第以太网组网技术教案资料
第3章 以太网组网
3.1 3.2 3.3 3.4 相关技术 组网所需的器件和设备 双绞线以太网的组网 实践
3.1 相关技术
以太网 -- 星型或总线型; 使用 CSMA/CD 介质访问方法; 主要技术(见表3.1) 标准 传输介质 速率 物理拓扑 每段结点数 最长网段 优点
10base-5 粗.同.
..
10M以太网多集线器配置规则:
电缆 <100m; “5-4-3”规则: 节点间 <5网段, <4集线器, <3网段含有PC ; 网络 <500m; 无环路;
A
B
(s<500, n<4, l<100m)
..
100M以太网多集线器配置规则:
电缆 <100m; 节点间 <2集线器; 网络 <205m; 无环路; 集线器间电缆 <5m;
A
B
(s<205, n<2, l<100m)
..
3.4 实践
1.
设备安装; 2. 网络连通性测试 (参看配置网卡参数,检测网卡的 有效 性,网络连通测试) 3. 集线器级联 : 直通UTP电缆级联或交叉UTP电缆级联
4. 软件安装和配置: 网卡驱动程序 TCP/IP模块 ping命令测连通性 (硬件连接有效 和 网络通信模块运行)
4. 集线器间(交换机间或网卡间)的线对分布: 1 RX+ RX+1 2 RXRX- 2 3 TX+ TX+ 3 6 TXTX- 6 (没有专用级连端口“Uplink”或“MDI”,交叉 式)
..
3.3 双绞线以太网的组网
1. 2.
组网技术课程设计
组网技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握组网技术的基本概念，包括网络拓扑结构、网络协议和IP 地址分配。
2. 学生能够描述不同类型的网络设备，如交换机、路由器的工作原理及其在网络中的作用。
3. 学生能够解释数据在网络中的传输过程，并掌握基本的网络故障排除方法。
技能目标：1. 学生能够设计并实现小型局域网的组建，包括网络布线、设备配置等。
2. 学生能够利用网络管理软件进行基本的网络监控和性能分析。
3. 学生通过实践操作，掌握使用网络设备配置和管理网络的技能。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到网络技术对于现代社会的重要性，增强信息时代的社会责任感。
2. 学生通过小组合作完成网络组建项目，培养团队合作意识和沟通能力。
3. 学生在学习过程中，能够体现出积极探索、勇于实践的精神，增强对信息技术学习的兴趣。
课程性质分析：本课程属于信息技术学科，是高中年级的组网技术基础课程。
课程旨在通过理论与实践结合的方式，使学生掌握计算机网络的基础知识和技能。
学生特点分析：高中年级学生对信息技术有一定的了解和兴趣，具备一定的自学能力和问题解决能力，但需要进一步引导和实践来提高其网络技术方面的知识和技能。
教学要求：1. 教学内容与实际应用紧密结合，注重培养学生的实际操作能力。
2. 教学过程中鼓励学生主动探索，提供充足的实践机会。
3. 教学评估应侧重于学生的实际操作能力和问题解决能力，确保学习目标的达成。
二、教学内容1. 计算机网络基础知识- 网络发展历史- 网络拓扑结构- 网络协议（如TCP/IP）- IP地址分配与管理2. 网络设备与工作原理- 交换机的工作原理与应用- 路由器的工作原理与应用- 网络传输介质（双绞线、光纤等）3. 局域网组建与配置- 网络布线技术- 交换机与路由器配置- IP地址规划与分配- 网络设备调试与故障排除4. 网络监控与管理- 网络管理软件的使用- 网络性能分析- 网络安全基础5. 实践操作与项目实施- 设计并组建小型局域网- 网络设备配置与调试- 网络监控与管理操作教学大纲安排：第一周：计算机网络基础知识学习第二周：网络设备与工作原理学习第三周：局域网组建与配置学习第四周：网络监控与管理学习第五周：实践操作与项目实施教材章节关联：《信息技术》教材第四章：计算机网络技术4.1 计算机网络概述4.2 网络设备与传输介质4.3 局域网组建与配置4.4 网络监控与管理4.5 网络安全与维护教学内容确保科学性和系统性，注重理论与实践相结合，使学生能够在掌握基础知识的同时，提高实际操作能力。
第二章 以太网原理与组网技术
分类
10Mbps网卡
100Mbps网卡
10/100Mbps网卡等
第二章以太网原理与组网技术
3、 10/100M以太网中的非屏蔽双绞线
传输速率v固定：覆盖范围Lmax增大要求最小帧长
度lmin相应地增大
最小帧长度lmin固定：网络传输速率ν提高要求覆
盖范围Lmax相应地减小
第二章以太网原理与组网技术
9、小结
小结：
在以太网中，冲突不是错误，但是合法 的冲突只会发生在冲突窗口之内。如果发送 结点在冲突窗口时间内没有检测到冲突，则 意味着网络中的其它结点都开始正常的接收 ，发送结点捕获了信道。这一帧接下来的发 送不会再发送冲突。
帧前定界符：8位的10101011序列
第二章以太网原理与组网技术
3、目的地址和源地址
目的地址与源地址：接收结点和发送结点的硬件地址
硬件地址：又称MAC地址、物理地址、以太网地址 MAC地址表示：6字节（48位）组成，用16进制数表示。 （例如：52-54-ab-31-ac-c6） MAC地址分配： ，由IEEE注册管理委员会负责分配，全球唯 一，出厂时，“写”在网卡中。
不足46字节的需要填充 帧校验码：验证帧的正确性 32位CRC校验，循环冗余校验。 G(X)=X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X3+X+1
第4章以太网组网技术案例
1．四网卡．驱网动 络软件的安装和配置
程序的安装 和配置
1．网卡驱动程序的安装和配置
Windows 2003 Server是一种支持“即插即用”的操作系统。 如果使用的网卡也支持“即插即用”，那么Windows 2003 会 自动安装网卡驱动程序，不需要手工安装和配置。 在网卡不支持“即插即用”的情况下，需要进行驱动程序的手 工安装和配置工作。手工安装网卡驱动程序可以通过Windows 2003 Server桌面上的“开始”→“设置” →“控制面版” →“添加/删除硬件”实现。
（2）取出RJ-45水晶头，将排好顺序的非屏蔽双绞线按照图4-7插入 RJ-45接头内，用RJ-45专用剥线/夹线钳将接头压紧，确保无松动现象。 在电缆的另一端，按照同样的方法，将RJ-45水晶头与非屏蔽双绞线相 连，形成一条直通UTP电缆。
（3）利用电缆检测仪器检测制作完成的电缆，保证全部接通。具体 方法是，把双绞线分别插入两个部件，打开电源开关，观察信号的接 收情况。如果接收部件的4个指示灯依次发出绿光，表示连接正确。如 果有的灯不发光或发光的次序不对，则说明连接有问题，这时需要重 新制作。
4．安装以太网卡
网卡是计算机与网络的接口，中断、DMA通道、I/O基地地址和 存储基地址是以太网卡经常需要配置的参数。根据选用的网卡不同， 参数的配置方法也不同。有些网卡可以通过拔动开关进行配置，而有 些则需要通过软件进行配置。不管采用哪种方式，在配置参数的过程 中，应保证网卡使用的资源与计算机中其他设备不发生冲突。
4.4 案例：动手组装简单的以太网 1 ．组装10M以太网所需 的设备和器件
一．设备、器件及测量工具的准备和安装
1．组装10M以太网所需的设备和器件
1 ．组装100M以太网所需的设备和器件
以太网教案
第二节以太网(Ethernet)本节要求●了解以太网的发展和特点知识精讲一、以太网的发展工作原理与特点1．以太网的发展以太网最时是由Bob Metcalfe于1973提出的，1980年DEC公司、Intel公司、Xerox 公司宣布了一个10Mbps以太网标准-DIX Ethernet standard ，1985年以太网成为IEEE802.3CSMA/CD标准，并继而被ISO接受作为国际标准。
宽带10Mbps的以太网可以采用粗同轴电缆（10Base5）、细同轴电缆(10Base2)、双绞线(10Base-T)和光缆(10Base-F)等多种介质。
尤其以集线器Hub为中心的10Base-T组网结构在20世纪90年代初成为以太网的主流。
1990年以太网交换机的出现改变了共享10Mbps带宽的问题，标志着以太网从共享时代进入了交换。
1993年，全双工以太网的出现，又改变了以太网半双工的工作模式，不仅使以太网的传输速度翻了一翻，而且彻底解决了多个端口的信道竞争。
1995年3月，IEEE802.3u规范的通过标志着100Mbps的速度运行的快速以太网时代的来临。
1986年6月IEEE802.3z 规范的通过又使以太网进入到了高速网络的行列，运行速度达到了1000Mbps。
因此，以快速以太网连接桌面、高速以太网连接核心的高速LAN 的轮廓已经形成。
而以太网则因其良好的可扩展性、较高的可靠性、低廉的成本和大量的网络管理工具受到广泛的欢迎，成为目前最流行的LAN技术。
2、以太网的工作原理以太网采用带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）机制。
以太网中的节点都可以看到在网络中发送的所有信息，因此，我们说以太网是一种广播网络。
广播：在网络传输中，向所有连通的节点发送消息称为广播。
广播域：网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合。
广播和广播域的区别：广播网络指网络中所有的节点都可以收到传输的数据帧，不管该帧是否是发给这些节点。
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实践：动手组装简单的以太网
制作网络连接电缆 利用集线器组装简单的以太网 测试网络的连通性
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组装10Mb/s以太网所需的设备和器件
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平行式级联
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树形级 联
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多集线器10Mb/s以太网配置规则(1) 10Mb/s网卡（或10Mbps/100Mbps自适应网卡） 3类以上UTP电缆 10BASE-T集线器 每段UTP电缆的最大长度100m 任意两个节点之间最多可以有5个网段，经过4个集线器 整个网络的最大覆盖范围为500m 网络中不能出现环路
直通UTP电缆的使用环境（1）
1.计算机与集线器相连
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直通UTP电缆的使用环境（2） 2.利用集线器的直通级联端口与另一集线器的 普通交叉端口级联
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交叉UTP电缆
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以太网组网– 多集线器级联结构 1.适用环境 计算机的数量超过单一集线器所能提供的端口数 计算机位置比较分散 2.集线器级联方式 利用集线器的级联端口与另一台集线器的普通端口 级联（需要直通UTP电缆） 利用两个集线器上的普通端口级联（需要交叉UTP 电缆） 3.10Mb/s集线器和100Mb/s集线器不能相互级联
第1章 以太网组网实验
第1章以太网组网实验目前，以太网是最具影响力和应用最广泛的局域网，由于其组网简单、组建造价低廉，因此成为事实上的局域网标准。
计算机组网涉及计算机网络从涉及、建造到维护的全部生存过程，其涉及内容广泛。
本章通过简单的以太网组网实验，让学生了解和掌握计算机组网的基本方法和过程。
1.1以太网结构以太网在逻辑上采用共享总线的拓扑结构（物理上可能是一个星形结构），如图1-1所示。
介质访问控制方式采用带有冲突检测的载波侦听多路访问策略（CSMA/CD）。
在以太网中任何结点都没有可预约的发送时间，各结点随机发送数据。
网络中不存在集中控制结点，所有结点都平等地争用总线，因此，CSMA/CD的介质访问控制方式属于随机争用方式。
结点结点图1-1 以太网结构以太网组网采用的传输介质可以是同轴电缆、双绞线、光缆等，网络速度有10Mbps、100Mbps、1Gbps等。
但是，无论采用何种传输介质和网络速度，以太网都是使用CSMA/CD 的介质访问控制。
表1-1列出了以太网使用的主要技术标准和技术参数。
表1-1 以太网的主要技术标准和技术参数1.2组网设备与器件不同标准的以太网组网需要使用不同的设备和器件，10BASE-T和100BASE-T组网所需的设备和器件主要有：带有RJ45连接头的UTP双绞线电缆、带有RJ45接口的以太网卡、10/100集线器（交换机）等。
1.2.1以太网集线器与交换机1. 以太网集线器集线器处于网络星形拓扑结构的中心，是以太网中最重要、最关键的设备之一，目前已经被交换机所代替，如图1-2所示。
集线器（HUB）也称为多端口中继器，当集线器的一个端口接收到数据帧后，首先要对接收到的信号进行中继，然后向其他每个端口广播发送。
只有通过集线器，以太网中结点之间的通信才能完成。
集线器具有如下主要功能和特性：➢用作以太网的集中连接点。
➢放大接收到的信号。
➢转发数据信号。
➢无过滤功能。
➢无路由检测和交换功能➢不同速率的集线器不能级联。
第三章：以太网的组网技术
学习内容： 以太网组网类型和传输速度 组网所需的器件、设备和传输介 质 单一集线器的组网配置规则 多集线器的级联
3.1以太网的相关标准
标准 10BASE5 10BASE2 10BASE－T 主要使用的传 输介质 速率（M/S） 物理拓扑 总线 总线 星形 星形 星形 50W粗同轴电缆 10 50W细同轴电缆 10 3、4、5或超5 类UTP 10
多集线器组建以太网的配置规则
10M以太网：
100M以太网：
每段UTP电缆长度为100m。每段UTP电缆长度为100m。 任意两个节点之间最多有 任意两个节点之间最多可
以经过2个集线器。 5个网段，经过4个集线器。 集线器之间的电缆长度不 整个网络的最大覆盖范围 能超过5m。 为500m。 整个网络的最大覆盖范围 网络中不能出现环路（闭 为205m。 合环）。 网络中不能出现环路（闭 合环）。
集线器的功能和特性：
作为以太网的集中连接点。 放大收到的信号。 通过网络广播信号。 无过滤功能 无路径检测或交换功能 不同速率的集线器不能级联。
集线器的图示及其介绍
工作机理： 当数据传入一个端口后，集线器不经 过路径检测和过滤处理，直接将信息广播 到所有的端口。
3.2.2 10/100M网络接口卡
3.2.3 10/100M 以太网中的非屏蔽双绞线
相对于屏蔽双绞线，UTP价格便宜并 且易于安装，是最常用到的网络电缆。
作为10BASE－T和100BASE－TX标 准网络的传输介质，仅利用其中两对 线进行传输。就是1、2作为自己的发 送线，3、6作为自己的接收线。
直通的UTP电缆
由于集线器内部发线和收线进行了交叉，因此计 算机连入集线器需要使用直通UTP电缆，水晶头 中线的接法：
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组装以太网的主要步骤
制作UTP电缆 安装以太网卡 将计算机接入网络
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网络连通性测试方法
制作网络连接电缆 利用集线器组装简单的以太网 测试网络的连通性
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以太网
传输介质 同轴电缆、双绞线、光缆等
网络速度 10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s
介质访问控制方法 CSMA/CD
主要技术标准 10BASE5、10BASE2、10BASE-T、 100BASE-TX和100BASE-FX
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RJ-45接头和接口
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基本连接规则 自己的发线要与对方的的收线相连 自己的收线要与对方的的发线相连
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直通UTP电缆
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10Mb/s网卡（或10Mbps/100Mbps自适应网卡）
3类以上UTP电缆
10BASE-T集线器
每段UTP电缆最大长度100m
3.单集线器结构100Mb/s以太网
100Mb/s网卡（或10Mbps/100Mbps自适应网
卡）
5类以上UTP电缆
100BASE-T集线器 每段UTP电缆最大长度100m
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第3章 以太网组网技术
3.1 以太网络的相关标准 3.2 组网所需的器件和设备
3.3 双绞线以太网的组网 3.4 实践：动手组装简单的以太网
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本章主要内容
1. .以太网的组网类型和传输速度 2. 组网所需的器件、设备和传输介质 3. 单一集线器组网配置规则 4. 多集线器组网配置规则 5. 实践内容
交叉UTP电缆的使用环境 利用集线器的普通交叉端口与另一集线器的 普通交叉端口级联
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以太网组网 -- 单集线器结构（1）
1.适用环境 网络规模不大 计算机比较集
中
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以太网组网 结构10Mb/s以太网
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平行式级联
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树形级 联
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多集线器10Mb/s以太网配置规则(1)
10Mb/s网卡（或10Mbps/100Mbps自适应网卡） 3类以上UTP电缆 10BASE-T集线器 每段UTP电缆的最大长度100m 任意两个节点之间最多可以有5个网段，经过4个集线器 整个网络的最大覆盖范围为500m 网络中不能出现环路
直通UTP电缆的使用环境（1） 1.计算机与集线器相连
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直通UTP电缆的使用环境（2） 2.利用集线器的直通级联端口与另一集线器的 普通交叉端口级联
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交叉UTP电缆
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带有RJ-45接口的网卡类型 10Mb/s网卡：与符合10BASE-T的集线器连接 100Mb/s网卡：与符合10BASE-T的集线器连接 10M/100M自适应网卡：根据集线器的类别，自 动适应网络速率
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网卡的主要功 能
实现计算机与局域网传输介质之间的物理 连接和电信号匹配，接收和执行计算机送来的 各种控制命令，完成物理层功能
按照使用的介质访问控制方法，实现共享 网络的介质访问控制、信息帧的发送与接收、 差错校验等数据链路层的基本功能
提供数据缓存能力，实现无盘工作站的复 位和引导
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实践：动手组装简单的以太网
制作网络连接电缆 利用集线器组装简单的以太网 测试网络的连通性
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组装10Mb/s以太网所需的设备和器件
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所需的主要工具
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主要标准和技术参数
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集线器的主要功能和特性
以太网的集中连接点 放大接收到的信号 通过网络传播信号 无过滤功能 无路经检测或交换功能 不同速率的集线器不能级联
非屏蔽双绞线
1.非屏蔽双绞线由4对导线组成 2.常用的颜色与线号的对应关系
橙（2）和橙白（1） 绿（6）和绿白（3） 蓝（4）和蓝白（5） 棕（8）和棕白（7）
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10M/100M以太网中的非屏蔽双绞线 1. 10Mbps/100Mbps以太网利用非屏蔽双绞线 中的两对线进行信息传输 2. 10Mbps/100Mbps以太网使用的线对 发送：1 （橙白） 、2 （橙） 接收：3 （绿白） 、6 （绿）
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以太网组网– 多集线器级联结构 1.适用环境 计算机的数量超过单一集线器所能提供的端口数 计算机位置比较分散 2.集线器级联方式 利用集线器的级联端口与另一台集线器的普通端口 级联（需要直通UTP电缆） 利用两个集线器上的普通端口级联（需要交叉UTP 电缆） 3.10Mb/s集线器和100Mb/s集线器不能相互级联
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多集线器100Mb/s以太网配置规则(2)
100Mb/s网卡（或10bps/100Mbps自适应网卡） 5类以上UTP电缆 100BASE-T集线器 每段UTP电缆的最大长度100m 任意两个节点之间最多可以经过2个集线器 集线器之间的电缆长度不能超过5m 整个网络的最大覆盖范围为205m 网络中不能出现环路