡傳輸效率。由于服務器和打印機等各用戶頻繁訪問的設備都連接至交換端口,擁有較高的網絡帶寬,從而解決了網絡的傳輸瓶頸。
(4)服務器連接策略
規模稍大一些的網絡通常都擁有專用服務器。由于服務器通常為網絡中的所有用戶提供服務,特別是Internet連接共享服務器、文件服務器和打印服務器,用戶對服務器訪問的次數和頻率,肯定遠遠高于對其他計算機的訪問,因此,與服務器的連接往往就會成為網絡瓶頸,既無法響應眾多并發用戶對服務器的訪問,又無法及時傳輸用戶上傳和下載的數據。
在連接服務器時,應當遵循以下策略:
第一,服務器應當與中心集線設備連接在一起。
第二,如果有一些計算機需要頻繁地訪問服務器,那么,應當將這些計算機與服務器連接至同一集線設備。
第三,服務器應當連接至集線設備所能提供的最高速率的端口上,從而避免可能由于端口速率而導致的瓶頸。
第四,服務器應當連接至性能最高的交換機上。不同品牌和型號的交換機擁有不同的性能,高性能交換機擁有較高的背板帶寬和端口緩存,因此,能夠適應更頻繁和更多的并發訪問,實現與服務器的線速連接,如圖2-18所示。
2. 交換機之間的連接
當單一交換機所能夠提供的端口數量不足以滿足網絡計算機的需求時,必須要由兩個以上的交換機提供相應數量的端口,這也就要涉及到交換機之間連接的問題。從根本上講,交換機之間的連接不外乎兩種方式:一種是堆疊,另一種是級聯。

圖2-18
(1)交換機的堆疊
提供堆疊接口的交換機之間可以通過專用的堆疊線連接起來。通常,堆疊的帶寬是交換機端口速率的幾十倍。例如,一臺100 Mb/s交換機,堆疊后兩臺交換機之間的帶寬可以達到幾百兆,甚至上千兆。
多臺交換機的堆疊是靠一個提供背板總線帶寬的多口堆疊母模塊與單口的堆疊子模塊相連實現的,并插入不同的交換機實現交換機的堆疊。
但是,并不是所有的交換機都支持堆疊的,這取決于交換機的品牌,甚至是型號是否支持堆疊。堆疊不僅通常需要使用專門的堆疊電纜,而且甚至需要專門的堆疊模塊,如Cisco GBIC GigaStack,如圖2-19左圖所示。
另外,同一疊堆中的交換機必須是同一品牌,否則,根本沒有辦法堆疊。因此,如果準備使用堆疊的方式擴充端口,就必須事先做好購置計劃。
Cisco交換機之間的堆疊通常有兩種方式,即菊花鏈和星形。
1)菊花鏈堆疊。所謂菊花鏈堆疊,顧名思義就是將交換機一個一個地串接起來,每臺交換機都只與自己相鄰的交換機進行連接。Cisco Catalyst 2900G和Catalyst 3550交換機之間就是這樣進行堆疊,如圖2-19右圖所示。

圖2-19
可以想見,在這種連接方式中,位于第1臺交換機端口上的計算機若欲與位于第3臺交換機端口上的計算機進行通信,就必須經過第2臺交換機。
另外,由于所有的交換機之間都只有一條鏈路,這樣,當疊堆內的任何一臺交換機、堆疊模板或電纜發生故障時,都將導致整個網絡通信的中斷。為了提高網絡的穩定性,可以在首尾兩臺交換機之間再連接一條堆疊電纜作為鏈接冗余,如圖2-20左圖所示。當中間某一臺交換機發生故障時,冗余電纜立即被激活,從而保障網絡的暢通。
2)星形堆疊。所謂星形堆疊,是指采用一臺多千兆位端口的交換機作為堆疊中心,其他交換機通過堆疊模塊與該交換機連接在一起,如圖2-20右圖所示。通常情況下,采用Cisco Catalyst 3550-12G作為堆疊中心,Cisco Catalyst 3550或Catalyst 2950G作為堆疊成員。該堆疊方式為全雙工方式,帶寬可以達到2 Gb/s。

圖2-20
(2)交換機的級聯
不僅相同品牌或不同品牌的交換機之間都可以通過級聯的方式來擴展端口,而且交換機和集線器之間也可以通過級聯的方式。因此,級聯通常是解決不同品牌交換機之間連接的有效手段。下面介紹一下雙絞線端口的級聯及有關光纖端口的級聯。
級聯既可使用普通端口,也可使用特殊的MDI-II端口。當相互級聯的兩個端口分別為普通端口(即MDI-X)端口和MDI-II端口時,應當使用直通電纜。當相互級聯的兩個端口均為普通端口(即MDI-X)或均為MDI-II端口時,則應當使用交叉電纜。
無論是10Base-T以太網、100Base-TX快速以太網還是1000Base-T千兆位以太網,級聯交換機所使用的電纜長度均可達到100 m,這個長度與交換機到計算機之間的長度完全相同。因此,級聯除了能夠擴充端口數量外,另外一個用途就是延伸網絡長度。當有4臺交換機級聯時,網絡跨度就可以達到500 m,這樣的距離對于位于同一座建筑物內的小型網絡而言已經足夠了。
1)使用Uplink端口級聯。現在,越來越多的交換機(Cisco交換機除外)提供了Uplink端口,使得交換機之間的連接變得更加簡單。Uplink端口是專門用于與其他交換機連接的端口,可利用直通跳線將該端口連接至其他交換機的除Uplink端口之外的任意端口,如圖2-21左圖所示,這種連接方式跟計算機與交換機之間的連接完全相同。需要注意的是,有些品牌的交換機(如3Com)使用一個普通端口兼作Uplink端口,并利用一個開關(MDI/MDI-X轉換開關)在兩種類型間進行切換。也有一些交換機(如D-Link交換機),任何端口都擁有自動判斷對端端口的功能,均可以作為Uplink端口,借助于直通線實現與其他交換機或集線器的連接。
2)使用普通端口級聯。如果交換機沒有提供專門的級聯端口(Uplink端口),那么,將只能使用交叉跳線,將兩臺交換機的普通端口連接在一起,擴展網絡端口數量,如圖2-21右圖所示。注意,當使用普通端口連接交換機時,必須使用交叉線而不是直通線。

圖2-21
(3)集線器的連接
隨著交換機技術的不斷成熟和制造成本的不斷下降,100 Mb/s集線器與100 Mb/s交換機在價格上已經相差很少了,尤其是傻瓜集線器與交換機,甚至已經到了可以忽略不計的程度。雖然兩者價格非常相近,但通信效率卻有天壤之別,所以,網絡中很少會用到100 Mb/s集線器。與此同時,10 Mb/s交換機也已經失去了在價格上的優勢,所以,現在市場上幾乎是100 Mb/s交換機。
由于性價比的原因,市場上已經看不到支持堆疊的集線器了。所以,集線器基本上都是采用級聯的方式擴展端口和網絡直徑。
集線器之間的聯級,以及集線器與交換機的聯級跟交換機之間的連接完全相同。當一端使用專用的Uplink端口時,使用直通線;當兩端均使用普通端口時,則使用交叉線。
2.4.2 計算機與集線器的連接
只有把所有計算機的網卡都與集線設備(集線器和交換機)連接一起時,才能實現計算機之間的連接。
網卡與集線器或交換機之間的連接非常簡單,只需使用一條直通線,并將兩端的水晶頭分別插入網卡,如圖2-22左圖所示;與集線器或交換機,如圖2-22右圖所示,將兩者連接在一起即可。
即使網絡采用綜合布線,集線設備與配線架的連接,以及計算機與信息插座的連接所使用的跳線也全部使用直通線,如圖2-23所示。綜合布線中的水平布線只是在某種意義上對跳線的延長。

圖2-22

圖2-23
名師點撥:
需要注意的是,10Base-T和100Base-TX網絡只是使用雙絞線4對線中的2對,即1、2線對和3、6線對,而1000Base-T網絡則使用雙絞線的全部4對線。因此,在連接千兆網絡時,一定要做好跳線的測試工作,保證8條線必須全部連通。
2.4.3 雙機直連
如果僅僅是兩臺計算機之間互連,也可以使用雙絞線跳線將兩臺計算機的網卡連接在一起,如圖2-24所示。需要注意的是,直接連接兩臺計算機網卡時,必須使用交叉線。

圖2-24
另外,在使用網卡實現雙機直連時,最好選用相同品牌和傳輸速率的網卡,以避免可能的連接故障。
2.5 局域網連接的判斷與測試
將網絡設備與計算機連接完畢,還需要對網絡進行測試,以確定所有的聯網操作都正確無誤,網絡暢通無阻。
2.5.1 利用網卡和網絡設備的指示燈判斷
無論是網卡還是網絡設備都提供有LED指示燈,通過對這些指示燈的觀察,通常能夠提供一些非常有幫助的信息,并解決一些簡單的連通性故障。
1. 網卡指示燈及判斷
在使用網卡指示燈判斷連通性時,一定要注意先將集線器或交換機的電源打開,并保證集線設備處于正常運行狀態。
(1)10/100 Mb/s網卡指示燈
10/100 Mb/s網卡通常都有3個LED指示燈。但是,不同品牌的網卡,其指示燈所代表的意義有所不同。例如,Accton 1027D分別表示當前的連接速率(“LINK/10 Mb/s”或“LINK/100 Mb/s”指示燈)和是否正在通信(“ACT”指示燈),而D-Link 530TX分別表示連接速率(“100 Mb/s”指示燈)、是否正在通信(“LINK”指示燈)和全雙工狀態(“FULL”指示燈)。當相應的指示燈亮時,即表示處于該狀態下。
如果計算機與10/100 Mb/s交換機端口正常連接,那么,D-Link 530TX的“FULL”和“100 Mb/s”指示燈應當呈綠色,“LINK”指示燈則不斷閃爍;Accton 1207D的“LINK/100 Mb/s”指示燈呈綠色,而“ACT”指示燈則不斷閃爍。如果計算機與交換機未能正常連接,那么,所有指示燈均應熄滅。因此,當網卡沒有指示燈被點亮時,表明計算機與網絡設備之間沒有建立正常連接,物理鏈路有故障發生。
隨著計算機網絡的不斷普及,為了進一步計算機的提高性價比,現在越來越多的主板集成了Intel Pro/100網卡。通常情況下,集成網卡只有兩個指示燈,如圖2-25a所示,黃色指示燈用于表明連接是否正常,綠色指示燈則表示計算機主板是否已經供電,正處于待機狀態。因此,當計算機正常連接至交換機時,即使處于計算機處于待機狀態(綠色燈被點亮),黃色指示燈也應當被點亮,否則,就表示發生了連通性故障。
(2)10/100/1000 Mb/s網卡指示燈
Intel Pro/1000 MT網卡指示燈通常有4個,如圖2-25b所示,分別用于表示連接狀態(“LINK”指示燈)、數據傳輸狀態(“ACT”指示燈)和連接速率。當正常連接時,“LINK”指示燈呈綠色,有數據傳輸時,“ACT”指示燈不停閃爍。當連接速率為10 Mb/s時,速率指示燈熄滅;連接速率為100 Mb/s時,速率指示燈呈綠色;連接速率為1000 Mb/s時,速率指示燈呈黃色。如果LINK指示燈未被點亮,表明連接有故障。

圖2-25
2. 網絡設備指示燈及判斷
無論是集線器還是交換機,無論是SC光纖端口還是RJ-45端口,每個端口都有一個LED指示燈用于指示該端口是否處于工作狀態,即連接至該端口的計算機或網絡設備是否處于工作狀態、連通性是否完好。無論該端口所連接的設備處于關機狀態,還是鏈路的連通性有問題,都會導致相應端口的LED指示燈熄滅。只有該端口所連接的設備處于開機狀態,并且鏈路連通性完好的情況下,指示燈才會被點亮,如圖2-26左圖所示。
下面以Cisco Catalyst 2950/3550系列交換機為例,詳細介紹一下各種LED指示燈的含義。Catalyst 2950/3550系列交換機前面板LED指示燈標注,如圖2-26右圖所示。

圖2-26
在不同模式下,不同顏色的LED指示燈的含義有所不同,見表2-2。
表2-2 不同模式下不同顏色的LED指示燈的含義

2.5.2 利用ping、tracert等命令進行測試
1. “ping”命令
“ping”命令無疑是網絡中使用最頻繁的小工具,主要用于確定網絡的連通性問題。“ping”命令是Windows操作系統集成的TCP/IP應用程序之一,通常在DOS提示符下運行,以便更好地觀察測試結果。
“ping”命令在確定網絡是否正確連接,以及網絡連接的狀況(包丟失率)十分有用。
通常情況下,“ping”命令可以不帶任何參數,而是在“ping”后加空格,然后再鍵入欲測試目標的IP地址或域名。命令格式如下:
ping ip-address或domain-name
例如,已經確知計算機為211.82.216.2,已經正常接入網絡,那么,可以通過ping該計算機的IP地址,來判斷本地計算機是否也能正常連接到網絡。命令格式如下:
ping 211.82.216.2
如果顯示如圖2-27左圖所示的測試消息,則表明連接正常,所有發送的包均被成功接收,丟包率為0。
如果顯示如圖2-27右圖所示的測試消息,則表明連接不正常,所有發送的包均未被成功接收,丟包率為100%,目的主機不可到達。

圖2-27
再如,已經確知本地計算機已經正常接入網絡,那么,可以通過ping遠程計算機的IP地址,來判斷該計算機是否也正常連接到網絡。假如欲測試遠程計算機的IP地址為211.82.219.219,命令格式如下:
ping 211.82.219.219
如果顯示如圖2-28所示的測試信息,標明遠程計算機未能成功接入網絡。

圖2-28
“ping”命令還有幾個常用的參數,簡單介紹如下:
● 【-t】:ping指定的計算機直到按【Ctrl+C】組合鍵中斷為止,如圖2-29左圖所示。該參數非常適合在排除故障時使用,便于及時發現連接恢復正常。
● 【-r count】:記錄測試數據包在抵達目的地位時所經過的路由器,用于判斷復雜網絡(多VLAN、多路由)中發生故障的路由設備。例如,測試到網站“www.coolpen.org”的連通性以及所經過的路由器和網關,并只發送一個測試數據包,如圖2-29右圖所示。

圖2-29
● 【-n count】:發送指定的測試數據包,默認值為4。如果說參數“-t”指定的是無數數據包,那么,“-n”指定的就是有限數量的數據包。
“ping”命令主要有以下幾種應用。
(1)ping本地地址或127.0.0.1
ping本地(即執行操作的計算機)地址或127.0.0.1,可以確認以下幾種情況。
● 該計算機是否正確安裝了網卡。如果測試不成功,應當在“控制面板”的“系統”屬性中查看網卡標識前是否有一個黃色的“!”。如果有,刪除該網卡,并重新正確安裝。如果沒有,繼續向下檢查。
● 該計算機是否正確安裝了TCP/IP協議。如果測試不成功,應當在“控制面板”的“網絡”屬性中查看是否安裝了TCP/IP協議。如果沒有安裝,安裝TCP/IP協議并正確配置后,重新啟動計算機并再次測試。如果已經安裝,繼續向下檢查。
● 該計算機是否正確配置了IP地址和子網掩碼。如果測試不成功,應當在控制面板的“網絡”屬性中查看IP地址和子網掩碼是否設置正確。如果設置不正確,重新設置后,重新啟動計算機并再次測試。
(2)ping同一VLAN中其他計算機的地址
ping同一VLAN中其他計算機的地址,可以確認以下幾種情況。
● 確認IP地址、子網掩碼的設置是否正確。如果測試不成功,應當在“控制面板”的“網絡”屬性中查看IP地址和子網掩碼是否設置正確。如果設置不正確,重新設置后,重新啟動計算機并再次測試。如果設置正確,繼續向下檢查。
● 確認網絡連接是否正常。如果測試不成功,應當對網絡設備和通信介質逐段測試、檢查和排除。
(3)ping Internet中遠程主機的地址
ping Internet中遠程主機的地址,可以確認以下幾種情況。
● 確認網關的設置是否正確。如果測試不成功,應當在“控制面板”的“網絡”屬性中查看默認網關設置是否正確。如果設置不正確,重新設置后,重新啟動計算機并再次測試。如果設置正確,繼續向下檢查。
● 確認域名服務器設置是否正常。如果使用域名測試不成功,應當在“控制面板”的“網絡”屬性中查看域名服務器(DNS)設置是否正確。如果設置正確,繼續向下檢查。
● 確認路由器的配置是否正確。如果該計算機被加入到禁止出站訪問的IP控制列表中,那么,該用戶將無法訪問Internet。
● 確認Internet連接是否正常。如果到任何一個主機的連接都超時,或丟包率都非常高,則應當與ISP共同檢查Internet連接,包括線路、Modem和路由器設置等諸多方面。
ping的出錯信息通常分為4種情況。
1)unknown host(不知名主機)。這種出錯信息的意思是,該遠程主機的名字不能被命名服務器轉換成IP地址。故障原因可能是命名服務器有故障,或者其名稱不正確,或者網絡管理員的系統與遠程主機之間的通信線路有故障。
2)Network unreachable(網絡不能到達)。這是本地系統沒有到達遠程系統的路由,可用netstat -rn檢查路由表來確定路由配置情況。
3)No answer(無響應)。這表示遠程系統沒有響應。這種故障說明本地系統有一條到達遠程主機的路由,但卻接收不到它發給該遠程主機的任何分組報文。故障原因可能是遠程主機沒有工作,或者本地或遠程主機網絡配置不正確,或者本地或遠程的路由器沒有工作,或者通信線路有故障,或者遠程主機存在路由選擇問題。
4)timed out(超時)。這表示與遠程主機的鏈接超時,數據包全部丟失。故障原因可能是到路由器的連接問題、路由器不能通過,也可能是遠程主機已經死機。
2. “tracert”命令
“tracert”命令同樣是內置于Windows的TCP/IP應用程序之一。通過向目標發送不同IP生存時間(TTL)值的“Internet控制消息協議(ICMP)”回應數據包,tracert診斷程序可確定到目標所采取的路由。它要求路徑上的每個路由器在轉發數據包之前,至少將數據包上的TTL遞減1。當數據包上的TTL減為0時,路由器應該將“CMP已超時”的消息發回源系統。
通過追蹤路由,可以判斷發生故障的路由設備或網關,以及發生故障的區段,從而便于查找和排除故障。如圖2-30所示為運行追蹤到清華大學(www.tsinghua.edu.cn)的路由,局域網絡和Internet連接均正常。

圖2-30
2.5.3 利用設備測試
由于測試儀的兩端均為RJ-45接口,所以,在測試整個鏈路時,只需將跳線和接插軟線分別從網卡和交換機中拔下,并插入測試儀和適配器的RJ-45端口,即可進行測試。
當測試配線架至信息插座的連通性時,則需要先測試兩條直通跳線,然后分別插入配線架和信息插座,再連接至測試儀和適配器的RJ-45端口,而后即可開始測試。
本章小結
本章主要介紹了組建局域網所需的硬件的相關知識,包括網絡傳輸介質和各種網絡設備;各種設備的連接方法,并在最后詳細介紹了連接完成后,局域網的測試方法。
過關實戰
按要求完成以下練習題。
(1)網關的主要功能是什么?
(2)交換機和集線器從工作方式上來看,有哪些區別?
(3)在交換機的鏈接中,什么叫做幀交換?
(4)使用“ping”命令測試網絡是否暢通。
(5)使用測試儀測試一條網線是否正常。
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