網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成(3)第3章

網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)場(chǎng)景資源開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)課堂電子閱覽網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)第一頁(yè)，共117頁(yè)。第一頁(yè)，共117頁(yè)。問(wèn)題思考網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的任務(wù)是什么？大學(xué)校園網(wǎng)采用什么技術(shù)構(gòu)建？高速以太網(wǎng)技術(shù)、交換以太網(wǎng)技術(shù)→數(shù)據(jù)→信號(hào)→介質(zhì)上傳輸→信號(hào)→數(shù)據(jù)→信息第二頁(yè)，共117頁(yè)。第二頁(yè)，共117頁(yè)。問(wèn)題思考一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括哪些要素？路=通信介質(zhì)

車(chē)=通信平臺(tái)貨=資源系統(tǒng)

駕駛員=網(wǎng)管員你如何成為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)管理者？學(xué)習(xí)局域網(wǎng)組建、管理維護(hù)技術(shù)第三頁(yè)，共117頁(yè)。第三頁(yè)，共117頁(yè)。學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解以太網(wǎng)發(fā)展過(guò)程，理解以太網(wǎng)通信原理，交換機(jī)原理。了解10Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)，理解多層交換技術(shù)，VLAN間的信息傳遞，以及交換機(jī)的性能與連接技術(shù).

基本掌握802.3規(guī)范與介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)卡的功能結(jié)構(gòu)，100Mbit/s/1Gbit/s技術(shù)，VLAN虛擬局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)。掌握以太網(wǎng)卡安裝與調(diào)試，交換機(jī)安裝與調(diào)試，交換機(jī)連接技術(shù)，基于802.1Q協(xié)議的多層網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)。不同VALN之間的路由配置技術(shù)。熟悉高速局域網(wǎng)技術(shù)與主流產(chǎn)品，能夠依據(jù)用戶(hù)組網(wǎng)需求，設(shè)計(jì)整體解決方案。第3章高速局域網(wǎng)與系統(tǒng)集成第四頁(yè)，共117頁(yè)。第四頁(yè)，共117頁(yè)。重點(diǎn)知識(shí)：以太網(wǎng)通信原理，交換機(jī)原理，多層交換技術(shù)

交換機(jī)安裝與調(diào)試，交換機(jī)連接技術(shù)基于802.1Q協(xié)議的多層網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)

虛擬局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)，VLAN間路由配置依據(jù)用戶(hù)組網(wǎng)需求，設(shè)計(jì)整體解決方案

難點(diǎn)知識(shí)：交換機(jī)工作原理

10Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)

虛擬局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)，VLAN間路由配置技術(shù)

第3章高速局域網(wǎng)與系統(tǒng)集成第五頁(yè)，共117頁(yè)。第五頁(yè)，共117頁(yè)。以太網(wǎng)技術(shù)概述低層設(shè)備性能與使用交換機(jī)基本技術(shù)與配置VLAN技術(shù)與路由配置大學(xué)校園網(wǎng)系統(tǒng)集成第3章高速局域網(wǎng)與系統(tǒng)集成第六頁(yè)，共117頁(yè)。第六頁(yè)，共117頁(yè)。3.1以太網(wǎng)技術(shù)概述

計(jì)算機(jī)應(yīng)用需求的增長(zhǎng)和計(jì)算機(jī)成本的不斷降低，使用計(jì)算機(jī)的用戶(hù)數(shù)量在不斷上升。人們希望能夠?qū)⒁粋€(gè)局部范圍，如一個(gè)辦公室、一棟寫(xiě)字樓、一個(gè)學(xué)校、一個(gè)企業(yè)的計(jì)算機(jī)通過(guò)一定的方法連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)交換，共享網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件資源。這樣，計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。第七頁(yè)，共117頁(yè)。第七頁(yè)，共117頁(yè)。3.1.1以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)及發(fā)展1973年，2.98Mbit/s，Xerox1980年，10Mbit/s，Xerox、Digital和Intel1983年，以太網(wǎng)技術(shù)（802.3）、令牌總線(xiàn)（802.4）、令牌環(huán)（802.5）共同成為局域網(wǎng)領(lǐng)域的三大標(biāo)準(zhǔn)

1995年，802.3u快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1998年，802.3z千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)2002年，IEEE通過(guò)了802.3ae萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

3.1以太網(wǎng)技術(shù)概述

第八頁(yè)，共117頁(yè)。第八頁(yè)，共117頁(yè)。

3.1.1以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展

表3.1IEEE802.3規(guī)范和布線(xiàn)介質(zhì)標(biāo)分類(lèi)802.3規(guī)范通信介質(zhì)介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)802.3同軸粗電纜10Base5802.3a同軸細(xì)電纜10Base2802.3i三類(lèi)雙絞線(xiàn)10BaseT802.3jMMF光纜10BaseF快速以太網(wǎng)FE802.3u五類(lèi)雙絞線(xiàn)100BaseTMMF/SMF光纖100BaseF千兆以太網(wǎng)GE802.3ab超五類(lèi)雙絞線(xiàn)1000BaseT802.3z850nm短波光纜1000BaseSX1310nm長(zhǎng)波光纜1000BaseLX/LH萬(wàn)兆以太網(wǎng)TE802.3ae850nm短波光纜10GBaseS1310nm長(zhǎng)波光纜10GBaseL1550nm長(zhǎng)波光纜10GBaseE第九頁(yè)，共117頁(yè)。第九頁(yè)，共117頁(yè)。

3.1.2以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展……802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5TokenRing802.6DQDB802.8FDDI802.2LLC數(shù)據(jù)鏈路層物理層LLCMAC802.1DBridge802.1A體系結(jié)構(gòu)IEEE802體系結(jié)構(gòu)示意圖PHY第十頁(yè)，共117頁(yè)。第十頁(yè)，共117頁(yè)。以太網(wǎng)的發(fā)展的主要原因：

開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，獲得眾多服務(wù)提供商的支持結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便，價(jià)格低廉持續(xù)技術(shù)改進(jìn)，滿(mǎn)足用戶(hù)不斷增長(zhǎng)的需求網(wǎng)絡(luò)可平滑升級(jí)，保護(hù)用戶(hù)投資

3.1.1以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展第十一頁(yè)，共117頁(yè)。第十一頁(yè)，共117頁(yè)。

3.1.2以太網(wǎng)介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)1.IEEE802.3數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)第十二頁(yè)，共117頁(yè)。第十二頁(yè)，共117頁(yè)。

載波監(jiān)聽(tīng)策略（三種類(lèi)型）：非堅(jiān)持CSMA：一旦監(jiān)聽(tīng)到信道忙，就不再監(jiān)聽(tīng)；延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間后再次監(jiān)聽(tīng)。堅(jiān)持CSMA：監(jiān)聽(tīng)到信道忙時(shí)，仍繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，直到信道空閑。1-堅(jiān)持CSMA：一聽(tīng)到信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)p-堅(jiān)持CSMA：聽(tīng)到信道空閑時(shí)，以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)（以概率1-p延遲一段時(shí)間后再發(fā)送）CSMA技術(shù)不能解決發(fā)送中出現(xiàn)的沖突現(xiàn)象。工作原理：發(fā)送前監(jiān)聽(tīng)。每個(gè)站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要監(jiān)聽(tīng)信道上是否有數(shù)據(jù)在傳送。若有，則此站不能發(fā)送，需等待一段時(shí)間后重試。CSMA類(lèi)型與CSMA/CD工作原理第十三頁(yè)，共117頁(yè)。第十三頁(yè)，共117頁(yè)。CSMA/CD—帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)工作原理：發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng)信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送時(shí)，邊發(fā)邊繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)。若監(jiān)聽(tīng)到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送。等待一段隨機(jī)時(shí)間（稱(chēng)為退避）以后，再重新嘗試。CSMA/CD可歸結(jié)為四句話(huà)：

發(fā)前先偵聽(tīng)，空閑即發(fā)送，邊發(fā)邊檢測(cè)，沖突時(shí)退避。第十四頁(yè)，共117頁(yè)。第十四頁(yè)，共117頁(yè)。

CSMA/CD的流程圖媒體忙？發(fā)送幀碰撞？發(fā)送完？發(fā)送JamN≥16?YesNoNoYes發(fā)送成功Yes發(fā)送失敗No延遲隨機(jī)時(shí)間NoYes發(fā)送幀碰撞次數(shù)N++第十五頁(yè)，共117頁(yè)。第十五頁(yè)，共117頁(yè)。Ethernet/802.3操作每個(gè)站點(diǎn)都可以接收到所有來(lái)自其他站點(diǎn)的數(shù)據(jù)為決定那個(gè)站點(diǎn)接收，需要尋址機(jī)制來(lái)標(biāo)識(shí)目的站點(diǎn)目的站點(diǎn)將該幀復(fù)制，其他站點(diǎn)則丟棄該幀ABCABCABCABCAA(1)C發(fā)現(xiàn)總線(xiàn)空閑(2)C發(fā)送幀，目的地址為A(3)B忽略該幀(4)A復(fù)制該幀A信號(hào)由終端電阻吸收終端電阻第十六頁(yè)，共117頁(yè)。第十六頁(yè)，共117頁(yè)。高速以太網(wǎng)技術(shù)100Mbit/s以太網(wǎng)技術(shù)1Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)10Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)第十七頁(yè)，共117頁(yè)。第十七頁(yè)，共117頁(yè)。3.1.3100Mbit/s快速以太網(wǎng)技術(shù)

快速以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)第十八頁(yè)，共117頁(yè)。第十八頁(yè)，共117頁(yè)。快速以太網(wǎng)系統(tǒng)組成

網(wǎng)絡(luò)組成部分包括：網(wǎng)卡（外置或內(nèi)置收發(fā)器），收發(fā)器（外置）與收發(fā)器電纜和光纜，集線(xiàn)器，雙絞線(xiàn)及光纜媒體。收發(fā)器稱(chēng)為光釬收發(fā)器，收發(fā)器與集線(xiàn)器連接的端口為UTP/RJ-45，采用光纜連接的兩個(gè)收發(fā)器的端口為100BaseFX。所有媒體上均傳輸100Mbit/s的信息。第十九頁(yè)，共117頁(yè)。第十九頁(yè)，共117頁(yè)?？焖僖蕴W(wǎng)自動(dòng)協(xié)商

網(wǎng)卡和集線(xiàn)器的端口RJ-45上可能支持多種工作模式，可能是100BaseTX、T2或T4，也可能是10BaseT，還可能是全雙工模式。因此當(dāng)兩個(gè)設(shè)備端口間進(jìn)行連接時(shí)，為了達(dá)到邏輯上的互通，可以人工進(jìn)行工作模式的配置。

對(duì)于設(shè)備所支持的工作模式必須進(jìn)行自動(dòng)協(xié)商的優(yōu)先級(jí)排隊(duì)。優(yōu)先級(jí)別可定為7級(jí)，100baseT2全雙工為最高優(yōu)先級(jí)，100BaseTX全雙工為第二優(yōu)先級(jí)等。兩個(gè)支持自動(dòng)協(xié)商功能的設(shè)備，其端口間在UTP連接并進(jìn)行加電后，首先就在端口間進(jìn)行自動(dòng)協(xié)商，協(xié)商的結(jié)果獲得了兩者所擁有的共同最佳工作模式。例如，如果雙方都具有10BaseT和100BaseTX工作模式，則自動(dòng)協(xié)商后，按共同的高優(yōu)先級(jí)工作模式進(jìn)行自動(dòng)配置，最后端口間確定按100BaseTX工作模式進(jìn)行工作。第二十頁(yè)，共117頁(yè)。第二十頁(yè)，共117頁(yè)?？焖僖蕴W(wǎng)10/100Mbit/s自適應(yīng)

端口間10Mbit/s與100Mbit/s傳輸率的自動(dòng)匹配功能，或稱(chēng)為10Mbit/s/100Mbit/s自適應(yīng)功能顯然能滿(mǎn)足以上的要求。當(dāng)一個(gè)原有的10BaseT系統(tǒng)欲過(guò)渡或升級(jí)到100BaseTX系統(tǒng)，并非所有的站都需要升級(jí)而置換成100BaseTX的網(wǎng)卡。在過(guò)渡的系統(tǒng)中，一部分的站為了得到高帶寬而置換成100Mbit/s網(wǎng)卡，而大部站可能仍處在10BaseT工作模式上。此時(shí)必須更換10BaseT集線(xiàn)器，而新的100BaseTX集線(xiàn)器的端口必須具有自動(dòng)協(xié)商功能才能達(dá)到過(guò)渡的目的。10Mbit/s/100Mbit/s自適應(yīng)的處理過(guò)程就會(huì)發(fā)生在原有10BaseT網(wǎng)卡和新的100BaseTX集成器的端口間UTP上。第二十一頁(yè)，共117頁(yè)。第二十一頁(yè)，共117頁(yè)。

1Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)生

1Gbit/s以太網(wǎng)在作為骨干網(wǎng)絡(luò)時(shí)能夠在不降低性能的前提下支持更多的網(wǎng)絡(luò)分段和結(jié)點(diǎn)。首先它能夠聚集下層交換機(jī)，提供超高速交換路徑；其次，它能將主服務(wù)器資源與各分支設(shè)備連接，以解決現(xiàn)存的快速以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)的瓶頸問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)主干上有了1Gbit/s以太網(wǎng)交換機(jī)的支持，可以把原來(lái)的100BaseT系統(tǒng)設(shè)備遷移到低層，這樣主干上實(shí)現(xiàn)了無(wú)阻塞，低層又能分享到更多的帶寬。1Gbit/s以太網(wǎng)是10M/100Mbit/s以太網(wǎng)的自然“進(jìn)化”，它不僅僅使系統(tǒng)增加了帶寬，而且還帶來(lái)了通信服務(wù)質(zhì)量，這一切都是在低開(kāi)銷(xiāo)的條件下實(shí)現(xiàn)的。3.1.41Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)

第二十二頁(yè)，共117頁(yè)。第二十二頁(yè)，共117頁(yè)。

1Gbit/s以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和功能模塊

第二十三頁(yè)，共117頁(yè)。第二十三頁(yè)，共117頁(yè)。

1Gbit/s以太網(wǎng)由于PHY層上包括了眾多的功能模塊，其中包括兩類(lèi)編碼/譯譯碼方案，三種收發(fā)器方案，使用了三類(lèi)媒體，支持全雙工或半雙工。綜合各種PHY層上的功能，把它們歸納成兩種實(shí)現(xiàn)技術(shù)；即1000BaseX和1000BaseT。在同一個(gè)MAC子層下面的PHY層中包括了1000BaseX（8B/10B編碼方式）和1000BaseT（非屏蔽銅線(xiàn)編碼方式）兩種技術(shù)；1000BaseX中又包括了1000BaseLX、1000BaseSX以及1000BaseCX，它們分別對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的編碼/譯碼技術(shù)、收發(fā)器和傳輸媒體。1000BaseT的物理層功能與1000BaseX差別較大，有其相應(yīng)的編碼/譯碼技術(shù)、收發(fā)器及傳輸媒體。1Gbit/s以太網(wǎng)按PHY層分類(lèi)

第二十四頁(yè)，共117頁(yè)。第二十四頁(yè)，共117頁(yè)。

幀護(hù)展技術(shù)在半雙工模式下，由于CSMA/CD機(jī)理的約束，產(chǎn)生了碰撞槽和碰撞域的概念。由于要在發(fā)送幀的同時(shí)能檢測(cè)到媒體上發(fā)生的碰撞現(xiàn)象，就要求發(fā)送幀限定最小長(zhǎng)度，在一定的傳輸率下，最小幀長(zhǎng)度與碰撞域的地理范圍成正比關(guān)系；即最小幀長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則半雙工模式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)跨距越大。在10Mbit/s傳輸率情況下，802.3標(biāo)準(zhǔn)中定義最小幀長(zhǎng)度為64字節(jié)，即512位數(shù)字信號(hào)長(zhǎng)度。第二十五頁(yè)，共117頁(yè)。第二十五頁(yè)，共117頁(yè)。

幀突發(fā)技術(shù)

幀突發(fā)在千兆位以太網(wǎng)上是一種可選功能，它使一個(gè)主機(jī)（特別是服務(wù)器）一次能連續(xù)發(fā)送多個(gè)幀，如圖所示。當(dāng)一個(gè)主機(jī)需要發(fā)送很多短幀時(shí)，該主機(jī)先試圖發(fā)送第一幀，該幀可能是附加了擴(kuò)展位的幀。一旦第一個(gè)幀發(fā)送成功，則具有幀突發(fā)功能的該主機(jī)就能夠繼續(xù)發(fā)送其他幀，直到幀突發(fā)的總長(zhǎng)度達(dá)到1500字節(jié)為止。為了使得在幀突發(fā)過(guò)程中，媒體始終處在“忙狀態(tài)”，必須在幀間的間隙時(shí)間中，發(fā)送站發(fā)送非“0”“1”數(shù)值符號(hào)，以避免其他站點(diǎn)在幀間隙時(shí)間中占領(lǐng)媒體而中斷本站的幀突發(fā)過(guò)程。第二十六頁(yè)，共117頁(yè)。第二十六頁(yè)，共117頁(yè)。3.1.510Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)

萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)第二十七頁(yè)，共117頁(yè)。第二十七頁(yè)，共117頁(yè)。

萬(wàn)兆以太網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合

教育網(wǎng)的應(yīng)用

數(shù)據(jù)中心出口的應(yīng)用10GE在城域網(wǎng)中的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面：①直接采用10GE取代原來(lái)傳輸鏈路，作為城域網(wǎng)骨干。②通過(guò)10GE粗波分復(fù)用（CWDM）接口或WAN接口與城域網(wǎng)的傳輸設(shè)備相連接，充分利用已有的SDH或DWDM骨干傳輸資源。對(duì)于城域網(wǎng)的應(yīng)用，由于當(dāng)前寬帶業(yè)務(wù)并未廣泛開(kāi)展，人們對(duì)單端口10Gbit/s骨干網(wǎng)的帶寬沒(méi)有迫切需求，所以10Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)相對(duì)其他替代的鏈路層技術(shù)（如2.5GPOS、捆綁的千兆以太網(wǎng)）并沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)。Cisco、JUNIPER、華為和銳捷等公司已推出10G以太網(wǎng)交換機(jī)（依據(jù)802.3ae草案實(shí)現(xiàn)），目前在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用處于發(fā)展階段。第二十八頁(yè)，共117頁(yè)。第二十八頁(yè)，共117頁(yè)。EP0N技術(shù)EPON速率1.25G接入網(wǎng)核心網(wǎng)駐地網(wǎng)3.1.6以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第二十九頁(yè)，共117頁(yè)。第二十九頁(yè)，共117頁(yè)。EPON與傳統(tǒng)交換機(jī)組網(wǎng)主要區(qū)別

第三十頁(yè)，共117頁(yè)。第三十頁(yè)，共117頁(yè)。4.2低層設(shè)備性能與使用集線(xiàn)器性能與使用收發(fā)器性能與使用網(wǎng)卡的功能與使用第三十一頁(yè)，共117頁(yè)。第三十一頁(yè)，共117頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在OSI模型中的位置收發(fā)器第三十二頁(yè)，共117頁(yè)。第三十二頁(yè)，共117頁(yè)。4.2.1集線(xiàn)器性能與使用集線(xiàn)器就像一個(gè)星型結(jié)構(gòu)的多端口轉(zhuǎn)發(fā)器，每個(gè)端口都具有發(fā)送與接收數(shù)據(jù)的能力。當(dāng)某個(gè)端口收到連在該端口上的主機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)時(shí)，就轉(zhuǎn)發(fā)至其它端口。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)之前，每個(gè)端口都對(duì)它進(jìn)行再生、整形，并重新定時(shí)。集線(xiàn)器工作在OSI七層模型的物理層，不能提供沖突隔離作用，相當(dāng)于一個(gè)多端口的中繼器。集線(xiàn)器的沖突域上諸站點(diǎn)通信量的總和應(yīng)小于總線(xiàn)上無(wú)沖突地全速通信時(shí)通信量的1/3。10Mbit/s的以太網(wǎng)上各站點(diǎn)的總通信需求應(yīng)當(dāng)不大于3Mbit/s，100Mbit/s以太網(wǎng)上各站點(diǎn)的總通信需求應(yīng)當(dāng)不大于30Mbit/s。數(shù)據(jù)在集線(xiàn)器傳輸特性第三十三頁(yè)，共117頁(yè)。第三十三頁(yè)，共117頁(yè)。4.2.2收發(fā)器性能與使用收發(fā)器是一種在數(shù)據(jù)傳輸中實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換或介質(zhì)轉(zhuǎn)換的設(shè)備。例如，將100MpbsUTP轉(zhuǎn)接為100Mpbs多模光纜。該設(shè)備工作在OSI七層模型的物理層，不能提供沖突隔離作用。光收發(fā)器一般采用高性能芯片，高品質(zhì)光收發(fā)一體模塊。性能較穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，與常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均能正常連接使用。適用于建筑樓宇局域網(wǎng)之間的光纜連接，也可用于用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)與電信、廣電等寬帶網(wǎng)絡(luò)連接。第三十四頁(yè)，共117頁(yè)。第三十四頁(yè)，共117頁(yè)。

以太網(wǎng)卡的功能結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)卡的接口類(lèi)型與選型以太網(wǎng)卡的安裝與調(diào)試

4.2.3以太網(wǎng)絡(luò)接口卡第三十五頁(yè)，共117頁(yè)。第三十五頁(yè)，共117頁(yè)。以太網(wǎng)卡的功能結(jié)構(gòu)第三十六頁(yè)，共117頁(yè)。第三十六頁(yè)，共117頁(yè)。以太網(wǎng)卡的接口類(lèi)型與選型AUI接口（粗纜接口）BNC接口（細(xì)纜接口）RJ-45接口（五類(lèi)雙絞線(xiàn)）雙口網(wǎng)卡（RJ-45和BNC接口）

DGE-550SX

PCI千兆位以太網(wǎng)光纖網(wǎng)卡DGE-550T

PCI千兆位以太網(wǎng)服務(wù)器銅纜網(wǎng)卡DFE-530TX

10/100MPCI快速以太網(wǎng)卡DFE-550TX

PCI快速以太網(wǎng)網(wǎng)卡DFE-550FX

PCI快速以太網(wǎng)網(wǎng)卡第三十七頁(yè)，共117頁(yè)。第三十七頁(yè)，共117頁(yè)。IP地址和相關(guān)參數(shù)設(shè)置

以太網(wǎng)卡的安裝與調(diào)試Ping127.0.0.1（自環(huán)地址）或Ping202.207.160.206第三十八頁(yè)，共117頁(yè)。第三十八頁(yè)，共117頁(yè)。交換機(jī)組成技術(shù)交換機(jī)基本配置與連接交換機(jī)的網(wǎng)橋技術(shù)交換機(jī)的交換技術(shù)4.3交換機(jī)基本技術(shù)與配置第三十九頁(yè)，共117頁(yè)。第三十九頁(yè)，共117頁(yè)。4.3.1交換機(jī)組成技術(shù)交換機(jī)從本質(zhì)看是一臺(tái)特殊的計(jì)算機(jī)，主要由CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器、I/O接口等部件組成。交換機(jī)接口主要是以太網(wǎng)接口，用于將交換機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)。如10/100Mbit/s自適應(yīng)電口，1000Mbit/s光口。交換機(jī)還有Console口，該端口為異步端口，主要連接終端或支持終端仿真程序的計(jì)算機(jī)，在本地配置交換機(jī)

第四十頁(yè)，共117頁(yè)。第四十頁(yè)，共117頁(yè)。交換機(jī)內(nèi)存分類(lèi)和用途第四十一頁(yè)，共117頁(yè)。第四十一頁(yè)，共117頁(yè)。4.3.2交換機(jī)基本配置與連接設(shè)置主機(jī)名。PC機(jī)“超級(jí)終端”與交換機(jī)建立連接后，操作界面出現(xiàn)交換機(jī)普通用戶(hù)操作提示符“＞”，輸入“enable”回車(chē)后，進(jìn)入特權(quán)用戶(hù)提示符“#”，即可設(shè)置主機(jī)名第四十二頁(yè)，共117頁(yè)。第四十二頁(yè)，共117頁(yè)。交換機(jī)基本配置配置密碼。全局配置模式可設(shè)置普通用戶(hù)口令和特權(quán)用戶(hù)口令。接口基本配置。交換機(jī)出廠(chǎng)（默認(rèn)）時(shí)，交換機(jī)的以太網(wǎng)接口是開(kāi)啟的。使用時(shí)，交換機(jī)的以太網(wǎng)接口可配置雙工通信模式和速率等

第四十三頁(yè)，共117頁(yè)。第四十三頁(yè)，共117頁(yè)。管理地址配置。交換機(jī)運(yùn)行時(shí)可通過(guò)Telnet登錄，進(jìn)行配置管理。這時(shí)，交換機(jī)需要配置一個(gè)IP地址，以便能通過(guò)PC進(jìn)行Telnet。通常，交換機(jī)管理地址是在VLAN（虛擬子網(wǎng)）接口上配置的。設(shè)置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)IP地址，可使不同VLAN的PC機(jī)也能Telnet登錄該交換機(jī)，進(jìn)行運(yùn)行管理。交換機(jī)基本配置保存配置。以上配置操作完成后，需要將配置程序保存在NVRAM。在特權(quán)用戶(hù)模式下，使用“wr”命令或“copyrunning-configstartup-config”命令將配置程序保存。第四十四頁(yè)，共117頁(yè)。第四十四頁(yè)，共117頁(yè)。交換機(jī)連接兩臺(tái)交換機(jī)連接時(shí)，采用連接線(xiàn)纜分別連接兩臺(tái)設(shè)備的對(duì)應(yīng)端口。兩臺(tái)交換機(jī)的管理IP地址設(shè)置為同一VLAN的子網(wǎng)地址按照以上操作步驟，設(shè)置SW2的主機(jī)名、密碼、接口通信模式和速率，以及管理地址等內(nèi)容。SW2的F0/1接口通信模式與速率要同SW1的F0/1接口通信模式與速率一致，如均設(shè)置為全雙工、100Mbit/s。第四十五頁(yè)，共117頁(yè)。第四十五頁(yè)，共117頁(yè)。網(wǎng)橋工作原理

4.3.3交換機(jī)的網(wǎng)橋技術(shù)網(wǎng)橋（bridge）工作在數(shù)據(jù)鏈路層，根據(jù)MAC地址（物理地址）進(jìn)行數(shù)據(jù)幀接收、地址過(guò)濾與數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)幀交換。（1）接收（2）轉(zhuǎn)發(fā)（3）過(guò)濾第四十六頁(yè)，共117頁(yè)。第四十六頁(yè)，共117頁(yè)。交換機(jī)的幀交換規(guī)則

4.3.3交換機(jī)的網(wǎng)橋技術(shù)（1）如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址是廣播地址或者組播地址，則向交換機(jī)所有端口轉(zhuǎn)發(fā)（除數(shù)據(jù)幀來(lái)的端口）；（2）如果數(shù)據(jù)幀的目的地址是單播地址，但這個(gè)地址并不在交換機(jī)的地址表中，那么也會(huì)向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)（除數(shù)據(jù)幀來(lái)的端口）；（3）如果數(shù)據(jù)幀的目的地址在交換機(jī)的地址表中，那么就根據(jù)地址表轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口；（4）如果數(shù)據(jù)幀的目的地址與數(shù)據(jù)幀的源地址在一個(gè)網(wǎng)段上，它就會(huì)丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)幀，交換也就不會(huì)發(fā)生。第四十七頁(yè)，共117頁(yè)。第四十七頁(yè)，共117頁(yè)。交換機(jī)的幀交換過(guò)程第四十八頁(yè)，共117頁(yè)。第四十八頁(yè)，共117頁(yè)。構(gòu)造維護(hù)交換地址表交換機(jī)的交換地址表中，一條表項(xiàng)主要由一個(gè)主機(jī)MAC地址和該地址位于的交換機(jī)端口號(hào)組成。整張地址表的生成采用動(dòng)態(tài)自學(xué)習(xí)的方法，即當(dāng)交換機(jī)收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀以后，將數(shù)據(jù)幀的源地址和輸入端口記錄在交換地址表中。例如Cisco交換機(jī)，將交換地址表放置在內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器（CAM，ContentAddressableMemory）中，因此也被稱(chēng)為CAM表。當(dāng)然，在存放交換地址表項(xiàng)之前，交換機(jī)首先應(yīng)該查找地址表中是否已經(jīng)存在該源地址的匹配表項(xiàng)，僅當(dāng)匹配表項(xiàng)不存在時(shí)才能存儲(chǔ)該表項(xiàng)。每一條地址表項(xiàng)都有一個(gè)時(shí)間標(biāo)記，用來(lái)指示該表項(xiàng)存儲(chǔ)的時(shí)間周期。地址表項(xiàng)每次被使用或者被查找時(shí)，表項(xiàng)的時(shí)間標(biāo)記就會(huì)被更新。如果在一定的時(shí)間范圍內(nèi)地址表項(xiàng)仍然沒(méi)有被引用，它就會(huì)從地址表中被移走。因此，交換地址表中所維護(hù)的是有效和精確的主機(jī)MAC地址與交換機(jī)端口對(duì)應(yīng)信息。第四十九頁(yè)，共117頁(yè)。第四十九頁(yè)，共117頁(yè)。采用軟件實(shí)現(xiàn)每個(gè)網(wǎng)橋有一個(gè)生成樹(shù)每個(gè)網(wǎng)橋一般不能多于16口橋接基于硬件實(shí)現(xiàn)(ASIC)每個(gè)交換機(jī)內(nèi)有多棵生成樹(shù)交換機(jī)可以有非常多的端口交換橋接和交換的對(duì)比第五十頁(yè)，共117頁(yè)。第五十頁(yè)，共117頁(yè)。地址學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)發(fā)/過(guò)濾決定的過(guò)程數(shù)據(jù)鏈路層交換(橋接)的運(yùn)行細(xì)節(jié)第五十一頁(yè)，共117頁(yè)。第五十一頁(yè)，共117頁(yè)。交換機(jī)動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)MAC地址并將它存在內(nèi)容可尋址內(nèi)存(CAM—content-addressablememory)每次交換機(jī)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，向交換表中存放一個(gè)地址項(xiàng)，并且在該項(xiàng)上加上時(shí)間戳當(dāng)CAM中已有的相關(guān)地址的每個(gè)數(shù)據(jù)幀到達(dá)后，表中地址相關(guān)的項(xiàng)的時(shí)間戳將被更新當(dāng)?shù)刂返臅r(shí)間戳過(guò)期后，該項(xiàng)將從表中刪除上述更新辦法將使得交換表維持在一個(gè)較小的規(guī)模LAN交換機(jī)如何學(xué)習(xí)地址第五十二頁(yè)，共117頁(yè)。第五十二頁(yè)，共117頁(yè)。初始狀態(tài)下，MAC地址表是空的MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3ABCD地址學(xué)習(xí)第五十三頁(yè)，共117頁(yè)。第五十三頁(yè)，共117頁(yè)。A站發(fā)送一幀數(shù)據(jù)到C站交換機(jī)(網(wǎng)橋)通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀中的源地址，發(fā)現(xiàn)A站的MAC地址是在E0端口所連接的網(wǎng)段上，將這個(gè)關(guān)系項(xiàng)紀(jì)錄到地址表中A站到C站的這個(gè)數(shù)據(jù)幀將被發(fā)送到E1、E2、E3(未知目的地狀況下的單播——unknownunicast)MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111E0E1E2E3DCBAData0260.8c01.1111FCSLength0260.8c01.2222Preamble地址學(xué)習(xí)第五十四頁(yè)，共117頁(yè)。第五十四頁(yè)，共117頁(yè)。C站發(fā)送一幀數(shù)據(jù)到D站交換機(jī)(網(wǎng)橋)通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀中的源地址，發(fā)現(xiàn)C站的MAC地址是在E2端口所連接的網(wǎng)段上，將這個(gè)關(guān)系項(xiàng)紀(jì)錄到地址表中C站到D站的這個(gè)數(shù)據(jù)幀將被擴(kuò)散發(fā)送到E0、E1、E3(未知目的地狀況下的單播——unknownunicast)MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E0E1E2E3DCABData0260.8c01.2222FCSLength0260.8c01.4444Preamble地址學(xué)習(xí)第五十五頁(yè)，共117頁(yè)。第五十五頁(yè)，共117頁(yè)。A站發(fā)送一幀數(shù)據(jù)到C站目的地已知，數(shù)據(jù)幀不需要廣播，則直接轉(zhuǎn)發(fā)到E2端口的網(wǎng)段上E0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.44440260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3XXDCABMAC地址表Data0260.8c01.1111FCSLength0260.8c01.2222Preamble交換機(jī)如何過(guò)濾數(shù)據(jù)幀第五十六頁(yè)，共117頁(yè)。第五十六頁(yè)，共117頁(yè)。組播:指向一組邏輯分組站點(diǎn)的特殊地址 01-XX-XX-XX-XX-XX廣播:用于和網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)通訊的地址 FF-FF-FF-FF-FF-FF廣播和組播地址第五十七頁(yè)，共117頁(yè)。第五十七頁(yè)，共117頁(yè)。D站發(fā)送一個(gè)廣播或組播的數(shù)據(jù)幀這些幀將被轉(zhuǎn)發(fā)到E0、E1、E2端口所連的網(wǎng)絡(luò)上0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3DCABE0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.4444MAC地址表Data0260.8c01.1111FCSLengthFFFF.FFFF.FFFFPreamble廣播和組播數(shù)據(jù)幀第五十八頁(yè)，共117頁(yè)。第五十八頁(yè)，共117頁(yè)。存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)接受整個(gè)數(shù)據(jù)幀，在轉(zhuǎn)發(fā)到目的地之前，計(jì)算并校驗(yàn)數(shù)據(jù)幀末尾的CRC值直通(Cut-through)快速轉(zhuǎn)發(fā)交換—在接受并讀取了數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址后就開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀優(yōu)點(diǎn)：降低延遲缺點(diǎn)：會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)4.3.4交換機(jī)的交換技術(shù)

自由分段交換—在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀之前，需要檢查該數(shù)據(jù)幀是否是沖突的幀。通常由于某些網(wǎng)絡(luò)要求數(shù)據(jù)幀必須大于64字節(jié)，因此，該方式下一般將過(guò)濾掉小于64字節(jié)的數(shù)據(jù)幀優(yōu)點(diǎn)：減少轉(zhuǎn)發(fā)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀缺點(diǎn)：增加延遲第五十九頁(yè)，共117頁(yè)。第五十九頁(yè)，共117頁(yè)。交換機(jī)具備兩個(gè)基本的功能：基于MAC地址建立和維護(hù)交換表(類(lèi)似于網(wǎng)橋表)將數(shù)據(jù)幀交換到連接到目的地的接口交換機(jī)和網(wǎng)橋的區(qū)別交換機(jī)的運(yùn)行速度較快通過(guò)微分段技術(shù)，交換機(jī)有創(chuàng)建虛擬局域網(wǎng)(VLANs)的能力網(wǎng)橋中的數(shù)據(jù)交換通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)；交換機(jī)則采用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換(叫做“交換結(jié)構(gòu)”“switchfabric”)交換機(jī)的運(yùn)行方式第六十頁(yè)，共117頁(yè)。第六十頁(yè)，共117頁(yè)。4.4VLAN技術(shù)與路由配置虛擬局域網(wǎng)技術(shù)VLAN管理與多層交換VLAN間路由通信交換機(jī)性能與連接技術(shù)局域網(wǎng)交換機(jī)選型第六十一頁(yè)，共117頁(yè)。第六十一頁(yè)，共117頁(yè)。虛擬局域網(wǎng)概述交換網(wǎng)絡(luò)中的問(wèn)題在交換機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)里，所有主機(jī)都在同一個(gè)廣播域中一臺(tái)主機(jī)發(fā)出的廣播，其余所有主機(jī)都能夠收到。廣播域部門(mén)之間D部門(mén)數(shù)據(jù)C部門(mén)數(shù)據(jù)A部門(mén)數(shù)據(jù)B部門(mén)數(shù)據(jù)第六十二頁(yè)，共117頁(yè)。第六十二頁(yè)，共117頁(yè)。虛擬局域網(wǎng)概述傳統(tǒng)解決方法-利用路由器劃分子網(wǎng)一樓二樓三樓第六十三頁(yè)，共117頁(yè)。第六十三頁(yè)，共117頁(yè)。虛擬局域網(wǎng)概述解決方法-虛擬局域網(wǎng)技術(shù)通過(guò)VLAN技術(shù)可以分割廣播員一樓二樓三樓第六十四頁(yè)，共117頁(yè)。第六十四頁(yè)，共117頁(yè)。虛擬局域網(wǎng)概述VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）

VLAN是在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上劃分出來(lái)的邏輯網(wǎng)絡(luò)，它不受網(wǎng)絡(luò)端口的實(shí)際物理位置的限制，有著和普通物理網(wǎng)絡(luò)相同的屬性，第二層的廣播幀僅在一個(gè)VLAN內(nèi)擴(kuò)散，而不會(huì)進(jìn)入其他的VLAN之中。第六十五頁(yè)，共117頁(yè)。第六十五頁(yè)，共117頁(yè)。虛擬局域網(wǎng)概述劃分VLAN的方法—基于端口的VLAN基于交換機(jī)的端口(一個(gè)端口只屬于一個(gè)VLAN)F0/1F0/2F0/3PortVLAN設(shè)置在連接主機(jī)的端口第六十六頁(yè)，共117頁(yè)。第六十六頁(yè)，共117頁(yè)。虛擬局域網(wǎng)原理Port-VLAN原理交換機(jī)端口MAC地址VLANIDF0/1A10F0/2B20F0/3C10ABACXF0/1F0/2F0/3VLAN20VLAN10VLAN10ABC第六十七頁(yè)，共117頁(yè)。第六十七頁(yè)，共117頁(yè)。虛擬局域網(wǎng)原理Tag-VLAN---跨交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLANA交換機(jī)1交換機(jī)2BVLAN10VLAN20F0/24F0/5F0/24F0/15CVLAN10F0/5TagVLAN特點(diǎn)傳輸多個(gè)VLAN的信息實(shí)現(xiàn)同一VLAN跨越不同的交換機(jī)要求Trunk至少要100M第六十八頁(yè)，共117頁(yè)。第六十八頁(yè)，共117頁(yè)。虛擬局域網(wǎng)原理Tag-VLAN原理Trunk端口:直接與交換機(jī)相連的端口。Trunk端口可以識(shí)別和發(fā)送802.1Q報(bào)文SwitchAVLAN30VLAN20VLAN10VLAN30VLAN20VLAN10SwitchBVLAN30VLAN20VLAN10VLAN30VLAN20VLAN10TagVLANTagVLAN設(shè)置在連接交換機(jī)的端口TagVLAN:一個(gè)端口屬于多個(gè)VLAN

第六十九頁(yè)，共117頁(yè)。第六十九頁(yè)，共117頁(yè)。虛擬局域網(wǎng)原理IEEE802.1Q數(shù)據(jù)幀標(biāo)記協(xié)議標(biāo)識(shí)（TPID）:固定值0x8100,表示該幀載有802.1Q標(biāo)記信息標(biāo)記控制信息（TCI）:Priority：3比特，表示優(yōu)先級(jí)Canonicalformatindicator：1比特，表示總線(xiàn)型以太網(wǎng)、FDDI、令牌環(huán)網(wǎng)VlanID：12比特，表示VID，范圍1－4094目的,源MAC地址類(lèi)型,數(shù)據(jù)重新計(jì)算幀檢測(cè)序列2字節(jié)標(biāo)記協(xié)議標(biāo)識(shí)

2字節(jié)標(biāo)記控制信息第七十頁(yè)，共117頁(yè)。第七十頁(yè)，共117頁(yè)。虛擬局域網(wǎng)原理IEEE802.1Q工作原理802.1Q工作特點(diǎn)：802.1Q數(shù)據(jù)幀傳輸對(duì)于用戶(hù)是完全透明的。Trunk上默認(rèn)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)上存在的所有VLAN的數(shù)據(jù)。交換機(jī)在從Trunk口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)前會(huì)在數(shù)據(jù)打上個(gè)Tag標(biāo)簽，在到達(dá)另一交換機(jī)后，再剝?nèi)ゴ藰?biāo)簽。A交換機(jī)1交換機(jī)2B數(shù)據(jù)幀Tag標(biāo)簽TrunkTrunk第七十一頁(yè)，共117頁(yè)。第七十一頁(yè)，共117頁(yè)。VLAN間路由VLAN間的主機(jī)為不同網(wǎng)段內(nèi)的主機(jī)，不能互相通信需要通過(guò)三層設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)才可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)在三層交換機(jī)上為各VLAN配置SVI接口，利用三層交換機(jī)的路由功能可以實(shí)現(xiàn)VLAN間的路由通過(guò)路由器的子接口，可以實(shí)現(xiàn)VLAN間的路由第七十二頁(yè)，共117頁(yè)。第七十二頁(yè)，共117頁(yè)。三層交換實(shí)現(xiàn)VLAN間路由分別創(chuàng)建每個(gè)VLAN的SVI接口，并配置IP地址三層交換機(jī)和二層交換機(jī)通過(guò)trunk鏈路相連192.168.1.0/24VLAN10192.168.3.0/24VLAN20192.168.4.0/24VLAN30192.168.2.0/24VLAN40F0/3F0/1F0/1F0/2F0/2F0/3F0/1F0/2第七十三頁(yè)，共117頁(yè)。第七十三頁(yè)，共117頁(yè)。VLAN的劃分步驟交換機(jī)上定義VLAN將交換機(jī)的端口定義到已經(jīng)定義好的VLAN中設(shè)置trunk端口在三層交換機(jī)上為各VLAN配置SVI接口，利用三層交換機(jī)的路由功能可以實(shí)現(xiàn)VLAN間的路由。第七十四頁(yè)，共117頁(yè)。第七十四頁(yè)，共117頁(yè)。VLAN設(shè)計(jì)原則按部門(mén)或業(yè)務(wù)特點(diǎn)確定如何劃分VLANVLAN的劃分和設(shè)計(jì)與IP地址的分配是密切相關(guān)的，不同VLAN內(nèi)的主機(jī)需要使用不同子網(wǎng)的IP地址VLAN的劃分和設(shè)計(jì)要考慮一個(gè)VLAN的主機(jī)數(shù)量不宜過(guò)多VLAN的劃分不宜太細(xì)。因?yàn)閂LAN劃分太細(xì)，將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中VLAN的數(shù)量很多，給VLAN的管理、IP地址的分配都帶來(lái)一些不便，并且容易造成IP地址浪費(fèi)。第七十五頁(yè)，共117頁(yè)。第七十五頁(yè)，共117頁(yè)。配置PortVLAN-Access創(chuàng)建VLAN10，將它命名為test的例子Switch#configureterminalSwitch(config)#vlan10Switch(config-vlan)#nametestSwitch(config-vlan)#end把fastethernet0/10作為access口加入了VLAN10

Switch#configureterminalSwitch(config)#interfacefastethernet0/10Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan10Switch(config-if)#end第七十六頁(yè)，共117頁(yè)。第七十六頁(yè)，共117頁(yè)。配置PortVLAN-Access將一組接口加入某一個(gè)VLANSwitch(config)#interfacerangefastethernet0/1-10,0/15,0/20Switch(config-if-range)#switchportaccessvlan20注：連續(xù)接口0/1-10，不連續(xù)接口用逗號(hào)隔開(kāi)，但一定要寫(xiě)明模塊編號(hào)第七十七頁(yè)，共117頁(yè)。第七十七頁(yè)，共117頁(yè)。配置TagVLAN-Trunk把F0/24配成Trunk口Switch#configureterminalSwitch(config)#interfacefastethernet0/1Switch(config-if)#switchportmodetrunk第七十八頁(yè)，共117頁(yè)。第七十八頁(yè)，共117頁(yè)。配置三層交換機(jī)三層交換機(jī)配置路由接口的兩種方法1、采用SVI方式（switchvirtualinterface）Switch(config)#interfacevlan10Switch(config-if)#ipaddress192.168.1.1.255255.255.0Switch(config-if)#noshutdown采用開(kāi)啟三層交換機(jī)物理接口的路由功能的方式Switch(config)#interfacefastethernet0/5Switch(config-if)#noswitchportSwitch(config-if)#ipaddress192.168.1.1255.255.255.0Switch(config-if)#noshutdown關(guān)閉物理接口路由功能Switch(config-if)#switchport第七十九頁(yè)，共117頁(yè)。第七十九頁(yè)，共117頁(yè)。案例分析1案例背景某證券公司現(xiàn)有的局域網(wǎng)建成于1999年，網(wǎng)絡(luò)采用了100BASE-TX交換到桌面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這在當(dāng)時(shí)是十分先進(jìn)的，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示。第八十頁(yè)，共117頁(yè)。第八十頁(yè)，共117頁(yè)。案例分析案例背景在4臺(tái)接入層交換機(jī)上分別接入6個(gè)部門(mén)的82臺(tái)PC機(jī)。該公司的部門(mén)設(shè)置如下圖所示。證券公司營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)部投資業(yè)務(wù)部人力資源部計(jì)劃財(cái)務(wù)部網(wǎng)絡(luò)工程部總裁辦公室第八十一頁(yè)，共117頁(yè)。第八十一頁(yè)，共117頁(yè)。案例分析VLAN設(shè)計(jì):經(jīng)分析，可以將局域網(wǎng)內(nèi)的終端按部門(mén)劃分為6個(gè)部分，加上機(jī)房設(shè)備共為7個(gè)部分，每一部分為一個(gè)虛擬局域網(wǎng)，每一個(gè)虛擬子網(wǎng)采用C類(lèi)IP地址作為網(wǎng)絡(luò)地址，劃分的詳細(xì)情況如下表所示。第八十二頁(yè)，共117頁(yè)。第八十二頁(yè)，共117頁(yè)。案例拓?fù)鋱D

原有的核心交換機(jī)由于不支持三層交換，所以不能再作為核心交換機(jī)使用，可將其作為接入層交換機(jī)使用。核心交換機(jī)采用一臺(tái)支持三層交換的S3550-48交換機(jī)，配合原有的五臺(tái)S2126G交換機(jī)作為接入層交換機(jī)構(gòu)成通信子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示。第八十三頁(yè)，共117頁(yè)。第八十三頁(yè)，共117頁(yè)。案例分析-VLAN設(shè)計(jì)為保證網(wǎng)絡(luò)的整體性能，保證核心交換機(jī)三層交換功能的有效發(fā)揮，將采基于端口的虛擬局域網(wǎng)技術(shù)劃分虛擬局域網(wǎng)。交換機(jī)端口分配如下表所示。第八十四頁(yè)，共117頁(yè)。第八十四頁(yè)，共117頁(yè)。VLAN設(shè)計(jì)案例二

第八十五頁(yè)，共117頁(yè)。第八十五頁(yè)，共117頁(yè)。VTP技術(shù)。VTP（VLANTrunkProtocol）提供了一種在交換機(jī)管理VLAN的方法。VTP的三種模式。

服務(wù)器（Server）模式客戶(hù)機(jī)（client）模式透明（transparence）模式4.4.2VLAN與多層交換

第八十六頁(yè)，共117頁(yè)。第八十六頁(yè)，共117頁(yè)。多層交換（MLS，MultilayerSwitching）為交換機(jī)提供基于硬件的第三層高性能交換。MLS采用先進(jìn)的專(zhuān)用集成電路（ASIC，ApplicationSpecificIntegratedCircuit）交換部件完成子網(wǎng)間的IP包交換，可以大大減輕路由器在處理數(shù)據(jù)包時(shí)所引起的過(guò)高時(shí)間延遲。4.4.2VLAN與多層交換

第八十七頁(yè)，共117頁(yè)。第八十七頁(yè)，共117頁(yè)。4.4.2VLAN與多層交換

MLS主要由以下三個(gè)部分組成：（1）多層路由處理器（MLS-RP）。MLS-RP相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)中的路由器，負(fù)責(zé)處理每個(gè)數(shù)據(jù)流的第一個(gè)數(shù)據(jù)包，協(xié)助MLS交換引擎（MLS-SE）在第三層的CAM（ContentAddressableMemory）中建立捷徑條目（ShortcutEntry）。MLS-RP可以是一個(gè)外部的路由器，也可以由三層交換機(jī)的路由交換模塊（RSM）來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）多層交換的交換引擎（MLS-SE）。MLS-SE負(fù)責(zé)處理轉(zhuǎn)發(fā)和重寫(xiě)數(shù)據(jù)包功能的交換實(shí)體。（3）多層交換協(xié)議（MLSP）。MLSP是一個(gè)協(xié)議，用來(lái)通過(guò)多層路由處理器（MLS-RP）對(duì)多層交換引擎進(jìn)行初始化。交換機(jī)利用專(zhuān)業(yè)化硬件ASIC進(jìn)行“一次路由，多次交換”處理數(shù)據(jù)包，速度相當(dāng)快，可以達(dá)到48~176Mbit/s甚至1000Mbit/s。第八十八頁(yè)，共117頁(yè)。第八十八頁(yè)，共117頁(yè)。VLAN間的信息傳遞交換機(jī)列表支持方式（TableMaintenance）。這種方式的工作步驟是：當(dāng)客戶(hù)機(jī)第一次在網(wǎng)絡(luò)上廣播其存在時(shí)，交換機(jī)就在自己內(nèi)置的地址列表中將客戶(hù)機(jī)的MAC地址或交換機(jī)的端口號(hào)與所屬虛擬網(wǎng)一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。并不斷的向其他交換機(jī)廣播。如果客戶(hù)機(jī)的虛擬網(wǎng)成員身分改變了，交換機(jī)中的地址列表將由網(wǎng)絡(luò)管理員在控制臺(tái)上手動(dòng)修改。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)充，大量用來(lái)升級(jí)交換機(jī)地址列表的廣播信息將導(dǎo)致主干網(wǎng)路上的擁塞。因此，這種方式并不太普及。幀標(biāo)簽方式（FrameTagging）。在這種形式下，每個(gè)數(shù)據(jù)包都在包頭位置插入了一個(gè)標(biāo)簽以顯示該數(shù)據(jù)幀屬于哪個(gè)虛擬網(wǎng)。不同廠(chǎng)家的標(biāo)簽長(zhǎng)度是不一樣的。有時(shí)，一個(gè)數(shù)據(jù)包加上標(biāo)簽后的長(zhǎng)度甚至超過(guò)了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所能處理的極限。另一個(gè)問(wèn)題是，數(shù)據(jù)包加上標(biāo)簽后使網(wǎng)絡(luò)負(fù)載加重了。TDM方式（TimeDivisionMultiplexing，時(shí)分復(fù)用）。TDM在虛擬網(wǎng)上的實(shí)現(xiàn)方式與它在廣域網(wǎng)上的實(shí)現(xiàn)方式非常類(lèi)似。在這里，每個(gè)虛擬網(wǎng)都將擁有自己的網(wǎng)絡(luò)通路。這樣，在一定程度上避免了前兩者方式中所遇到的問(wèn)題。但另一方面，屬于某一個(gè)虛擬網(wǎng)的時(shí)間片斷只能被該虛擬網(wǎng)的成員使用。所以，仍然有很多帶寬被浪費(fèi)了?，F(xiàn)在，非常流行的ATM網(wǎng)絡(luò)也允許內(nèi)部的兩個(gè)交換機(jī)之間交換虛擬網(wǎng)信息。與上述三種方式都不同的是，ATM使用一種被稱(chēng)作LANE（LANEmulation，局域網(wǎng)仿真）的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能。第八十九頁(yè)，共117頁(yè)。第八十九頁(yè)，共117頁(yè)。4.4.3VLAN間路由通信單臂路由。路由器的以太網(wǎng)接口較少（一般配置2~4個(gè)），使用路由器為不同VLAN提供通信，當(dāng)VLAN個(gè)數(shù)較多時(shí)，路由器的以太網(wǎng)接口無(wú)法直連多個(gè)VLAN的交換機(jī)。因此，提出了單臂路由解決方案。第三層交換。采用具有三層交換功能的交換機(jī)實(shí)現(xiàn)不同VLAN間的路由。從使用者角度看，這種三層交換機(jī)可看作是二層交換機(jī)和路由器的組合。第九十頁(yè)，共117頁(yè)。第九十頁(yè)，共117頁(yè)。單臂路由配置在S1上劃分VALN。PC1以“超級(jí)終端”方式進(jìn)入交換機(jī)的全局配置模式，建立VLAN2，將F0/2口設(shè)置為VLAN2。第九十一頁(yè)，共117頁(yè)。第九十一頁(yè)，共117頁(yè)。單臂路由配置在S1上建立連接路由器R1的Trunk。確定F0/1接口為T(mén)runk，在全局配置模式下，設(shè)置F0/1為T(mén)runk，并采用802.1Q協(xié)議封裝

。第九十二頁(yè)，共117頁(yè)。第九十二頁(yè)，共117頁(yè)。單臂路由配置在R1上建立連接交換機(jī)S1的Trunk子接口。PC1以“超級(jí)終端”方式進(jìn)入路由器的全局配置模式，確定F0/0為連接S1的物理接口。在F0/0口上分別建立子接口F0/0.1和F0/0.2，對(duì)子接口用802.1Q封裝，并設(shè)置VLAN2和VLAN3的路由網(wǎng)關(guān)地址，激活物理端口

第九十三頁(yè)，共117頁(yè)。第九十三頁(yè)，共117頁(yè)。單臂路由配置在PC1和PC2上配置IP地址和網(wǎng)關(guān)PC1的網(wǎng)關(guān)為192.168.2.1PC2的網(wǎng)關(guān)為192.168.3.1測(cè)試PC1和PC2的通信第九十四頁(yè)，共117頁(yè)。第九十四頁(yè)，共117頁(yè)。三層交換（路由）配置（1）在S1上劃分VALN。操作方法與圖4.25相同。（2）在S1上建立連接SR1的Trunk。操作方法與圖4.26相同。（3）配置三層交換機(jī)SR1。PC1以“超級(jí)終端”方式進(jìn)入SR1的全局配置模式，確定F0/1為連接S1的Trunk接口。對(duì)該接口用802.1Q封裝，并設(shè)置VLAN2和VLAN3的路由網(wǎng)關(guān)地址，激活VLAN接口，激活I(lǐng)P路由。如圖4.29所示。第九十五頁(yè)，共117頁(yè)。第九十五頁(yè)，共117頁(yè)。三層交換（路由）配置配置三層交換機(jī)SR1第九十六頁(yè)，共117頁(yè)。第九十六頁(yè)，共117頁(yè)。三層交換（路由）配置檢查SR1上的IP路由表

在PC1和PC2上配置IP地址和網(wǎng)關(guān)。PC1的網(wǎng)關(guān)為192.168.2.1，PC2的網(wǎng)關(guān)為192.168.3.1。測(cè)試PC1和PC2的通信。第九十七頁(yè)，共117頁(yè)。第九十七頁(yè)，共117頁(yè)。4.4.4交換機(jī)性能與連接技術(shù)交換機(jī)性能指標(biāo)

交換容量（Gbit/s）背板帶寬（Gbit/s）吞吐率或包轉(zhuǎn)發(fā)率（Mpps,MillionPacketPerSecond，每秒百萬(wàn)包數(shù)）

第九十八頁(yè)，共117頁(yè)。第九十八頁(yè)，共117頁(yè)。4.4.4交換機(jī)性能與連接技術(shù)端口速率。端口速率即交換機(jī)端口提供給數(shù)據(jù)資源設(shè)備獨(dú)享的帶寬，它體現(xiàn)了交換機(jī)端口每秒吞吐多少數(shù)據(jù)包的能力。背板帶寬、包轉(zhuǎn)發(fā)率與延時(shí)。雖然端口速率很重要，但是，影響交換速率的因素除了端口每秒能吞吐多少數(shù)據(jù)包外，還有背板帶寬因素。第九十九頁(yè)，共117頁(yè)。第九十九頁(yè)，共117頁(yè)。每個(gè)交換機(jī)增加21us的延遲通過(guò)采用不同的交換方法會(huì)降低延遲與存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方法不同，交換機(jī)使用直通(cut-through)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，即當(dāng)交換機(jī)接收并讀取到數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址就開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀交換機(jī)的延遲第一百頁(yè)，共117頁(yè)。第一百頁(yè)，共117頁(yè)。性能價(jià)格比較高；交換機(jī)僅比集線(xiàn)器貴3到5倍可以創(chuàng)建虛擬線(xiàn)路管理網(wǎng)絡(luò)方面更加有彈性減少?zèng)_突的數(shù)量與802.3布線(xiàn)系統(tǒng)兼容LAN交換的特點(diǎn)第一百零一頁(yè)，共117頁(yè)。第一百零一頁(yè)，共117頁(yè)。均衡交換提供在相同帶寬端口之間的交換連接(10/10Mbit/s或100/100Mbit/s)在存取其他網(wǎng)段的服務(wù)器時(shí)會(huì)出現(xiàn)瓶頸可能的瓶頸均衡交換第一百零二頁(yè)，共117頁(yè)。第一百零二頁(yè)，共117頁(yè)。非均衡交換定義—不同帶寬端口之間的交換在非均衡交換情況中，當(dāng)服務(wù)器連接到大帶寬端口時(shí)，出現(xiàn)服務(wù)器瓶頸的可能性大大降低了(100Mbit/s)非均衡交換需要交換機(jī)具有存儲(chǔ)緩沖區(qū)第一百零三頁(yè)，共117頁(yè)。第一百零三頁(yè)，共117頁(yè)。冗余連接----提高網(wǎng)絡(luò)鏈路的可靠性鏈路聚合----消除交換機(jī)間的帶寬瓶頸堆疊----增加交換機(jī)端口的密度上連----擴(kuò)張網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍交換機(jī)的連接技術(shù)為什么需要SpanningTree？第一百零四頁(yè)，共117頁(yè)。第一百零四頁(yè)，共117頁(yè)。4.4.5局域網(wǎng)

交換機(jī)選型快速以太網(wǎng)交換機(jī)10/100Mbit/s自適應(yīng)交換機(jī)千兆以太網(wǎng)交換機(jī)萬(wàn)千兆以太網(wǎng)交換機(jī)

第一百零五頁(yè)，共117頁(yè)。第一百零五頁(yè)，共117頁(yè)。交換機(jī)選型基本原則品牌選擇。所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備盡可能選取同一廠(chǎng)家的產(chǎn)品，以便使用戶(hù)從網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的性能參數(shù)、技術(shù)支持、價(jià)格等各方面獲得更多的便利。擴(kuò)展性考慮。在網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)中，主干設(shè)備選擇應(yīng)預(yù)留一定的能力，以便于將來(lái)擴(kuò)展，低端設(shè)備夠用即可。因?yàn)榈投嗽O(shè)備更新較快，易于淘汰?！傲矿w裁衣”策略。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際帶寬性能需求、端口類(lèi)型和端口密度選型。如果是舊網(wǎng)改造項(xiàng)目，應(yīng)盡可能保留可用設(shè)備，減少在資金投入方面的浪費(fèi)。性?xún)r(jià)比高、質(zhì)量可靠。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)具有較高的可靠性和性能價(jià)格比高，工程費(fèi)用的投入產(chǎn)出應(yīng)達(dá)到最大值，為用戶(hù)節(jié)約資金。第一百零六頁(yè)，共117頁(yè)。第一百零六頁(yè)，共117頁(yè)。核心網(wǎng)絡(luò)骨干交換機(jī)是寬帶網(wǎng)的核心，應(yīng)具備：（1）高性能，高速率。（2）便于升級(jí)和擴(kuò)展。（3）高可靠性。（4）強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)控制能力，提供QoS（服務(wù)質(zhì)量）和網(wǎng)絡(luò)安全，支持RADIUS、TACACS+等認(rèn)證機(jī)制。（5）良好的可管理性，支持通用網(wǎng)管協(xié)議，如SNMP、RMON、RMON2等。核心交換機(jī)選型要求

第一百零七頁(yè)，共117頁(yè)。第一百零七頁(yè)，共117頁(yè)。（1）靈活性。提供多種固定端口數(shù)量，可堆疊、易擴(kuò)展。（2）高性能。作為大中型網(wǎng)絡(luò)的二級(jí)交換設(shè)備，應(yīng)支持1000Mbit/s高速上連（最好支持鏈路聚合FEC/GEC），以及同級(jí)設(shè)備堆疊。當(dāng)然還要注意與核心交換機(jī)品牌的一致性。如果用作小型網(wǎng)絡(luò)的中心交換機(jī)，要求具有較高背板帶寬和三層交換能力。（3）在滿(mǎn)足技術(shù)性能要求的基礎(chǔ)上，最好價(jià)格便宜，使用方便，即插即用，配置簡(jiǎn)單。（4）具備一定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量和控制能力（802.1x）以及端到端的QoS（服務(wù)質(zhì)量）。（5）如果用于跨地區(qū)企業(yè)分支部門(mén)通過(guò)公網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程上連的交換機(jī)，還應(yīng)支持虛擬專(zhuān)網(wǎng)VPN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。（6）支持多級(jí)別網(wǎng)絡(luò)管理。匯聚和接入層交換機(jī)選型要求第一百零八頁(yè)，共117頁(yè)。第一百零八頁(yè)，共117頁(yè)。4.5大學(xué)校園網(wǎng)系統(tǒng)集成校園網(wǎng)需求分析校園主干網(wǎng)設(shè)計(jì)校園網(wǎng)系統(tǒng)集成第一百零九頁(yè)，共117頁(yè)。第一百零九頁(yè)，共117頁(yè)。4.5.1網(wǎng)絡(luò)通信需求分析大學(xué)三個(gè)校區(qū)有19棟教學(xué)樓宇，有53棟教工住宅樓宇綜合布線(xiàn)信息點(diǎn)約需（教學(xué)區(qū)按單元間計(jì)算，住宅區(qū)按住戶(hù)計(jì)算）3000個(gè)。學(xué)校按業(yè)務(wù)職能劃分（如教務(wù)處和各學(xué)院教學(xué)秘書(shū)的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)）約有20余個(gè)，按公共機(jī)房劃分約有35個(gè)，按教工住宅樓宇劃分約需30個(gè)。虛擬局域網(wǎng)（VLAN，邏輯子網(wǎng)）約需90個(gè)。核心層設(shè)備與匯聚層設(shè)備應(yīng)采用1000Mbps連接，部分接入層設(shè)備與匯聚層的連接也有1000Mbps的需求。校園網(wǎng)絡(luò)主干結(jié)點(diǎn)傳輸可靠性，鏈路層擬采用冗余設(shè)計(jì)。教工住宅樓的接入交換機(jī)，要考慮靜音設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)應(yīng)采用三層體系架構(gòu)，利用多層交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（包含VLAN技術(shù)），建構(gòu)核心層、匯聚層和接入層。樓宇之間連接采用光纜，樓內(nèi)垂直布線(xiàn)、水平布線(xiàn)采用超五類(lèi)UTP電纜。設(shè)備間擬采用UPS供電，弱點(diǎn)與強(qiáng)電要設(shè)計(jì)防雷裝置。第一百一十頁(yè)，共117頁(yè)。第一百一十頁(yè)，共117頁(yè)。4.5.2校園主干網(wǎng)設(shè)計(jì)第一百一十一頁(yè)，共117頁(yè)。第一百一十一頁(yè)，共117頁(yè)。4.5.3校園網(wǎng)系統(tǒng)集成核心層互連及地址分配S7606萬(wàn)兆端口地址地址空間S7604萬(wàn)兆端口地址地址空間2/0端口172.16.1.1/30x.y.160.1~x.y.167.255圖書(shū)館1/0端口172.16.1.2/30x.y.168.1~x.y.171.2552/1端口172.16.1.5/30二校區(qū)1/0端口172.16.1.6/30x.y.172.1~x.y.173.2553/0端口172.16.1.9/30三校區(qū)1/0端口172.16.1.10/30x.y.173.1~x.y.175.255S7606和3個(gè)S7604通過(guò)萬(wàn)兆端口互連，要將互連端口設(shè)置為路由接口（noswitchport），并在該端口設(shè)置互連IP地址，如S76062/0（2槽/0端口）IP設(shè)置：ipaddress172.16.1.1255.255.255.252），采用靜態(tài)路由協(xié)議分別與圖書(shū)館S7604和二、三校區(qū)s7604建立連接第一百一十二頁(yè)，共117頁(yè)。第一百一十二頁(yè)，共117頁(yè)。VLAN劃分與地址分配部門(mén)VLANVLAN網(wǎng)關(guān)子網(wǎng)地址范圍子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)中心1x.y.160.1x.y.160.2~x.y.160.126255.255.255.128服務(wù)器群10x.y.160.129x.y.160.130~x.y.160.254255.255.255.128學(xué)校機(jī)關(guān)30x.y.161.1x.y.161.2~x.y.161.126255.255.255.128教務(wù)處40x.y.161.129x.y.161.130~x.y.161.254255.255.255.128研究生部50x.y.162.1x.y.162.2~x.y.162.126255.255.255.128文學(xué)院60x.y.162.129x.y.162.130~x.y.162.254255.255.255.128政法學(xué)院70x.y.163