考点14 局域网的组成、工作模式与典型局域网《计算机网络技术与应用》内蒙古（对口招生）计算机类 知识点讲解

内蒙古自治区（计算机类）对口招生 《计算机网络技术与应用》复习讲义 模块 4 局域网技术 考点 14 局域网的组成、工作模式与典型局域网 【考纲要求】 1. 掌握局域网的组成； 2. 掌握局域网的工作模式； 3. 掌握典型局域网。 【知识网络】 【知识和技能要点】 一、局域网的组成 1. 组建局域网的三要素 要搭起一个局域网，离不开三样东西：网络结构、网络硬件系统以及网络软件系统。这三者之中，人们的习惯做法是先把网络软件系统定下来，再依据它去挑选受其支持的网络结构，最后据此配置相应的硬件。 2. 服务器的概念 服务器是一种性能与配置都远高于普通微机的机器，它的职责是把网内的共享资源集中存放、集中管理，并随时为各工作站提供服务。这类机器一般都要运行网络操作系统，负责调度和协调网内各计算机之间的配合，尽量满足用户提出的要求并给出响应与处理。 3. 常见的服务器类型 按承担的任务划分，常见的类型包括文件、打印、数据库与 Web 服务器等。文件服务器管的是数据文件的存放与调取，目标在于让文件数据能够共享，它具备分时系统管理的全部本领，能对全网文件实施统一管理，并向用户提供目录访问、并发控制与安全保密等措施。打印服务器则是装了打印服务程序的机器，共享打印机就接在它上面；用户把待打印的数据投进它的打印队列，数据便会从打印机输出。数据库服务器由一台或多台计算机与数据库管理系统软件共同构成，为用户应用提供索引、查询、更新、事务管理、高速缓存、查询优化、安全与多用户存取控制等多项服务。企业网中最常见也最重要的则是 Web 服务器，它采用浏览器／服务器模式，以主页方式存放各类信息，不仅是信息发布的窗口，也是网络办公、资料查询、数据处理、视频点播、远程教育等诸多应用的支撑平台。 4. 网络工作站 网络工作站是用户最终面对的操作平台，人们就是通过它去取用网上的共享资源。局域网中的工作站分两类：一类自带硬盘、装有自己的操作系统（如 Windows 7），能够独立干活；另一类没有硬盘，称为无盘工作站，这种机器必须在网卡上加装一块专用启动芯片，才能从服务器引导本地系统或接入服务器。 5. 网络适配器（网卡） 网络适配器又叫网络接口卡，简称网卡，属于计算机网络里最基本也最重要的连接部件之一。它在网中担负两件事：一边把网上传来的数据包收下，拆包之后经总线交给本机；另一边把本机要发的内容打包后送上网络。网卡多为一块独立插件板，插进主板扩展槽，再借卡上的接口接上网络电缆，由此把服务器与工作站挂到传输介质上，并完成电信号的匹配，使数据得以传送。 6. 网卡的分类 网卡种类极多，可以从不同角度去分。按应用领域分，有工作站网卡与服务器网卡，后者在带宽、接口数量、稳定性、纠错等指标上都明显更强，还支持冗余备份、热插拔一类服务器专用功能。按所用传输介质分，有有线网卡与无线网卡。按总线接口类型分，常见 PCI 接口、PCI-E 接口与 USB 接口三种。按网络接口类型分，有 AUI 粗同轴电缆接口、BNC 细同轴电缆接口、RJ-45 双绞线接口以及光纤接口（含 ST、SC、LC 等）网卡。按数据传输速率分，又有 100Mbit/s 网卡、100/1000Mbit/s 自适应网卡以及万兆网卡。挑选网卡时，要综合计算机总线类型、传输介质类型、组网拓扑结构、节点间距离和网段最大长度等一并考虑；眼下最常用的是 RJ-45 接口、速率 100/1000Mbit/s 的自适应网卡。 7. 交换机 交换机是靠识别 MAC 地址来工作的设备，能对数据帧完成封装与转发。接入同一台交换机的任意两个节点之间，都能获得一条独占的传输通路，信息交换由此完成。它的本事主要有物理寻址、错误校验和流量控制，还支持虚拟局域网（VLAN），部分型号甚至带有路由与防火墙功能。见得最多的是以太网交换机，此外还有 ATM 交换机等。 8. 传输介质 传输介质也叫通信介质或媒体，在网中扮演数据传输通道的角色。它的品质直接牵动着四件事：局域网能达到多快的速率、一个网段最长能拉多远、传输是否可靠，以及网卡要做得多复杂。局域网可用的介质以双绞线、同轴电缆和光纤为主。早年间用得最多的是同轴电缆；后来双绞线与光纤日渐普及，如今局部范围内的中高速局域网普遍走双绞线，跨度较大的局域网则改用光纤。 9. 局域网的软件系统 局域网的软件系统由三块构成：网络操作系统、网络数据库管理系统以及网络应用软件。网络操作系统常见的有 Windows 与 Linux 等，其中 Linux 属源代码开放的免费系统，占用资源少、安全机制完备、网络功能强劲，不足是版本繁杂且易用性稍逊，我国多数国产操作系统正是在它基础上二次开发而来。网络数据库管理系统能把网上形形色色的数据组织起来，科学而高效地存储、处理、传输与使用，代表产品有 Oracle、SQL Server、MySQL、Informix 等。网络应用软件则是开发人员按用户需要编写的、能提供各类服务的软件，如 Web 浏览器、Internet 信息服务软件与企业微信等。 二、局域网的工作模式 1. 局域网工作模式的分类 网络模式不同，工作特点与所能提供的服务也就不同，用户得依照所运行程序的需要来挑。局域网常见四种模式：集中式处理的主机—终端机模式、对等网模式、客户机／服务器模式以及浏览器／服务器模式。其中主机—终端机模式多见于银行一类有特殊要求的系统，在局域网里并不常见。 2. 对等网的简介 对等网可以说是一种不设服务器的局域网，属于分布式网络系统。它的资源与管理并不集中，而是散落在各个工作站上；机器之间既非“服务器／工作站”那种搭配，也不是“客户机／服务器”那种搭配。每台机器的本事都一样，不分主次——任一节点既能充当服务器去支援别人，也能作为工作站来取用别人的资源，彼此平起平坐，把点到点通信的长处发挥得很充分。除共享文件之外，各工作站还能共用打印机，网上的打印机任何节点都能像用本地打印机那样方便地调用。 3. 对等网的管理与成本特点 对等网在管理上颇为省事：每台计算机都握有完全的自主权，各自的资源与账户由自己打理，资源要不要共享也由用户自己拍板。这种分散管理的办法固然灵活，却也带来短板——安全性偏差，像安全的远程访问这类较为复杂的网络管理功能便无从实现。另一方面，它不必添置专用服务器，也用不着功能强劲的交换设备，系统配置简单，维护开销很低。 4. 对等网的主机地位与适用场合 对等网最突出的特征是各主机地位相等：当某台机器要取用网上资源时，它就是客户机；当它要把自己的资源提供给他人时，又摇身变为服务器。网上那些打印机、光驱、硬盘、调制解调器等设备均可共享。正因如此，若小型局域网对功能与服务的要求并不高，对等网足以应付，办公室、家庭和游戏厅一类场合用得很多。 5. 客户机／服务器网络模式 客户机／服务器网络简称 C/S，是一种以服务器为中心的模式，也叫主—从结构网络。它在20世纪90年代颇为盛行，价钱不高，资源共享既灵活又简单，而且扩充起来很方便。这种模式下，共享资源集中在服务器一端，由服务器统管；客户机只管提出请求，服务器响应之后把结果送回来。 6. 浏览器／服务器网络模式 浏览器／服务器模式简称 B/S，是在 C/S 的基础上进一步演变而来的。它以 Web 服务器为核心，用户端只要有一个浏览器就能取用服务器上的各种资源，不必另装专门程序。Web 服务器正是按这一模式以主页方式存放信息，因而既是发布信息的窗口，也是网络办公、资料查询、数据处理、视频点播、远程教育等众多应用的支撑平台。 三、典型局域网 1. 传统以太网 在形形色色的局域网标准里，以太网是应用面最宽、技术最成熟的一种，1975年由美国施乐公司研制成功。它走的是 CSMA/CD 这套介质访问控制办法，拓扑上典型地采用总线型，速率理论值为10Mbit/s，而实测往往只有2Mbit/s～3Mbit/s，因而难以胜任规模大或负载重的网络。常见的以太网分10Base5、10Base2、10Base-T 与10Base-F 四类，分别以粗缆、细缆、双绞线和光纤作为介质。 2. 快速以太网 快速以太网沿用传统以太网的扩展标准，把后者的全部特征都保留了下来——数据格式一样、介质访问控制办法一样、组网方式也一样，只是把发送一比特所需的时间由100ns压到10ns，速率随之升至100Mbit/s。这套标准里用得最广的是100Base-TX，它要求以两对五类非屏蔽双绞线作介质，其中一对负责发、另一对负责收，单段最长100m。 3. 千兆位以太网 1998年2月，IEEE 802委员会正式批准了千兆位以太网标准，速率达1000Mbit/s。它照旧保留以太网的数据格式与组网方式，并能让用户在原有快速以太网系统上从100Mbit/s平滑升到1000Mbit/s。其具体实现有若干种：1000Base-CX 走短距离屏蔽双绞线，适合交换机之间、尤其是主干交换机与服务器之间的短距连接；1000Base-T 用四对五类、超五类或六类非屏蔽双绞线，四对芯线可同时全双工收发，单段最长100m；1000Base-TX 则用四对六类非屏蔽双绞线，两对发、两对收。眼下千兆位以太网已是主流技术，企业建网多把它列为高速方案的首选。 4. 万兆位以太网 万兆位以太网标准于2002年6月由 IEEE 802.3 委员会制定完成，速率高达10000Mbit/s。它依然保持以太网的帧格式，用户升级之后仍能与低速以太网互通。也因速率实在太高，它放弃了铜线而只用光纤作介质，并借助长距离（逾40km）的光收发器配单模光纤接口，从而能覆盖广域网与城域网的范围。还有一点不同：它只能在全双工方式下工作，冲突无从产生，CSMA/CD 也就不再使用，传输距离不再受冲突检测的束缚。企业网里采用它，可以顺畅地连接骨干路由器，使拓扑结构大为简化、网络性能显著提高。 5. ATM 网 ATM 即异步传输模式，属于高速分组交换技术，其数据以信元为基本单位传送。在 ATM 的方式下，文本、语音、视频等一切数据都被切成定长的信元，每个信元含5字节元头与48字节用户数据，合共53字节。传输时先在高频通道中建起虚拟通道与虚拟路径，再由高速交换机让定长信元完成非同步交换，速率可达155Mbit/s。它有几处长处：用户能独享全部频宽，即便网内计算机增多速率也不下降；数据被切成定长信元，比传统的数据包交换更易取得高速率；数据、语音、影像等多媒体需求可一并满足；广域网与局域网都能用，且不必选择路由，广域网的传输速率由此大为提升。它必须走光纤，主要用于主干网。 6. FDDI 网 FDDI 即光纤分布数据接口，由美国国家标准协会制定，以光纤充当传输介质，体系结构为采用令牌的环型，速率可达 100Mbit/s，面向高速主干网。其特点有四：一是介质选用光纤，抗干扰性与保密性都好；二是为兼顾备份与容错，多做成双环路，可靠性高，环长上限为 100km；三是规模大、差错率低、速率高，能满足宽带应用的要求；四是造价偏高，多用于大型网络的主干网。随着以太网技术不断演进，FDDI 已逐步让位于以太网。 【真题】 2022年真题｜单选题第33题 客户机／服务器网络常称为的网络是（ ） A. 模拟 B. C/S C. B/S D. 数字 【答案】B 【解析】客户机／服务器（Client/Server）网络简称 C/S，是以服务器为中心、也称主—从结构的网络模式；B/S 则是浏览器／服务器网络的简称。 【练习题】 一、填空题 1. 组建一个局域网有三大要素：网络结构、网络硬件系统和________系统。 【答案】网络软件 【解析】三者之中通常优先选择网络软件系统，再根据它选择所支持的网络结构，并由此确定硬件系统。 2. 以集中方式存储和管理局域网共享资源、为网络工作站提供服务的高性能计算机是________。 【答案】服务器 【解析】服务器通常运行网络操作系统，控制和协调网内各计算机之间的工作，常见的类型有文件服务器、打印服务器、数据库服务器和 Web 服务器等。 3. 网络用户最终的操作平台是网络________，用户通过它来访问网络的共享资源。 【答案】工作站 【解析】工作站可以是有盘的，也可以是无盘的；无盘工作站必须在网卡上安装专用启动芯片，从服务器上引导本地系统。 4. 网络适配器又称网络接口卡，简称________。 【答案】网卡 【解析】它一方面接收网络中的数据包解包后送给本地计算机，另一方面把本地计算机的数据打包后送到网络上。 5. 交换机是一种基于________地址识别、能完成数据帧封装转发功能的网络设备。 【答案】MAC 【解析】它可为接入交换机的任意两个网络节点提供独享传输通路，主要功能包括物理寻址、错误校验和流量控制，并支持 VLAN。 6. 局域网的传输介质主要有双绞线、同轴电缆和________。 【答案】光纤 【解析】传输介质决定了局域网的数据传输速率、网络段的最大长度、传输的可靠性以及网卡的复杂性。 7. 局域网主要有四种网络模式，其中不需要专用服务器、各计算机地位相等的是________网络模式。 【答案】对等网 【解析】对等网是分布式网络系统，资源和管理分散在各工作站上，任意节点既可作服务器也可作客户机。 8. 客户机／服务器网络简称________，也称为主—从结构网络。 【答案】C/S 【解析】它以服务器为中心，价格低廉、资源共享灵活简单并具有良好的可扩充性。浏览器／服务器网络则简称 B/S。 9. 传统以太网由美国施乐公司于1975年研制成功，采用________介质访问控制方法。 【答案】CSMA/CD 【解析】其典型拓扑结构是总线型，传输速率理论值为10Mbit/s，实际传输速率为2Mbit/s～3Mbit/s。 10. ATM 的基本数据传输单元是________，它由5字节的元头和48字节的用户数据组成。 【答案】信元 【解析】ATM 即异步传输模式，是一种高速分组交换技术，其速率可达155Mbit/s，必须使用光纤作传输介质，主要应用于主干网。 二、单项选择题 1. 组建局域网的三大要素中，通常应优先选择的是（ ）。 A. 网络结构 B. 网络硬件系统 C. 网络软件系统 D. 传输介质 【答案】C 【解析】局域网的三要素是网络结构、网络硬件系统与网络软件系统。三者中通常优先选择网络软件系统，再根据软件系统选择所支持的网络结构，并由此确定网络硬件系统。 2. 下列服务器中，以文件数据共享为目标、负责数据文件存储与管理的是（ ）。 A. 文件服务器 B. 打印服务器 C. 数据库服务器 D. Web 服务器 【答案】A 【解析】文件服务器负责数据文件的存储和管理，以文件数据共享为目标，具有分时系统管理的全部功能，能为网络用户提供访问文件、目录的并发控制和安全保密措施。 3. 无盘工作站必须在网卡上安装一块专用的（ ）。 A. 加密芯片 B. 启动芯片 C. 存储芯片 D. 显示芯片 【答案】B 【解析】无盘工作站没有硬盘，必须在网卡上安装专用启动芯片，用于从服务器上引导本地系统或连接到服务器。 4. 下列关于网卡作用的说法，正确的是（ ）。 A. 只负责把本地数据打包发送 B. 只负责接收网络数据包 C. 只负责为网络选择传输路径 D. 既接收网络数据包又发送本地数据 【答案】D 【解析】网卡一方面负责接收网络中传输的数据包，解包后将数据通过总线传送给本地计算机；另一方面将本地计算机的数据打包后传送至网络。为网络选择路径是路由器的职责。 5. 交换机的主要功能不包括（ ）。 A. 物理寻址 B. 错误校验 C. 为不同网络之间的数据报选择路由 D. 流量控制 【答案】C 【解析】交换机的主要功能包括物理寻址、错误校验和流量控制，并支持虚拟局域网（VLAN），有的还具有路由和防火墙功能。单纯为数据报选择路径是路由器的核心职能。 6. 传输介质决定了局域网的（ ）。 A. 网络操作系统的类型 B. 网络的工作模式 C. 服务器的数量 D. 数据传输速率、网络段最大长度、传输可靠性和网卡复杂性 【答案】D 【解析】传输介质也称为通信介质或媒体，在网络中充当数据传输的通道，它决定了局域网的数据传输速率、网络段的最大长度、传输的可靠性及网卡的复杂性。 7. 在对等网中，每台计算机（ ）。 A. 既可作服务器也可作客户机 B. 只能作服务器 C. 只能作客户机 D. 必须由专用服务器统一管理 【答案】A 【解析】对等网中每台计算机都有相同的功能，没有主从之分：要使用网络资源时都可作客户机，要为其他用户提供资源时又都可作服务器，网上的打印机、光驱、硬盘等设备都能共享。 8. 下列关于对等网缺点的说法，正确的是（ ）。 A. 成本高昂 B. 安全性较差，复杂的网络管理功能无法实现 C. 必须配备专用服务器 D. 无法共享打印机 【答案】B 【解析】对等网管理分散，每台计算机自行管理资源与账户，因而安全性较差，像安全的远程访问这类复杂的网络管理功能无法实现；其优点恰是成本低廉、管理方便、主机地位相等。 9. 传统以太网由美国施乐公司研制成功，其典型拓扑结构是（ ）。 A. 星型 B. 环型 C. 总线型 D. 网状型 【答案】C 【解析】传统以太网采用 CSMA/CD 介质访问控制方法，使用的典型拓扑结构是总线型，传输速率理论值为10Mbit/s，实际的传输速率为2Mbit/s～3Mbit/s。 10. 快速以太网的传输速率可达（ ）。 A. 100Mbit/s B. 10Mbit/s C. 1000Mbit/s D. 10000Mbit/s 【答案】A 【解析】快速以太网保留传统以太网的全部特征，把数据发送时间由100ns缩短为10ns，传输速率可达100Mbit/s；其中应用最广的是100Base-TX。 11. 万兆位以太网不再使用铜线，只使用（ ）作为传输介质。 A. 双绞线 B. 同轴电缆 C. 无线电波 D. 光纤 【答案】D 【解析】由于传输速率太高，万兆位以太网只使用光纤作传输介质，并使用长距离（超过40km）的光收发器与单模光纤接口；它只能在全双工方式下工作，不再使用 CSMA/CD。 12. 下列关于 ATM 的说法，正确的是（ ）。 A. 其基本数据传输单元是长度可变的报文 B. 信元由5字节元头和48字节用户数据组成 C. 主要应用于桌面接入网 D. 无须使用光纤即可高速传输 【答案】B 【解析】ATM 即异步传输模式，是高速分组交换技术，其基本数据传输单元是信元。每个信元由5字节的元头和48字节的用户数据组成，总长53字节；它必须使用光纤作传输介质，主要应用于主干网。 三、简答题 1. 简述局域网硬件系统的组成及各部分的作用。 【答案】组建局域网有网络结构、网络硬件系统和网络软件系统三大要素，其中硬件系统主要包括服务器、网络工作站、网络适配器（网卡）、交换机及传输介质。服务器以集中方式存储和管理局域网中的共享资源，为工作站提供服务，通常运行网络操作系统，控制和协调网内各计算机的工作，常见类型有文件服务器、打印服务器、数据库服务器和 Web 服务器等。网络工作站是网络用户最终的操作平台，用户通过它访问共享资源，可以是有盘工作站，也可以是无盘工作站——后者必须在网卡上安装专用启动芯片以从服务器引导。网络适配器又称网卡，是计算机网络中最基本和最重要的连接设备之一，一方面接收网络数据包解包后送给本地计算机，另一方面把本地数据打包后送往网络。交换机是基于 MAC 地址识别、能完成数据帧封装转发功能的设备，可为任意两个节点提供独享传输通路。传输介质充当数据传输的通道，主要有双绞线、同轴电缆和光纤，它决定了网络的数据传输速率、网络段最大长度、传输可靠性和网卡复杂性。 【解析】本题考查局域网硬件系统的组成。答题时应先点明三大要素与硬件系统的五个组成部分，再逐一说明服务器、工作站、网卡、交换机与传输介质各自的作用。 2. 简述对等网的含义与主要特点。 【答案】对等网也可以说是不要服务器的局域网，它是一个分布式网络系统。在对等网中，资源和管理分散在网络中的各个工作站上，计算机之间既不是“服务器／工作站”关系，也不是“客户机／服务器”关系；每台计算机都有相同的功能，没有主从之分，网上任意节点既可以作为服务器为其他计算机提供资源，也可以作为工作站分享其他计算机上的资源，彼此之间是对等的，充分利用了点到点通信的功能。其主要特点有三：一是主机地位相等，要使用资源时每台计算机都可作客户机，要提供资源时又都可作服务器，网上的打印机、光驱、硬盘、调制解调器等设备都能共享；二是管理方便，每台计算机都有绝对自主权，自行管理自己的资源和账户，但管理方式分散，安全性较差，复杂的网络管理功能无法实现；三是成本低廉，不需要专用服务器和功能强大的交换设备，系统配置简单、维护费用低。若用户对小型局域网的功能和服务要求不高，对等网即可满足需要。 【解析】本题考查对等网的含义与特点。答题时应先说明它是不设服务器的分布式网络、各节点地位相等，再从主机地位相等、管理方便、成本低廉三方面展开，并指出其安全性较差的不足。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 $