局域网构成和组件以及IP子网划分.docx
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局域网构成和组件以及IP子网划分
局域网构成和组建实例以及IP子网划分
09应用一班任雨超090502025
一．局域网的硬件设备
局域网的硬件是指在计算机网络中所采用的物理设备，包括以下内容：
（1）网络服务器——提供网络资源。
（2）网络工作站——用户机。
（3）网络设备：
网卡——网络适配器。
中继器——放大信号。
集线器——接线（HUB）。
网桥——两个局域网连接。
交换机——交换设备。
路由器——局域网与广域网的连接
⏹集线器与交换机的区别：
（1）从OSI体系结构来看，集线器属于OSI的第1层物理层设备，而交换机属于OSI的第2层数据链路层设备。
（2）从工作方式来看，集线器是一种广播模式，交换机就能够隔离冲突域和有效地抑制广播风暴的产生。
（3）从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都是共享一条带宽，而对于交换机而言，每个端口都有1条独占的带宽，当2个端口工作时并不影响其他端口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下而且可以工作在全双工模式下。
⏹路由器
路由器（Router）是在网络层的互联设备用于连接多个逻
辑上分开的网络。
逻辑网络是指一个单独的网络或一个
子网。
当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过
路由器来完成。
路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。
路由器分本地路由器和远程路由器。
本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同
轴电缆和双绞线。
远程路由器是用来与远程传输介质连接并要求相应的
设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收
机和发射机
二．典型局域网操作系统
UNIX
UNIX最早是美国贝尔实验室发明的一种多用户、多任
务的通用操作系统。
早期UNIX的主要特色是结构简练、便于移植和功能相
对强大。
经过多年的发展和进化，又形成了一些极为重
要的特色，其中主要包括以下几点：
（1）技术成熟，可靠性高
（2）极强的伸缩性（Scalability）
（3）强大的网络功能
（4）强大的数据库支持能力
（5）功能强大的开发平台\
（6）开放性好
（7）UNIX系统层次结构模型
（8）UNIX系统的网络功能及特点
UNIX系统在上层实现的主要功能为：
（1）文件管理。
包括文件的远程复制、异地文
件的联合操作和文件保护等。
（2）在网络上管理用户分布程序资源的执行。
（3）提供网络内部点到点的文件传输。
如邮件
传送（E-mail）和文件传送（FTP）。
Windows2000
1．Windows2000平台
Windows2000有4个正式版本：
1个是工作站版本，3个是服务
器版本
（1）Windows2000Professional（Windows2000专业版）
Windows2000Professional其实是WindowsNTWorkstation
（WindowsNT工作站）的更新版本，是专门为各种桌面计算机和便携
机开发的新一代操作系统。
（2）Windows2000Server（Windows2000服务器版）
Windows2000Server是在WindowsNTServer4.0的基础上开发出
来的。
Windows2000Server是为服务器开发的多用途操作系统，可
为部门工作小组或中小型公司用户提供文件、打印、Web和通信等
各种服务。
（3）Windows2000AdvancedServer（Windows2000
高级服务器版）
Windows2000AdvancedServer除具有Windows
2000Server的所有功能和特性外，还提供了如下比之更
强的特性和功能：
（1）更强的SMP扩展能力
（2）更高的稳定性
（3）网络负载平衡
（4）组建负载平衡
（5）高性能排序
4）Windows2000DatacenterServer（Windows2000
数据中心服务器版）
这个版本是Windows2000的高端服务器版本。
Linux
1．Linux网络操作系统
简单地说，Linux是一个UNIX风格的操作系统。
Linux
系统具有最新UNIX的全部功能并符合Posix标准。
它包括
真正的多任务、虚拟内存、共享库函数、即时负载、优
越的存储管理和TCP/IP、UUCP网络工具，其内核支持
Ethernet、PPP、SLIP、NFS、X.25、IPX/SPX（Novell）、
NCP（Novell）等。
系统应用包括Telnet、rlogin、FTP、
Mail、Gopher、talk、term、news（tin、trn、nn）等全套
UNIX工具包、X图形库，包括xterm、fvwm、xxgdb、
mosaic、xv、gs、xman等全部X-Win应用工具
Linux的特点
（1）真正的多任务、多用户操作系统。
（2）XWindows系统。
XWindows是UNIX平台上的事实工业标准。
（3）强大的网络功能。
（4）Linux支持多种硬件平台。
（5）Linux符合IEEEPOSIX标准。
（6）完整的开发平台。
（7）Linux内核中的源代码是自由开放的。
（8）置于GPL保护下，完全免费、可获得源代码，用户可以随意修改它。
（9）完全兼容的POSIX1.0标准，可用仿真器运行DOS、Windows应用程
序。
（11）系统由遍布全世界的开发人员共同开发，各使用者共同测试，因此对
系统中的错误可以及时发现，修改速度极快。
（12）系统可靠，稳定，可用于关键任务。
（13）支持多种硬件平台，如：
X86、680X0、SPARC和Alpha等处理器。
三．家庭局域网组建方法图解说明
（1）安装网卡：
说到网卡，不得不提到它的选购。
首先要确定网卡的接口，最好是选择PCI接口的，10/100M自适应。
在这有两款来自北京磊科网络公司的3230NE10M/100M和3210NE自适应网卡，它们都是即插即用产品；32位总线模式下，提供高速传输信道，以减轻CPU的压力。
支持PCI时钟速率，不受网络时钟的约束，它可以不通过CPU直接访问内存，减轻主机工作负荷。
网卡上的双速接口为用户从以太网切换至快速以太网提供方便。
10BASE-T的用户可在任何时间无需改变驱动软件和网络连接，升级到100BASE-T，支持流量控制，允许其支持与具有流量控制功能的交换器相连,完成流量控制功能。
此种机制允许PC机在缓冲器满时暂停传输资料以防缓冲器溢出，保持网络资料的完整性。
大号晶振相对可以提供更稳定的振幅
从产品的做工和选料上看，这类型网卡的晶振和金手指都比有些同类产品好，因为晶振和金手指的好坏直接影响到网卡在在网络中的稳定性。
选择好网卡以后，首先关闭计算机打开机箱，找到一空闲PCI插槽（一般为较短的白色插槽），插入网卡上好螺丝，将网线一头插在网卡接头处，一头插到集线器（HUB）上。
（2）安装网卡驱动程序
打开计算机,操作系统会检测到网卡并提示您插入驱动程序盘。
插入随网卡销售的驱动程序盘，然后单击“下一步”，Windows找到驱动程序后,会显示确定屏幕，单击“下一步”。
如果Windows没有找到驱动程序，单击“设备驱动程序向导”中的“浏览”按钮来指定驱动器的位置。
这里要说的是我们现在一般采用的网卡芯片都是来自RTC的8XXX系列，在WIN2000/XP底下就可以自动认到了，下面我的操作主要是以WIN2000/XP系统为例~~
安装好网卡和驱动后，我们还必须为网络中的每一台计算机指定一个唯一的名字和相同的工作组名（例如默认的Workgroup）,然后再重新启动计算机。
具体操作以2000/XP系统为例，在桌面“我的电脑”图标上点右键，单击“属性”。
在弹出的对话框里点击“网络标识”，再点击“属性”，在“计算机”名中填入你想要指定的机器名，在工作组中填入统一的工作组名，点击确定完成。
3、网络协议的安装：
默认安装好系统以后我们就已经安装了TCP/IP协议，当然如果想要安装其他的协的话，可以在桌面“网上邻居”图标上单击右键，点击“属性”，在“本地连接”图标上单击右键，在弹出的属性对话框里点击“安装”，双击“客户”安装“Microsoft网络客户端”，“SPX/IPX”的安装和它类似。
最后还可以安装NetBEUI协议，该协议可以使文件和打印机共享更好，重新启动计算机。
（4）TCP/IP配置：
按以上的方法进入本地连接的属性，选中“TCP/IP”单击“属性”，在弹出的窗口中选中“指定IP地址”，输入分配好的IP地址，如一台已安排为192.168.0.1，那么要和它通信的其它统一局域网的计算机的IP地址应该在192.168.0.2到192.168.0.255中选取。
而子网掩码统一为255.255.255.0、对于需要上INTERNET的用户和大型网络中的共享上网的电脑就需要设置的网关和DNS了；关和DNS取决于你的局域网设置了，下例中的网关为192.168.0.88，DNS则是电信的DNS地址，不同地区的DNS都不同，具体请咨询当地电信部门。
（5）实现网络共享：
在桌面“网上邻居”图标上单击右键，点击“属性”，在“本地连接”图标上单击右键，在弹出的属性对话框里点击“安装”，双击“服务”安装“Microsoft网络的文件和打印机共享”，单击“确定”,需重新启动计算机后这些设置才有效。
如果您要共享驱动器或目录,在资源管理器中或桌面上，开“我的电脑”，单击欲共享的驱动器或目录，选择“共享”，填写相应的内容；如果选择共享整个驱动器，则该驱动器下的所有目录均为网络共享。
现在你的局域网就要大功告成了，仔细检查你的配置。
重启计算机，点击桌面上的“网上邻居”图标，这是你将看到你的计算机名和整个网络图标。
点击“整个网络”你将看到你朋友的计算机了。
四．IP子网划分
（1）IP和子网掩码
我们都知道，ＩＰ是由四段数字组成，在此，我们先来了解一下3类常用的ＩＰ
A类IP段 0.0.0.0到127.255.255.255（0段和127段不使用）
B类IP段 128.0.0.0到191.255.255.255
C类IP段 192.0.0.0到223.255.255.255
ＸＰ默认分配的子网掩码每段只有255或0
Ａ类的默认子网掩码 255.0.0.0 一个子网最多可以容纳1677万多台电脑
Ｂ类的默认子网掩码 255.255.0.0 一个子网最多可以容纳6万台电脑
Ｃ类的默认子网掩码 255.255.255.0 一个子网最多可以容纳254台电脑
我以前认为，要想把一些电脑搞在同一网段，只要ＩＰ的前三段一样就可以了，今天，我才知道我错了。
如果照我这样说的话，一个子网就只能容纳254台电脑？
真是有点笑话。
我们来说详细看看吧。
要想在同一网段，只要网络标识相同就可以了，那要怎么看网络标识呢？
首先要做的是把每段的ＩＰ转换为二进制。
（有人说，我不会转换耶，没关系，我们用Ｗｉｎｄｏｗｓ自带计算器就行。
打开计算器，点查看>科学型，输入十进制的数字，再点一下“二进制”这个单选点，就可以切换至二进制了。
）
把子网掩码切换至二进制，我们会发现，所有的子网掩码是由一串连续的1和一串连续的0组成的（一共4段，每段8位，一共32位数）。
255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000
255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000
255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000
这是A/B/C三类默认子网掩码的二进制形式，其实，还有好多种子网掩码，只要是一串连续的1和一串连续的0就可以了（每段都是8位）。
如11111111.11111111.11111000.00000000，这也是一段合法的子网掩码。
子网掩码决定的是一个子网的计算机数目，计算机公式是2的m次方，其中，我们可以把m看到是后面的多少颗0。
如255.255.255.0转换成二进制，那就是11111111.11111111.11111111.00000000，后面有8颗0，那m就是8，255.255.255.0这个子网掩码可以容纳2的8次方（台）电脑，也就是256台，但是有两个ＩＰ是不能用的，那就是最后一段不能为0和255，减去这两台，就是254台。
我们再来做一个。
（2）子网划分的方法
子网的划分，实际上就是设计子网掩码的过程。
子网掩码主要是用来区分IP地址中的网络ID和主机ID，它用来屏蔽IP地址的一部分，从IP地址中分离出网络ID和主机ID.子网掩码是由4个十进制数组成的数值"中间用"。
"分隔，如255.255.255.0。
若将它写成二进制的形式为:
11111111.11111111.11111111.00000000，其中为"1"的位分离出网络ID,为"0"的位分离出主机ID，也就是通过将IP地址与子网掩码进行"与"逻辑操作，得出网络号。
例如，假设IP地址为192.160.4.1，子网掩码为255.255.255.0，则网络ID为192.160.4.0,主机ID为0.0.0.1。
计算机网络ID的不同，则说明他们不在同一个物理子网内，需通过路由器转发才能进行数据交换。
每类地址具有默认的子网掩码:
对于A类为255.0.0.0，对于B类为255.255.0.0，对于C类为255.255.255.0。
除了使用上述的表示方法之外，还有使用于网掩码中"1"的位数来表示的，在默认情况下，A类地址为8位，B类地址为16位，C类地址为24位。
例如，A类的某个地址为12.10.10.3/8，这里的最后一个"8"说明该地址的子网掩码为8位，而199.42.26.0/28表示网络199.42.26。
0的
子网掩码位数有28位。
如果希望在一个网络中建立子网，就要在这个默认的于网掩码中加入一些位，它减少了用于主机地址的位数。
加入到掩码中的位数决定了可以配置的子网。
因而，在一个划分了子网的网络中，每个地址包含一个网络地址、一个子网位数和一个主机地址
示例
255.255.248.0这个子网掩码可以最多容纳多少台电脑？
计算方法：
把将其转换为二进制的四段数字（每段要是8位，如果是0，可以写成8个0，也就是00000000）
11111111.1111111.11111000.00000000
然后，数数后面有几颗0，一共是有11颗，那就是2的11次方，等于2046（注意：
主机号中全0是保留地址，全1是广播地址，所以它们不算可用主号地址。
网络号也是一样的。
子网号是可以用全0和全1的），所以这个子网掩码最多可以容纳2046台电脑。
一个子网最多可以容纳多少台电脑你会算了吧，下面我们来个逆向算法的题。
一个公司有530台电脑，组成一个对等局域网，子网掩码设多少最合适？
首先，无疑，530台电脑用Ｂ类ＩＰ最合适（Ａ类不用说了，太多，Ｃ类又不够，肯定是Ｂ类），但是B类默认的子网掩码是255.255.0.0，可以容纳6万台电脑，显然不太合适，那子网掩码设多少合适呢？
我们先来列个公式。
2的m次方＝560
首先，我们确定2一定是大于8次方的，因为我们知道2的8次方是256，也就是Ｃ类ＩＰ的最大容纳电脑的数目，我们从9次方一个一个试2的9次方是512，不到560，2的10次方是1024，看来2的10次方最合适了。
子网掩码一共由32位组成，已确定后面10位是0了，那前面的22位就是1，最合适的子网掩码就是：
11111111.11111111.11111100.00000000，转换成10进制，那就是255.255.252.0。
分配和计算子网掩码你会了吧，下面，我们来看看ＩＰ地址的网段。
相信好多人都和我一样，认为ＩＰ只要前三段相同，就是在同一网段了，其实，不是这样的，同样，我也把ＩＰ的每一段转换为一个二进制数，这里就拿ＩＰ：
192.168.0.1，子网掩码：
255.255.255.0做实验吧。
192.168.0.1
11000000.10101000.00000000.00000001
（这里说明一下，和子网掩码一样，每段8位，不足8位的，前面加0补齐。
）
ＩＰ 11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
在这里，向大家说一下到底怎么样才算同一网段。
要想在同一网段，必需做到网络标识相同，那网络标识怎么算呢？
各类ＩＰ的网络标识算法都是不一样的。
Ａ类的，只算第一段。
Ｂ类，只算第一、二段。
Ｃ类，算第一、二、三段。
算法只要把ＩＰ和子网掩码的每位数AND就可以了。
AND方法：
0和1＝0 0和0＝0 1和1＝1
如：
And 192.168.0.1，255.255.255.0，先转换为二进制，然后AND每一位
ＩＰ 11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
得出AND结果 11000000.10101000.00000000.00000000
转换为十进制192.168.0.0，这就是网络标识，
再将子网掩码反取，也就是00000000.00000000.00000000.11111111，与IP AND
得出结果00000000.00000000.00000000.00000001，转换为10进制，即0.0.0.1，
这0.0.0.1就是主机标识。
要想在同一网段，必需做到网络标识一样。
我们再来看看这个改为默认子网掩码的Ｂ类ＩＰ
如ＩＰ：
188.188.0.111，188.188.5.222，子网掩码都设为255.255.254.0，在同一网段吗？
先将这些转换成二进制
188.188.0.111 10111100.10111100.00000000.01101111
188.188.5.222 10111100.10111100.00000101.11011010
255.255.254.0 11111111.11111111.11111110.00000000
分别AND，得
10111100.10111100.00000000.00000000
10111100.10111100.00000100.00000000
网络标识不一样，即不在同一网段。
判断是不是在同一网段，你会了吧，下面，我们来点实际的。
一个公司有530台电脑，组成一个对等局域网，子网掩码和ＩＰ设多少最合适？
子网掩码不说了，前面算出结果来了11111111.11111111.11111100.00000000，也就是255.255.252.0
我们现在要确定的是ＩＰ如何分配，首先，选一个Ｂ类ＩＰ段，这里就选188.188.x.x吧
这样，ＩＰ的前两段确定的，关键是要确定第三段，只要网络标识相同就可以了。
我们先来确定网络号。
（我们把子网掩码中的1和IP中的?
对就起来，0和*对应起来，如下：
）
255.255.252.0 11111111.11111111.11111100.00000000
188.188.x.x 10111100.10111100.?
?
?
?
?
?
**.********
网络标识 10111100.10111100.?
?
?
?
?
?
00.00000000
由此可知，?
处随便填（只能用0和1填，不一定全是0和1），我们就用全填0吧，*处随便，这样呢，我们的ＩＰ就是
10111100.10111100.000000**.********，一共有530台电脑，ＩＰ的最后一段1～254可以分给254台计算机，530/254＝2.086，采用进1法，得整数3，这样，我们确定了ＩＰ的第三段要分成三个不同的数字，也就是说，把000000**中的**填三次数字，只能填1和0，而且每次的数字都不一样，至于填什么，就随我们便了，如00000001，00000010，00000011，转换成十进制，分别是1，2，3，这样，第三段也确定了，这样，就可以把ＩＰ分成188.188.1.y，188.188.2.y，188.188.3.y，y处随便填，只要在1～254范围之内，并且这530台电脑每台和每台的ＩＰ不一样，就可以了。
有人也许会说，既然算法这么麻烦，干脆用Ａ类ＩＰ和Ａ类默认子网掩码得了，偶要告诉你的是，由于Ａ类ＩＰ和Ａ类默认子网掩码的主机数目过大，这样做无疑是大海捞针，如果同时局域网访问量过频繁、过大，会影响效率的，所以，最好设置符合自己的ＩＰ和子网掩码^_^
举个实例：
比如公司分配到的网段是192.168.1.0/24，首先我要分一个8个主机的网段出来，那么这个网段的首地址是什么?
之后，我又要划分一个16个主机的地址出来，那么16个主机的首地址是什么？
（3）根据上述捷径划分子网的实例
C类地址例子:
网络地址192.168.10.0;子网掩码255.255.255.192（/26） 1.子网数=2*2-2=2
2.主机数=2的6次方-2=62
3.有效子网?
:
blocksize=256-192=64;所以第一个子网为192.168.10.64,第二个为192.168.10.128
4.广播地址:
下个子网-1.所以2个子网的广播地址分别是192.168.10.127和192.168.10.191
5.有效主机范围是:
第一个子网的主机地址是192.168.10.65到192.168.10.126;第二个是192.168.10.129到192.168.10.190
B类地址例子1:
网络地址:
172.16.0.0;子网掩码255.255.192.0（/18）
1.子网数=2*2-2=2
2.主机数=2的14次方-2=16382
3.有效子网?
:
blocksize=256-192=64;所以第一个子网为172.16.64.0,最后1个为172.16.128.0
4.广播地址:
下个子网-1.所以2个子网的广播地址分别是172.16.127.255和172.16.191.255
5.有效主机范围是:
第一个子网的主机地址是172.16.64.1到172.16.127.254;第二个是172.16.128.1到172.16.191.254
B类地址例子2:
网络地址:
172.16.0.0;子网掩码255.255.255.224（/27）
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