設(shè)計(jì)交換式局域網(wǎng)

1、2本課目標(biāo)核心知識與能力：設(shè)計(jì)交換式核心知識與能力：設(shè)計(jì)交換式局域網(wǎng)、局域網(wǎng)、交換機(jī)的分類與性能指標(biāo)交換機(jī)的分類與性能指標(biāo)小組合作、探究小組合作、探究學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)虛擬局域網(wǎng)技術(shù)虛擬局域網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)分析計(jì)算指標(biāo)分析計(jì)算交換機(jī)產(chǎn)品交換機(jī)產(chǎn)品小組合作、探究學(xué)習(xí)綜合布線綜合布線網(wǎng)絡(luò)配置能力網(wǎng)絡(luò)配置能力工程計(jì)算能力工程計(jì)算能力產(chǎn)品選型能力產(chǎn)品選型能力工程動手能力工程動手能力能力生長培養(yǎng)能力生長培養(yǎng)能力生長培養(yǎng)能力生長培養(yǎng)能力生長培養(yǎng)能力生長培養(yǎng)能力生長培養(yǎng)能力生長培養(yǎng)3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義 資源共享觀點(diǎn)的定義： 以能夠相互共享資源的方式互連起來的自治計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。復(fù)習(xí)4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論模型：OSI參考

2、模型復(fù)習(xí)應(yīng) 用 層表 示 層會 話 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù)據(jù)鏈路層物 理 層傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)主機(jī)主機(jī)CCPCCP網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù)據(jù)鏈路層物 理 層應(yīng) 用 層表 示 層會 話 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù)據(jù)鏈路層物 理 層主機(jī)主機(jī)CCPCCP網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù)據(jù)鏈路層物 理 層5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)TCP/IP參考模型應(yīng) 用 層表 示 層會 話 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù)據(jù)鏈路層物 理 層應(yīng) 用 層OSI參考模型OSI參考模型TCP/IP參考模型TCP/IP參考模型傳 輸 層互 聯(lián) 層主機(jī)- 網(wǎng)絡(luò) 層復(fù)習(xí)6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按覆蓋的地理范圍分類，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為三類： 局域網(wǎng)（LAN，Local Area Ne

3、twork）城域網(wǎng)（MAN，Metropolitan Area Network）廣域網(wǎng)（WAN，Wide Area Network）復(fù)習(xí)7局域網(wǎng)參考模型：局域網(wǎng)參考模型：IEEE 802IEEE 802參考模型參考模型1.1 局域網(wǎng)應(yīng) 用 層表 示 層會 話 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù)據(jù)鏈路層物 理 層OSIOSI參考模型參考模型邏輯鏈路控制子層IEEE 802IEEE 802參考模型參考模型介質(zhì)訪問控制子層物 理 層8局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802802.2 邏輯鏈路控制子層802.3CSMA/CD802.4Token Bus802.5TokenRing802.6城域網(wǎng)802.9語音與數(shù)據(jù)綜合局域

4、網(wǎng)802.11無線局域網(wǎng) 802.1 體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)9以太網(wǎng)分類 共享式以太網(wǎng) 交換式以太網(wǎng)101.1.1 共享式以太網(wǎng)1總線結(jié)構(gòu)的共享式以太網(wǎng)采用802.3協(xié)議廣播發(fā)送共享傳輸介質(zhì)112星型結(jié)構(gòu)的共享式以太網(wǎng) 集線器工作：物理層123以太網(wǎng)工作原理 以太網(wǎng)嚴(yán)格遵循載波偵聽多路訪問/沖突檢測協(xié)議（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，簡稱CSMA/CD）。先聽后發(fā)先聽后發(fā) 邊聽邊發(fā)邊聽邊發(fā) 沖突停止沖突停止 延遲重發(fā)延遲重發(fā)先聽后發(fā)先聽后發(fā) 邊聽邊發(fā)邊聽邊發(fā) 沖突停止沖突停止 延遲重發(fā)延遲重發(fā)134廣播域與沖突域當(dāng)主機(jī)

5、太多時，沖突將成倍增加，帶寬和速度將顯著下當(dāng)主機(jī)太多時，沖突將成倍增加，帶寬和速度將顯著下降。降。141.1.2 網(wǎng)橋作用：隔離沖突域原理：地址表、轉(zhuǎn)發(fā)工作：數(shù)據(jù)鏈路層151.1.3 交換式以太網(wǎng)交換機(jī)交換機(jī):可簡單理解為是一個多端口的網(wǎng)橋?？珊唵卫斫鉃槭且粋€多端口的網(wǎng)橋。交換式以太網(wǎng)：以交換機(jī)代替網(wǎng)橋的以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)：以交換機(jī)代替網(wǎng)橋的以太網(wǎng)。采用802.3協(xié)議獨(dú)占傳輸介質(zhì)原理：存儲轉(zhuǎn)發(fā)工作：數(shù)據(jù)鏈路層161.1.4 虛擬局域網(wǎng)虛擬局域網(wǎng)（虛擬局域網(wǎng)（Virtual Local Area Network，簡稱為，簡稱為VLAN）是將局）是將局域網(wǎng)從邏輯上劃分若干個子網(wǎng)的交換技術(shù)。域網(wǎng)從邏

6、輯上劃分若干個子網(wǎng)的交換技術(shù)。增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)連接的靈活性控制網(wǎng)絡(luò)上的廣播增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性171.2 交換機(jī)的分類與性能指標(biāo) 1.2.1 交換機(jī)的分類 1從廣義上分，交換機(jī)分為從廣義上分，交換機(jī)分為:廣域網(wǎng)交換機(jī)局域網(wǎng)交換機(jī)182從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上分，交換機(jī)可分為從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上分，交換機(jī)可分為:以太網(wǎng)交換機(jī)快速以太網(wǎng)交換機(jī)千兆以太網(wǎng)交換機(jī)萬兆以太網(wǎng)交換機(jī)193從所應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模來劃分從所應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模來劃分: :企業(yè)級交換機(jī)（又稱中心交換機(jī)）部門級交換機(jī)（又稱骨干交換機(jī)）工作組級交換機(jī)（又稱桌面交換機(jī)）204根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，交換機(jī)可分為根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，交換機(jī)可分為:固定端口交換機(jī)模塊化交換

7、機(jī)215根據(jù)工作協(xié)議的層分類，交換機(jī)可分為：根據(jù)工作協(xié)議的層分類，交換機(jī)可分為：第2層交換機(jī)第3層交換機(jī)第4層交換機(jī)221.2.2 1.2.2 交換機(jī)的性能指標(biāo)交換機(jī)的性能指標(biāo) Mpps是Million Packet Per Second的縮寫，即每秒可轉(zhuǎn)發(fā)多少個百萬數(shù)據(jù)包。 其值越大，交換機(jī)的交換處理速度也就越快。 Mpps1性能指標(biāo)23 是指交換機(jī)接口處理器和數(shù)據(jù)總線之間所能吞是指交換機(jī)接口處理器和數(shù)據(jù)總線之間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。吐的最大數(shù)據(jù)量。 背板帶寬背板帶寬背板帶寬背板帶寬=242100M=4.8G計(jì)算公式計(jì)算公式：一臺交換機(jī)如果可能實(shí)現(xiàn)全雙工無一臺交換機(jī)如果可能實(shí)現(xiàn)全雙工無阻塞交

8、換，那么，它的背板帶寬值應(yīng)該為阻塞交換，那么，它的背板帶寬值應(yīng)該為“端端口總數(shù)口總數(shù)最大端口帶寬最大端口帶寬2”。 例：例：24口雙工口雙工100M交換機(jī)的背板帶寬是多少？交換機(jī)的背板帶寬是多少？24 支持組播支持組播 支持支持QoS(服務(wù)質(zhì)量服務(wù)質(zhì)量) 廣播抑制功能廣播抑制功能 支持端口聚合功支持端口聚合功 支持支持802.1q協(xié)議或協(xié)議或ISL協(xié)議協(xié)議 IEEE 802.1q協(xié)議和協(xié)議和ISL協(xié)議是協(xié)議是trunk鏈路打標(biāo)封裝協(xié)議，以鏈路打標(biāo)封裝協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)跨交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)跨交換機(jī)的VLAN。 支持支持802.1d協(xié)議協(xié)議 IEEE 802.1d協(xié)議也即生成樹協(xié)議。協(xié)議也即生成樹協(xié)議。 支持

9、的協(xié)議支持的協(xié)議 支持流量控制支持流量控制 易于擴(kuò)展易于擴(kuò)展2功能指標(biāo)251.2.3 1.2.3 交換機(jī)產(chǎn)品簡介交換機(jī)產(chǎn)品簡介 目前生產(chǎn)交換機(jī)的主流廠商主要有目前生產(chǎn)交換機(jī)的主流廠商主要有CiscoCisco和華和華為為3COM3COM公司，其生產(chǎn)的交換機(jī)是市場應(yīng)用的主公司，其生產(chǎn)的交換機(jī)是市場應(yīng)用的主流。流。 261Cisco的低端交換機(jī)Cisco低端交換機(jī)主要有3500XL、2900和2950系列，通常用作接入層交換機(jī)。Cisco Catalyst 2950-24交換機(jī) Cisco Catalyst 2950C-24交換機(jī) 272Cisco中端交換機(jī) Cisco中端交換機(jī)主要有3500系列

10、和3550系列。 Cisco Catalyst 3550-12T與3550-12G交換機(jī) Cisco Catalyst 3550-24交換機(jī) Cisco Catalyst 3550-48交換機(jī) 283Cisco高端交換機(jī)Cisco高端交換機(jī)主要有Catalyst 4000系列、Catalyst 4500系列、Catalyst 5000系列、Catalyst 6500系列，主要用作大型網(wǎng)絡(luò)的核心交換機(jī)。Cisco Catalyst 4006的接線面板 29計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線水平區(qū)子系統(tǒng)垂直子系統(tǒng)管理間子系統(tǒng)建筑群子系統(tǒng)設(shè)備間子系統(tǒng)工作區(qū)子系統(tǒng)出入口子系統(tǒng)30 目前，國際上比較通行的是采用三層結(jié)構(gòu)

11、設(shè)計(jì)法的主流技術(shù)。 1.3 設(shè)計(jì)交換式園區(qū)網(wǎng)絡(luò)三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指把網(wǎng)絡(luò)空間分布劃分為：三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指把網(wǎng)絡(luò)空間分布劃分為：核心層核心層匯聚層接入層31核心層：處理高速數(shù)據(jù)流，主要是數(shù)據(jù)包的交換；核心層：處理高速數(shù)據(jù)流，主要是數(shù)據(jù)包的交換；匯聚層：負(fù)責(zé)聚合路由路徑，收斂數(shù)據(jù)流量；匯聚層：負(fù)責(zé)聚合路由路徑，收斂數(shù)據(jù)流量；接入層：將流量導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)訪問控制等網(wǎng)接入層：將流量導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)訪問控制等網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)。絡(luò)邊緣服務(wù)。各層功能32園區(qū)網(wǎng)分層設(shè)計(jì)模型33三層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)的流入與流出：流入狀態(tài)： 數(shù)據(jù)通信量被接入層導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)，然后被匯聚層聚集到高速鏈路流向核心層。流出狀態(tài)： 從核心層流出

12、的數(shù)據(jù)通信量被匯聚層發(fā)散到低速鏈接上，經(jīng)接入層流向用戶。34分層網(wǎng)絡(luò)中流量聚合351000M主干交換機(jī)服務(wù)器 互聯(lián)網(wǎng)10Mbps UTP100Mbps UTP1000Mbps Fiber100Mbps UTP園區(qū)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖100M交換機(jī)路由器核心層匯聚層接入層36園區(qū)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層次圖訪問服務(wù)器遠(yuǎn)程用戶主干交換機(jī)樓宇交換機(jī)S樓宇交換機(jī)接入交換機(jī)S接入交換機(jī)網(wǎng)管工作站邊界路由器CERNET光纖雙絞線S37分層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)核心層匯聚層接入層38三層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：傳輸中控制盡量少的廣播信息一個大的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為幾個較小的部分，它們之間既相對獨(dú)立又互相關(guān)聯(lián)。因拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變而受影響的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域應(yīng)被限制到

13、最小程度39核心層設(shè)計(jì)方法核心層設(shè)計(jì)方法 主要工作：交換數(shù)據(jù)包。 注意： 不要在核心層執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)策略； 核心層的所有設(shè)備應(yīng)具有充分的可到達(dá)性。40匯聚層設(shè)計(jì)方法匯聚層設(shè)計(jì)方法 隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化； 通過路由匯聚控制路由表的大??； 收斂網(wǎng)絡(luò)流量。41接入層設(shè)計(jì)方法接入層設(shè)計(jì)方法 1 將流量饋入網(wǎng)絡(luò) 2 控制訪問策略42繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖能恰當(dāng)?shù)乇憩F(xiàn)設(shè)計(jì)者的意圖。繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D要注意以下幾點(diǎn)：l 選擇合適的圖符來表示設(shè)備；l 線對不能交叉、串接，非線對盡量避免交叉。l 終接處及芯線避免斷線、短路；l 主要的設(shè)備名稱和商家名稱要加以注明；l 不同連接介質(zhì)要使用不同的線型和顏色加以注明；l 標(biāo)明制圖日期和制