《數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與總線》課件-項(xiàng)目四 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與規(guī)劃設(shè)計(jì)

1.常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備介紹常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備介紹本次內(nèi)容Content網(wǎng)卡01交換機(jī)02路由器03網(wǎng)卡(NetworkInterfaceCard)4作用：將計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為能通過網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)傳輸?shù)男盘?hào)。適配計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的不同速率。網(wǎng)卡是一塊被設(shè)計(jì)用來允許計(jì)算機(jī)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通訊的計(jì)算機(jī)硬件。每一個(gè)網(wǎng)卡都有一個(gè)被稱為MAC地址的獨(dú)一無二的48位串行號(hào)，它被寫在卡上的一塊ROM中。在網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)計(jì)算機(jī)都必須擁有一個(gè)獨(dú)一無二的MAC地址。網(wǎng)卡應(yīng)用1.有線網(wǎng)卡傳輸?shù)氖且蕴W(wǎng)通信協(xié)議，一般通過光纖線纜與光纖以太網(wǎng)交換機(jī)連接。按傳輸速率可以分為100Mbps、1Gbps、10Gbps，2.無線網(wǎng)卡用于連接無線網(wǎng)絡(luò)，就是利用無線電波作為信息傳輸?shù)拿浇闃?gòu)成的無線局域網(wǎng)（WLAN），與有線網(wǎng)絡(luò)的用途十分類似，最大的不同在于傳輸媒介的不同。網(wǎng)卡應(yīng)用1.PC互連，PC和Server互連網(wǎng)卡應(yīng)用2.PC/Server和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的以太網(wǎng)接口相連交換機(jī)

交換機(jī)工作在OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層。一般地，交換機(jī)提供高密度的以太網(wǎng)端口，用以連接多臺(tái)PC、Server、其它網(wǎng)絡(luò)終端和其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如下圖所示：交換機(jī)的應(yīng)用大量網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備(如PC/Server)集中快速接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接方式聚合鏈路：可以把交換機(jī)的幾個(gè)以太網(wǎng)端口邏輯地捆綁起來，提供一個(gè)高速的交換機(jī)間通道。衡量交換機(jī)的主要參數(shù)參數(shù)各項(xiàng)含義性能背板容量(決定所有接口全雙工模式下能否線速轉(zhuǎn)發(fā))吞吐量(在不丟包的情況下能夠轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的最大速率)時(shí)延(時(shí)延越小，處理數(shù)據(jù)的能力越快)內(nèi)存大小(決定MAC地址表和CAM表項(xiàng)的大小)包轉(zhuǎn)發(fā)能力(三層交換機(jī))功能VLAN(基于端口的VLAN、基于協(xié)議的VLAN、IEEE802.1QVLAN)生成樹、VRRP、鏈路聚合端口認(rèn)證、端口和地址綁定訪問控制、多業(yè)務(wù)支持、服務(wù)質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)管理擴(kuò)展性模塊化插槽、豐富性模塊(可擴(kuò)展端口和功能)軟件可升級(jí)(可得到新功能和后續(xù)開發(fā)的功能)端口數(shù)量/類型10/100MRj45以太網(wǎng)接口(數(shù)量越多越好)100M光纖接口的(數(shù)量越多越好)1000MRj45以太網(wǎng)接口接口(數(shù)量越多越好)1000MRj45以太網(wǎng)接口(數(shù)量越多越好)路由器2.子網(wǎng)與子網(wǎng)劃分子網(wǎng)與子網(wǎng)劃分本次內(nèi)容Content子網(wǎng)劃分01子網(wǎng)掩碼02子網(wǎng)規(guī)劃031、子網(wǎng)劃分16分類IP地址存在的問題：無法區(qū)分網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同的網(wǎng)段，網(wǎng)絡(luò)被看成一個(gè)整體，廣播包會(huì)廣播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，降低了網(wǎng)絡(luò)的性能，同時(shí)也不利于網(wǎng)絡(luò)管理。IP地址空間的利用率有時(shí)很低（1）分類網(wǎng)絡(luò)數(shù)有限A類126個(gè)，B類16,384個(gè)，C類2,097,152個(gè)（2）存在大量的IP地址浪費(fèi)A類網(wǎng)絡(luò)有16,777,214個(gè)IP地址B類網(wǎng)絡(luò)有65,534個(gè)IP地址C類網(wǎng)絡(luò)有254個(gè)IP地址1、子網(wǎng)劃分17充分使用地址A類和B類地址空間大，在單一網(wǎng)絡(luò)無法工作分配更多較小網(wǎng)絡(luò)，有效使用地址空間劃分管理職責(zé)劃分子網(wǎng)更易于管理網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)更容易控制，減輕管理負(fù)擔(dān)提高網(wǎng)絡(luò)性能劃分子網(wǎng)，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞181985年，IP地址增加了一個(gè)“子網(wǎng)號(hào)字段”，由兩級(jí)IP地址變成三級(jí)IP地址。子網(wǎng)編址方法：從主機(jī)號(hào)部分借用若干位作為子網(wǎng)號(hào)，剩余為主機(jī)號(hào)。這種做法叫作劃分子網(wǎng)。通過劃分子網(wǎng)把一個(gè)含有大量主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)劃分成許多小的子網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)：提高了IP地址空間的利用率。主機(jī)號(hào)位數(shù)變短了，對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的IP地址數(shù)就減少了；用于網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)的位數(shù)變長了，網(wǎng)絡(luò)個(gè)數(shù)增多了。解決方法—采用子網(wǎng)編址技術(shù)網(wǎng)絡(luò)號(hào)子網(wǎng)號(hào)主機(jī)號(hào)19網(wǎng)絡(luò)172.16.0.0被劃分為2個(gè)子網(wǎng)，即172.16.1.0和172.16.2.0.兩個(gè)子網(wǎng)之間要通過路由器相互連接，而對(duì)外兩個(gè)子網(wǎng)作為一個(gè)整體，都是由出口路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。1、子網(wǎng)劃分

202、子網(wǎng)掩碼

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子網(wǎng)掩碼和IP地址都是成對(duì)存在的，IP地址不能單獨(dú)存在。子網(wǎng)掩碼是由32位二進(jìn)制數(shù)（0和1）構(gòu)成。子網(wǎng)掩碼中的二進(jìn)制位構(gòu)成了一個(gè)過濾器，由連續(xù)個(gè)“1”和連續(xù)個(gè)“0”組成。1的個(gè)數(shù)是網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)的位數(shù)；0的位數(shù)是主機(jī)號(hào)的位數(shù)。即網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)部分全部為1，主機(jī)號(hào)全為0的IP地址被稱為該子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼。2、子網(wǎng)掩碼22在沒有進(jìn)行子網(wǎng)劃分的情況下，也具有子網(wǎng)掩碼，稱為默認(rèn)子網(wǎng)掩碼。例如：192.168.0.1子網(wǎng)掩碼是多少？11111111111111111111111100000000255.255.255.0默認(rèn)子網(wǎng)掩碼23例：IP地址200.155.32.87，默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是（）A.255.0.0.0B.255.255.0.0C.255.255.255.0D.255.255.192.0默認(rèn)子網(wǎng)掩碼

24IP地址172.16.2.1，屬于哪一類？網(wǎng)絡(luò)號(hào)？主機(jī)號(hào)?默認(rèn)子網(wǎng)掩碼？2、子網(wǎng)掩碼252、子網(wǎng)掩碼26按位求與：0AND0=0AND1=1AND1=0012、子網(wǎng)掩碼27通過“按位求與”的邏輯運(yùn)算，可計(jì)算出子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址。28

在設(shè)計(jì)子網(wǎng)劃分方案時(shí)，須考慮5個(gè)問題：（1）該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)將劃分幾個(gè)子網(wǎng)？（2）每個(gè)子網(wǎng)有多少臺(tái)有效主機(jī)？（3）有效的子網(wǎng)地址是什么？（4）在該子網(wǎng)劃分中，網(wǎng)絡(luò)掩碼是什么？（5）每個(gè)子網(wǎng)的廣播地址是什么？由此，子網(wǎng)計(jì)算包括：子網(wǎng)數(shù)、每個(gè)子網(wǎng)中的主機(jī)數(shù)、子網(wǎng)掩碼、廣播地址3、子網(wǎng)規(guī)劃293、子網(wǎng)規(guī)劃若子網(wǎng)位數(shù)為x，則子網(wǎng)數(shù)=2x，主機(jī)號(hào)位數(shù)為y，則各子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)=2y-2

3、子網(wǎng)規(guī)劃-示例【例1】某企業(yè)內(nèi)部有一IP地址172.16.2.160，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，要求計(jì)算該IP地址所處子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址，子網(wǎng)廣播地址及可用主機(jī)地址范圍。3、子網(wǎng)規(guī)劃-示例3、子網(wǎng)規(guī)劃-示例3、子網(wǎng)規(guī)劃-示例詳細(xì)步驟如下：①確定分界線（網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)、主機(jī)號(hào)）；②將IP地址和子網(wǎng)掩碼對(duì)應(yīng)第2根分界線的字段轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制；③確定子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址：網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)不變，主機(jī)位全部為0；④確定子網(wǎng)廣播地址：網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)不變，主機(jī)位全部為1；⑤確定子網(wǎng)可用IP地址范圍：子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址之間（不含上述兩地址）的IP地址；⑥將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制。3、子網(wǎng)規(guī)劃-示例【例2】地址子網(wǎng)掩碼類別子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)廣播地址第一個(gè)主機(jī)地址最后一個(gè)主機(jī)地址10.6.24.20255.255.240.03、子網(wǎng)規(guī)劃-示例【例2】地址子網(wǎng)掩碼類別子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)廣播地址第一個(gè)主機(jī)地址最后一個(gè)主機(jī)地址10.6.24.20255.255.240.0A10.6.16.010.6.31.25510.6.16.110.6.31.25410600011000202552551111000001060001000001060001

11111111111110600010000000000011060001111111111110IP地址子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址廣播地址第一個(gè)最后一個(gè)10.6.24.20255.255.240.010.6.16.010.6.31.25510.6.16.110.6.31.25436地址子網(wǎng)掩碼10.6.24.20/8255.0.0.0（默認(rèn)子網(wǎng)掩碼）10.6.24.20/20255.255.240.0201.222.10.60/29寫出對(duì)應(yīng)子網(wǎng)掩碼3、子網(wǎng)規(guī)劃-示例11111111111111111111111111111000255.255.255.248373、子網(wǎng)規(guī)劃-示例對(duì)192.160.12.0/24