網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第21講

1、9.2 中型辦公網(wǎng)組建中型辦公網(wǎng)組建岳池中學(xué)岳池中學(xué): 王王 淮淮E_mail: 9.2 中型辦公網(wǎng)組建中型辦公網(wǎng)組建o用集線器組成的網(wǎng)絡(luò)稱為共享式網(wǎng)絡(luò)。由于集線器只能將接收到的信號(hào)放大并播放到各個(gè)端口用集線器組成的網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點(diǎn)共享的是同一傳輸介質(zhì)，在某一時(shí)刻只允許一個(gè)節(jié)點(diǎn)占用共享信道，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)使用傳輸介質(zhì)時(shí)，其它節(jié)點(diǎn)必須等待。因此共享網(wǎng)絡(luò)的固定帶寬被網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)共同擁有，隨機(jī)占用。隨著網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)的增加，各節(jié)點(diǎn)分得的平均帶寬減少，發(fā)生沖突退避所引起的延遲和數(shù)據(jù)重法大大增多，使得網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)速度變得非常慢。另外，集線器組網(wǎng)其覆蓋的地理范圍有限，并且不能支持多種速率組網(wǎng)。所以節(jié)點(diǎn)較多的局域網(wǎng)不

2、宜采用共享式組網(wǎng)，解決的辦法是使用交換機(jī)將各個(gè)較小的局域網(wǎng)段連接起來(lái)，并將處在不同網(wǎng)段上，但工作上又有緊密聯(lián)系的人組成虛擬局域網(wǎng)（VLAN）。 9.2.1 交換機(jī)簡(jiǎn)介交換機(jī)簡(jiǎn)介o1.交換機(jī)的工作原理以太網(wǎng)交換機(jī)是典型的局域網(wǎng)交換機(jī)，它通過(guò)交換機(jī)端口之間的多個(gè)并發(fā)連接實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸。利用以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)，既可以將計(jì)算機(jī)直接連到交換機(jī)的端口上，讓該計(jì)算機(jī)獨(dú)享交換機(jī)端口的帶寬;也可以將它們連入一個(gè)網(wǎng)段,然后將這個(gè)網(wǎng)段連到交換機(jī)的端口，此時(shí)該網(wǎng)段上的所有計(jì)算機(jī)共享一個(gè)交換機(jī)端口提供的帶寬。 o以太網(wǎng)交換機(jī)利用“端口/MAC地址映射表”進(jìn)行信息交換，并采用“地址學(xué)習(xí)”法來(lái)動(dòng)態(tài)建立和維護(hù)端口

3、/MAC地址表。當(dāng)一某個(gè)節(jié)點(diǎn)將信息幀通過(guò)交換機(jī)端口發(fā)送到交換機(jī)時(shí)，交換機(jī)讀取其中的源地址，得到MAC地址與端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后檢查地址映射表中9.2.1 交換機(jī)簡(jiǎn)介交換機(jī)簡(jiǎn)介o是否存在該對(duì)應(yīng)記錄，如果不存在，就將該對(duì)應(yīng)關(guān)系添加到地址映射表中；如果已經(jīng)存在，則更新對(duì)應(yīng)表項(xiàng)。同時(shí)，交換機(jī)給每次添加或更新的表項(xiàng)都規(guī)定一個(gè)生存時(shí)間，如果在此時(shí)間內(nèi)該端口沒(méi)有被再次使用，就刪除對(duì)應(yīng)的地址映射表項(xiàng)。交換機(jī)識(shí)別到達(dá)的數(shù)據(jù)幀中的目標(biāo)地址，查詢端口/MAC地址映射表，如果目標(biāo)地址對(duì)應(yīng)的是另一各端口，就在對(duì)應(yīng)的兩個(gè)端口間建立一條數(shù)據(jù)信道；如果目標(biāo)地址與源地址對(duì)應(yīng)的是同一端口，說(shuō)明源節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在同一網(wǎng)段上，交換機(jī)

4、不用轉(zhuǎn)發(fā)，丟棄該數(shù)據(jù)幀，這就是交換機(jī)可以隔離網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的通信過(guò)濾功能；如果目標(biāo)地址對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)在地址映射表中還沒(méi)有建立，交換機(jī)將向除源端口外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀，以確保信息能到達(dá)目的地。 9.2.1 交換機(jī)簡(jiǎn)介交換機(jī)簡(jiǎn)介o2.交換機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式以太網(wǎng)交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換與轉(zhuǎn)發(fā)方式可以分為直接交換、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換和改進(jìn)的直接交換3類。 直接交換在直接交換方式中，交換機(jī)邊接收邊檢測(cè)。一旦檢測(cè)到目的地址字段，就立即將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去，而不管這一數(shù)據(jù)是否出錯(cuò)，出錯(cuò)檢測(cè)任務(wù)由節(jié)點(diǎn)主機(jī)完成。這種交換方式的優(yōu)點(diǎn)是交換延遲時(shí)間短，缺點(diǎn)是缺乏差錯(cuò)檢測(cè)能力，不支持不同輸人/輸出速率的端口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換在存

5、儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式中，交換機(jī)首先要完整地接收站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。如接收數(shù)據(jù)是正確的，再根據(jù)目的地址確定輸出端口號(hào)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。這種交換方式的優(yōu)點(diǎn)是具有差錯(cuò)檢測(cè)能力，并能支持不同輸人/輸出速率端口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，缺點(diǎn)是交換延遲時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。 改進(jìn)的直接交換改進(jìn)的直接交換方式將直接交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換結(jié)合起來(lái),在接收到數(shù)據(jù)的前64字節(jié)之后，判斷數(shù)據(jù)的頭部字段是否正確，如果正確則轉(zhuǎn)發(fā)出去。這種方法對(duì)于短數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，交換延遲與直接交換方式比較接近；而對(duì)于長(zhǎng)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，由于它只對(duì)數(shù)據(jù)前部的主要字段進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，因此交換延遲將會(huì)明顯減少。 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)o1.虛擬局域網(wǎng)的概念在傳

6、統(tǒng)的局域網(wǎng)中，通常按物理位置，把處于同一網(wǎng)段上的網(wǎng)絡(luò)用戶劃分為一個(gè)邏輯工作組。如果一個(gè)邏輯工作組的站點(diǎn)要轉(zhuǎn)移到另一各邏輯工作組，就只有將該計(jì)算機(jī)搬到另一個(gè)網(wǎng)段，或者另外鋪設(shè)一條電纜把該計(jì)算機(jī)接入到另一個(gè)網(wǎng)段上才能實(shí)現(xiàn)。虛擬局域網(wǎng)是將局域網(wǎng)上的用戶或節(jié)點(diǎn)按照功能、部門和應(yīng)用等因素劃分成若干各邏輯工作組，而無(wú)需考慮他們所處的無(wú)理位置。虛擬局域網(wǎng)建立在局域網(wǎng)交換機(jī)之上，它以軟件方式實(shí)現(xiàn)邏輯工作組的劃分與管理。因此，邏輯工作組的站點(diǎn)組成不受物理位置的限制。同一邏輯工作組的成員可以不必連接在同一個(gè)物理網(wǎng)段上，只要以太網(wǎng)交換機(jī)是互聯(lián)的，它們既可以連接在同一個(gè)局域網(wǎng)交換機(jī)上，也可以連接在不同局域網(wǎng)交換機(jī)上。

7、當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)從一個(gè)邏輯工作組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)邏輯工作組時(shí)，只需要通過(guò)軟件設(shè)定，而不需要改變它在網(wǎng)絡(luò)中的物理位置；當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)從一個(gè)物理位置移動(dòng)到另一個(gè)物理位置時(shí)，只要將該計(jì)算機(jī)接人另一臺(tái)交換機(jī)，人通過(guò)交換機(jī)軟件設(shè)置，這臺(tái)計(jì)算機(jī)還是原工作組的一員。同一個(gè)邏輯工作組的站點(diǎn)可以分布在不同的物理網(wǎng)段上,但它們之間的通信就像在同一個(gè)物理網(wǎng)段上一樣。目前還沒(méi)有形成虛擬局域網(wǎng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置虛擬局域網(wǎng)需要由交換機(jī)廠商提供的相應(yīng)軟件來(lái)完成。 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)o 2.虛擬局域網(wǎng)的組網(wǎng)方式 虛擬局域網(wǎng)的劃分可以根據(jù)功能、部門或應(yīng)用而無(wú)須考慮用戶的物理位置。以太網(wǎng)交換機(jī)的每個(gè)端口都可以分配給一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。

8、分配給同一個(gè)虛擬據(jù)域網(wǎng)的端口共享廣播域（一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送希望所有站點(diǎn)接收的廣播信息，同一虛擬局域網(wǎng)中的所有站點(diǎn)都可以聽(tīng)到），分配給不同虛擬據(jù)域網(wǎng)的端口不共享廣播域，這將全面提高網(wǎng)絡(luò)的性能。虛擬局域網(wǎng)的組網(wǎng)方式包括靜態(tài)虛擬局域網(wǎng)和動(dòng)態(tài)虛擬據(jù)域網(wǎng)兩種 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)o 靜態(tài)虛擬局域網(wǎng)靜態(tài)虛擬據(jù)域網(wǎng)就是固定地將以太網(wǎng)交換機(jī)上的一些端口劃分給一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。這些端口一直保持這種配置關(guān)系直到人工改變它們。虛擬據(jù)域網(wǎng)即可以在單臺(tái)交換機(jī)中實(shí)現(xiàn)，也可以跨越多臺(tái)交換機(jī)。在圖9.7中，交換機(jī)1的端口2、4、6和交換機(jī)2的端口1、2、4、6組成虛擬局域網(wǎng)1（VLAN1），交換機(jī)1的端口1、3、5和交換

9、及2的端口3、5、7組成虛擬局域網(wǎng)2（VLAN2）。 圖9.7 跨越多臺(tái)交換機(jī)的虛擬局域網(wǎng) 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)o 動(dòng)態(tài)虛擬局域網(wǎng)動(dòng)態(tài)虛擬局域網(wǎng)是將交換機(jī)上VLAN端口進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配的。通常，動(dòng)態(tài)分配的原則以MAC地址、邏輯地址或數(shù)據(jù)包的協(xié)議類型為基礎(chǔ)。如果以 MAC地址為基礎(chǔ)分配VLAN，網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過(guò)指定具有哪些MAC地址的計(jì)算機(jī)屬于哪個(gè)VLAN進(jìn)行配置（例如MAC地址為00-30-80-7C-F1-21、52-54-4C-19-3D-03和00-50-BA-27-5D-A1的計(jì)算機(jī)屬于VLANI1），而不管這些計(jì)算機(jī)連接到哪個(gè)交換機(jī)的端口。這樣，只要計(jì)算機(jī)的MAC地址不變（

10、不換網(wǎng)卡），將計(jì)算機(jī)從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置，連接的端口從一個(gè)換到另一個(gè)，它仍將屬于原VLAN的成員，無(wú)須網(wǎng)絡(luò)管理員對(duì)交換機(jī)軟件進(jìn)行重新配置。 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)o3.虛擬局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn) 減少網(wǎng)絡(luò)管理開(kāi)銷部門重組和人員流動(dòng)是引起工作組變動(dòng)的主要原因。在有些情況下，部門重組和人員流動(dòng)不但需要重新布線，而且需要重新配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。虛擬局域網(wǎng)為控制這些改變和減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的重新配置提供了有效的方法。當(dāng)虛擬局域網(wǎng)的站點(diǎn)從一個(gè)位置移到另一個(gè)位置時(shí)，只要它們還在同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)中并且仍可以連接到交換機(jī)端口時(shí)，這些站點(diǎn)本身不用改變，只要簡(jiǎn)單地將站點(diǎn)插到另一個(gè)交換機(jī)端口并對(duì)該端口進(jìn)行配置就完成了。

11、o 控制廣播活動(dòng)廣播存在于每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，特別是多媒體技術(shù)的應(yīng)用更不可避免地產(chǎn)生廣播和組播。大量的廣播會(huì)形成廣播風(fēng)暴，致使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。盡管以太網(wǎng)交換機(jī)可以利用端口/MAC地址映射表來(lái)減少網(wǎng)絡(luò)流量，但卻不能控制廣播數(shù)據(jù)包在所有端口的傳播。虛擬局域網(wǎng)的使用可以保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免受潛在廣播風(fēng)暴的危害。一個(gè)虛擬局域網(wǎng)中的廣播流量不會(huì)傳輸?shù)皆撎摂M局域網(wǎng)之外，鄰近的端口和虛擬局域網(wǎng)也不會(huì)收到其他虛擬局域網(wǎng)產(chǎn)生的任何廣播信息， 虛擬局域網(wǎng)越小，受廣播活動(dòng)影響的用戶就越少。 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)o 提供較好的網(wǎng)絡(luò)安全性在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，常采用對(duì)機(jī)密數(shù)據(jù)的存取加以限制來(lái)實(shí)現(xiàn)其安全性。在共享式以太網(wǎng)中，因?yàn)榫W(wǎng)上任一

12、節(jié)點(diǎn)都需要偵聽(tīng)共享信道上的所有信息，所以，通過(guò)插接到集線器的一個(gè)活動(dòng)端口，用戶就可以獲得該段內(nèi)所有流動(dòng)的信息。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大,安全性就越差。利用VLAN將局域網(wǎng)分成多個(gè)廣播域，因?yàn)橐粋€(gè)VLAN上的信息流（不論是單播信息流還是廣播信息流）不會(huì)流入另一個(gè)VLAN，因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置VLAN和該VLAN與外界的連接，就可以提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。利用現(xiàn)有的集線器以節(jié)省開(kāi)支在交換式局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)管理員可以將網(wǎng)絡(luò)中仍具有實(shí)用價(jià)值的集線器連接到以太網(wǎng)交換機(jī)以節(jié)省開(kāi)支。因?yàn)檫B接到一個(gè)交換機(jī)端口上的集線器只能分配給同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)，共享一個(gè)集線器的所有站點(diǎn)當(dāng)然只能被分配給相同的虛擬局域網(wǎng)。 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛

13、擬局域網(wǎng)o2.交換機(jī)的配置完成交換式以太網(wǎng)的連接和連通性測(cè)試后，就應(yīng)該查看一下交換機(jī)的配置并對(duì)這些配置進(jìn)行某些修改。對(duì)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行配置可以有多種方法，其中使用終端控制臺(tái)查看和修改交換機(jī)的配置是最基本、最常用的一種。隨以太網(wǎng)交換機(jī)的不同，配置方法和配置命令也有很大差異。神州數(shù)碼生產(chǎn)的DCS-3426以大網(wǎng)交換機(jī)帶有24個(gè)端口，并具有10/100M自適應(yīng)功能。下面以DCS-3426交換機(jī)按圖9.8方式組成的局域網(wǎng)為例，介紹其基本的配置方法。 o1.連接和配置終端控制臺(tái)如果利用PC機(jī)作為控制終端使用前，先檢查系統(tǒng)中是否安裝了Windows 2000（或Windows 98）附件中的“超級(jí)終端”組

14、件；如果沒(méi)有，通過(guò)控制面板中的添加刪除程序進(jìn)行安裝。然后關(guān)閉計(jì)算機(jī)和交換機(jī)，用隨交換機(jī)提供9針腳的串口連接線將交換機(jī)的Console端口與計(jì)算機(jī)的通信端口Com1或Com2連接。然后按下列步驟設(shè)置。 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)o啟動(dòng)Windows 2000（或Windows 98）操作系統(tǒng)，通過(guò)“開(kāi)始程序附件通信超級(jí)終端”進(jìn)人超級(jí)終端程序。在“連接說(shuō)明”界面（如果沒(méi)有出現(xiàn)此界面，單擊“文件新建連接”菜單）中輸入名，如：DCS-3426，見(jiàn)圖9.9。單擊“確定”按鈕，在“連接到”對(duì)話框中“直接連接到串口2”，見(jiàn)圖9.10。 o單擊“確定”按鈕，在“COM2屬性”對(duì)話框中，將該串行口通信參數(shù)

15、設(shè)置為19200波特、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位、無(wú)奇偶校驗(yàn)和無(wú)流量控制，如圖9.11所示。單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)將建立以太網(wǎng)交換機(jī)的仿真終端，顯示交換機(jī)回送的登錄信息，如圖9.12所示 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)圖9.10 選擇通信端口 圖9.10 選擇通信端口 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)圖9.11 設(shè)置串行口通信參數(shù) 圖9.12 交換機(jī)回送的登錄信息 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)o輸入用戶名和口令之后，編進(jìn)入了交換機(jī)管理的主菜單，如圖9.13所示。接下來(lái)就可以通過(guò)移動(dòng)光標(biāo)鍵選擇相應(yīng)的菜單，查看和修改交換機(jī)的配置。選用的終端類型應(yīng)該是VT100終端，Windows 2000 Se

16、rver和Windows98中的“超級(jí)終端”軟件都可以對(duì)VT100終端進(jìn)行仿真。 圖9.13 DCS-3426交換機(jī)主菜單 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)oDCS-3426交換機(jī)主菜單中共有6個(gè)菜單項(xiàng):System Information Menu：提供硬件、固件版本號(hào)和擴(kuò)展模塊及電源狀態(tài)等基本的系統(tǒng)信息Management Setup Menu：提供對(duì)IP地址、串口參數(shù)、SNMP、用戶名和密碼、TFTP下載、保存配置文件等的修改設(shè)置。Device Control Menu：提供對(duì)端口通訊模式、網(wǎng)橋、VLAN、IGMP組播過(guò)濾、MAC地址過(guò)濾等的修改設(shè)置。Network Monitor Me

17、nu：顯示端口傳輸統(tǒng)計(jì)、點(diǎn)播地址表、網(wǎng)橋生成樹(shù)、VLAN、IP組播表等信息。System Restart Menu：恢復(fù)出廠默認(rèn)設(shè)置。 Exit：退出系統(tǒng)管理配置程序。2.查看交換機(jī)的端口/MAC地址映射表移動(dòng)光標(biāo)鍵，在圖9.13所示主菜單中選中“Network Monitor Menu”（高亮顯示），按回車鍵，在二級(jí)菜單中選中“Layer 2 Address Table”（第2層地址表），按回車鍵，再選中其中“Unicast Address Table”，按回車鍵后，即顯示出點(diǎn)播地址表的全部列表。如圖9.14所示 9.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)圖9.14 交換機(jī)的端口/MAC地址映射表 9

18、.2.2 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)o從圖中可以看出，通過(guò)集線器接入到交換機(jī)端口20的網(wǎng)段上有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，其余4個(gè)節(jié)點(diǎn)則直接接入到交換機(jī)的1、2、3、4端口上。3.配置VLANVLAN是交換機(jī)的重要功能，不同型號(hào)的交換機(jī)使用的配置方式和命令格式有所不同，但可網(wǎng)關(guān)交換機(jī)一般都支持VLAN功能。以下介紹DCS-3426交換機(jī)配置和刪除VLAN的基本步驟。 查看VLAN配置在圖9.13所示主菜單中移動(dòng)光標(biāo)鍵選中“Network Monitor Menu”（高亮顯示）,按回車鍵，在二級(jí)菜單中選中“VLAN Menu”，按回車鍵，再選中下級(jí)菜單中的“VLAN Forwarding Information”,按回車鍵后，即顯示出所有動(dòng)態(tài)或靜態(tài)配置的VLAN端口信息，如圖9.14B所示。從圖中顯示表明，該交換機(jī)的端口被劃分為3個(gè)VLAN，端口1至端口10指定給標(biāo)識(shí)為1的VLAN，端口11至端口19指定給標(biāo)識(shí)為2的VLAN，端口20