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《現(xiàn)代通信接入網(wǎng)技術(shù)》模塊2LAN接入技術(shù)22.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.2以太網(wǎng)技術(shù)原理2.3虛擬局域網(wǎng)技術(shù)目錄2.4以太網(wǎng)接入的控制與管理2.5LAN接入典型組網(wǎng)2.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)42.1.1TCP/IP協(xié)議棧2.1.2IP編址2.1.3子網(wǎng)劃分2.1子目錄2.1.1TCP/IP協(xié)議棧5數(shù)據(jù)應(yīng)用層頭部數(shù)據(jù)表示層頭部數(shù)據(jù)會(huì)話層頭部數(shù)據(jù)傳輸層頭部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層頭部0101101010110001數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層頭部應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層1.OSI參考模型TCP/IP與OSI參考模型對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)鏈路接口層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層2.1.1TCP/IP協(xié)議棧6應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路接口層TCP/IPOSI2.TCP/IP協(xié)議棧2.1.1TCP/IP協(xié)議棧7TELNETSMTPDNSFTPTFTPTCPUDPICMPIPARPRARP網(wǎng)絡(luò)接口層TCP/IP協(xié)議族82.1.2TCP/IP協(xié)議棧TCP/IP協(xié)議族中最為核心的協(xié)議,處于網(wǎng)絡(luò)層。IP協(xié)議是盡力傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議,其提供的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)是不可靠的、無(wú)連接的。3.典型協(xié)議的數(shù)據(jù)封裝格式(1)IP協(xié)議92.1.1TCP/IP協(xié)議棧UDP是一個(gè)簡(jiǎn)單的面向數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸層協(xié)議。UDP不提供可靠性,把應(yīng)用程序傳給IP層的數(shù)據(jù)發(fā)送出去,但是并不保證它們能到達(dá)目的地。UDP報(bào)文頭只有源端口號(hào)、目的端口號(hào)、長(zhǎng)度、校驗(yàn)和數(shù)據(jù)字段。(2)UDP協(xié)議102.1.1TCP/IP協(xié)議棧TCP是一種基于連接、面向字節(jié)流的協(xié)議,可以保證端到端數(shù)據(jù)通信的可靠性。源端口號(hào)(Sourceport)和目的端口號(hào)(Destinationport)序列號(hào)(Sequencenumber)字段確認(rèn)號(hào)字段(3)TCP協(xié)議112.1.1TCP/IP協(xié)議棧ARP協(xié)議主要用于實(shí)現(xiàn)三層IP地址與MAC地址之間的動(dòng)態(tài)映射。在局域網(wǎng)中,當(dāng)主機(jī)或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有數(shù)據(jù)要發(fā)送給另一個(gè)設(shè)備時(shí),先要知道對(duì)方的IP地址,但僅僅有IP地址還不夠,IP數(shù)據(jù)報(bào)文必須封裝成幀才能通過物理網(wǎng)絡(luò)發(fā)送,因此需要一個(gè)從IP地址到物理地址的映射。RARP協(xié)議用于實(shí)現(xiàn)MAC地址到IP地址的映射。RARP常用于X終端和無(wú)盤工作站等,這些設(shè)備知道自己MAC地址,需要獲得IP地址。為了使RARP能工作,在局域網(wǎng)上至少有一個(gè)主機(jī)要充當(dāng)RARP服務(wù)器(4)ARP/RARPUDP協(xié)議122.1.1TCP/IP協(xié)議棧ICMP(InternetControlMessageProtocol)是IP層的一個(gè)組成部分,它傳遞差錯(cuò)報(bào)文以及其他需要注意的信息。ICMP報(bào)文通常被IP層或更高層協(xié)議(TCP/UDP)使用。一些ICMP報(bào)文把差錯(cuò)報(bào)文返回給用戶進(jìn)程。ICMP報(bào)文使用基本的IP報(bào)頭(即20字節(jié))。ICMP報(bào)文封裝在IP報(bào)文中,數(shù)據(jù)報(bào)有前64bit數(shù)據(jù)表示是ICMP報(bào)文。因此ICMP報(bào)文實(shí)際是IP報(bào)文加上該數(shù)據(jù)報(bào)的前64bit數(shù)據(jù)。ICMP報(bào)文有基本格式由Type、Code、Checksum和unused字段組成。(4)ICMP2.1.1TCP/IP協(xié)議棧13TCP/IP數(shù)據(jù)流封裝過程網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層用戶數(shù)據(jù)TCP段網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層IP包用戶數(shù)據(jù)TCP段實(shí)際物理網(wǎng)絡(luò)的幀IP包實(shí)際傳輸PDUdatasegmentpacketframe實(shí)際物理網(wǎng)絡(luò)的幀bit4.TCP/IP層間通信與數(shù)據(jù)封裝2.1.2TCP/IP協(xié)議棧14包頭部段頭部幀尾數(shù)據(jù)段頭部數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)幀頭部包頭部段頭部數(shù)據(jù)E-mail信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)幀(取決于不同傳輸介質(zhì))0111111010101100010101101010110001152.1.2IP編址

255255

255

255Dotted

DecimalMaximumNetworkHost128

64

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1

1.IP地址的格式及表示方法162.1.2IP編址2.IP地址的分類172.1.2IP編址數(shù)制的轉(zhuǎn)換

172

16

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1010110000010000

01111010

11001100

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8

4

0

0

270

250

23220

0128+0+32+0+8+4+0+0=172182.1.2IP編址IP地址的分類練習(xí)AddressClassNetworkHost004620192.1.2IP編址IP地址的分類練習(xí)答案AddressClassNetworkHost004620ABCCB不存在4202.1.3子網(wǎng)劃分1.子網(wǎng)劃分的原因自然分類法將IP地址劃分為A、B、C、D、E類。每個(gè)32位的IP地址都被劃分為由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)構(gòu)成的二級(jí)結(jié)構(gòu)。為每個(gè)機(jī)構(gòu)分配一個(gè)Internet網(wǎng)絡(luò)地址,能夠很好地適應(yīng)滿足當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但隨著時(shí)間的推移,網(wǎng)絡(luò)計(jì)算逐漸成熟,網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)被許多大型組織所認(rèn)知,Internet中出現(xiàn)了很多大型的接入機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)中需要接入的主機(jī)數(shù)量眾多,單一物理網(wǎng)絡(luò)容納主機(jī)的數(shù)量有限,因此在同一機(jī)構(gòu)內(nèi)部需要?jiǎng)澐侄鄠€(gè)物理網(wǎng)絡(luò)。問題:IP地址資源浪費(fèi)嚴(yán)重IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)量不敷使用業(yè)務(wù)擴(kuò)展缺乏靈活性212.1.3子網(wǎng)劃分上世紀(jì)80年代中期,IETF在RFC950和RFC917中針對(duì)簡(jiǎn)單的兩層結(jié)構(gòu)IP地址所帶來的日趨嚴(yán)重的問題提出了解決方法。這個(gè)方法稱為子網(wǎng)劃分(Subnetting)。即允許將一個(gè)自然分類的網(wǎng)絡(luò)分解為多個(gè)子網(wǎng)(Subnet)。劃分子網(wǎng)的方法是從IP地址的主機(jī)號(hào)(host-number)部分借用若干位作為子網(wǎng)號(hào)(subnet-number),剩余的位作為主機(jī)號(hào)(host-number)。兩級(jí)的IP地址就變?yōu)槿?jí)的IP地址,包括網(wǎng)絡(luò)號(hào)(network-number)、子網(wǎng)號(hào)(subnet—number)和主機(jī)號(hào)(host-number)。2.IP子網(wǎng)及子網(wǎng)掩碼222.1.3子網(wǎng)劃分子網(wǎng)掩碼與IP地址一一對(duì)應(yīng),是32bit的二進(jìn)制數(shù),子網(wǎng)掩碼為1表示網(wǎng)絡(luò)位,0表示主機(jī)位兩種方式來表示一個(gè)子網(wǎng)掩碼:

點(diǎn)分十進(jìn)制表示法:將二進(jìn)制的子網(wǎng)掩碼劃分為點(diǎn)分十進(jìn)制形式。例如C類默認(rèn)子網(wǎng)掩碼11111111111111111111111100000000可以表示為。

位數(shù)表示法:也稱為斜線表示法,即在IP地址后面加上一個(gè)斜線“/”,然后寫上子網(wǎng)掩碼中的二進(jìn)制1的位數(shù)。例如C類默認(rèn)子網(wǎng)掩碼11111111111111111111111100000000可以表示為/24。232.1.3子網(wǎng)劃分1)計(jì)算子網(wǎng)內(nèi)的可用主機(jī)數(shù)這是子網(wǎng)劃分計(jì)算中比較簡(jiǎn)單的一類問題,與計(jì)算A、B、C三類網(wǎng)絡(luò)可用主機(jī)數(shù)的方法相同。如果子網(wǎng)的主機(jī)號(hào)位數(shù)為N,那么該子網(wǎng)中可用的主機(jī)數(shù)目為2N-2個(gè)。減2是因?yàn)橛袃蓚€(gè)主機(jī)地址不可用,即主機(jī)號(hào)為全0和全1。當(dāng)主機(jī)號(hào)為全0時(shí),表示該子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址;當(dāng)主機(jī)號(hào)全1時(shí),表示該子網(wǎng)的廣播地址。例如,已知一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)劃分成子網(wǎng)后為24,子網(wǎng)掩碼為40,計(jì)算該子網(wǎng)內(nèi)可供分配的主機(jī)地址數(shù)量。要計(jì)算可供分配的主機(jī)數(shù)量,就必須要知道主機(jī)號(hào)的位數(shù)。計(jì)算過程如下:計(jì)算掩碼的位數(shù)。將十進(jìn)制掩碼40換算成二進(jìn)制掩碼為11111111.11111111.11111111.11110000,掩碼的位數(shù)是28.計(jì)算主機(jī)號(hào)位數(shù)。主機(jī)號(hào)位數(shù)N=32-28=4計(jì)算主機(jī)數(shù)。該子網(wǎng)內(nèi)可用的主機(jī)數(shù)量為24-2=14個(gè)3.子網(wǎng)劃分的方法242.1.3子網(wǎng)劃分2)根據(jù)主機(jī)地址數(shù)劃分子網(wǎng)已知每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)需要容納的主機(jī)數(shù)量的前提下,來劃分子網(wǎng)。該問題就變成了求子網(wǎng)掩碼。此類問題的計(jì)算方法總結(jié)如下:a)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)主機(jī)號(hào)的位數(shù):假設(shè)每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)需要?jiǎng)澐殖鯵個(gè)IP地址,那么當(dāng)Y滿足公式2N≥Y+2≥2N-1時(shí),N就是主機(jī)號(hào)的位數(shù)。其中Y+2是因?yàn)樾枰紤]主機(jī)號(hào)為全0和全1的情況;在這個(gè)公式中也存在這樣的含義:在滿足主機(jī)數(shù)量符合要求的情況下,能夠劃分更多的子網(wǎng)。b)計(jì)算子網(wǎng)掩碼的位數(shù):計(jì)算出主機(jī)號(hào)的位數(shù)N后,可得出子網(wǎng)掩碼位數(shù)為32-N;c)根據(jù)子網(wǎng)掩碼的位數(shù)計(jì)算出子網(wǎng)號(hào)的位數(shù)M。該子網(wǎng)就有2M種劃分方法,也可以理解為根據(jù)子網(wǎng)位數(shù)計(jì)算子網(wǎng)個(gè)數(shù)的公式為:子網(wǎng)個(gè)數(shù)=2M,其中M為子網(wǎng)位數(shù)。要將一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)劃分成若干個(gè)子網(wǎng),要求每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)為62臺(tái),計(jì)算過程如下:根據(jù)子網(wǎng)劃分要求,每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)地址數(shù)量為62計(jì)算網(wǎng)絡(luò)主機(jī)號(hào):根據(jù)公式2N≥Y+2≥2N-1計(jì)算出N=6;子網(wǎng)掩碼位數(shù)為32-6=26,子網(wǎng)掩碼為92;根據(jù)子網(wǎng)掩碼位數(shù)得知子網(wǎng)號(hào)位數(shù)為6。那么該網(wǎng)絡(luò)能劃分4個(gè)子網(wǎng),這些子網(wǎng)分別是劃分后,劃分后子網(wǎng)掩碼為92,子網(wǎng)數(shù)為4個(gè)。每個(gè)子網(wǎng)的可用主機(jī)數(shù)為62。每個(gè)子網(wǎng)具體信息如下:A子網(wǎng):網(wǎng)絡(luò)地址:

開始IP:

結(jié)束IP:2,廣播地址:3B子網(wǎng):網(wǎng)絡(luò)地址:4開始IP:5結(jié)束IP:26,廣播地址:27C子網(wǎng):網(wǎng)絡(luò)地址:28開始IP:29結(jié)束IP:90,廣播地址:91D子網(wǎng):網(wǎng)絡(luò)地址:92開始IP:93結(jié)束IP:54廣播地址:55。252.1.3子網(wǎng)劃分3)根據(jù)子網(wǎng)數(shù)劃分子網(wǎng)子網(wǎng)劃分計(jì)算中,有時(shí)我們要在已知需要?jiǎng)澐肿泳W(wǎng)數(shù)量的前提下,來劃分子網(wǎng)。a)計(jì)算子網(wǎng)號(hào)的位數(shù)。假設(shè)需要?jiǎng)澐諼個(gè)子網(wǎng),每個(gè)子網(wǎng)包括盡可能多的主機(jī)地址。那么當(dāng)X滿足公式2M≥X≥2M-1時(shí),M就是子網(wǎng)號(hào)的位數(shù);b)由子網(wǎng)位數(shù)計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)掩碼并劃分子網(wǎng)。例如,需要將B類網(wǎng)絡(luò)劃分成30個(gè)子網(wǎng),要求每個(gè)子網(wǎng)包括盡可能多的主機(jī)。計(jì)算過程如下:a)按照例子中的子網(wǎng)規(guī)劃需求,需要?jiǎng)澐值淖泳W(wǎng)數(shù)X=30。b)計(jì)算子網(wǎng)號(hào)的位數(shù)。根據(jù)公式2M≥X≥2M-1,計(jì)算出M=5c)計(jì)算子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)掩碼位數(shù)為16+5=21,子網(wǎng)掩碼為。d)由于子網(wǎng)號(hào)位數(shù)為5,所以該B類網(wǎng)絡(luò)總共能劃分成25=32個(gè)子網(wǎng)。這些子網(wǎng)分別是、、…。任意取其中的27個(gè)即可滿足需求。2.2以太網(wǎng)技術(shù)原理272.2.1以太網(wǎng)發(fā)展歷史2.2.2以太網(wǎng)的分類與標(biāo)準(zhǔn)2.2.3以太網(wǎng)工作原理2.2子目錄282.2.1以太網(wǎng)發(fā)展歷史以太網(wǎng)是ETHERNET的中文譯名,是世界上應(yīng)用最廣泛、最為常見的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一。在不涉及到網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議細(xì)節(jié)時(shí),有人把802.3局域網(wǎng)簡(jiǎn)稱為以太網(wǎng),是一種基帶總線局域網(wǎng)。292.2.2以太網(wǎng)的分類與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)萬(wàn)兆以太網(wǎng)下一代以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)萬(wàn)兆以太網(wǎng)下一代以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3IEEE802.3uIEEE802.3zIEEE802.3ak、802.3an802.3ba、802.3az速率(Mbit/s)10100100010G40G\100G介質(zhì)同軸電纜、雙絞線、光纖雙絞線、光纖雙絞線、光纖光纖光纖典型特性CSMA/CD技術(shù)CSMA/CD技術(shù)8B/10B編碼技術(shù)分類特性302.2.3以太網(wǎng)工作原理1.以太網(wǎng)常用傳輸介質(zhì)同軸電纜雙絞線光纖312.2.3以太網(wǎng)工作原理2. 數(shù)據(jù)通信的傳輸模式單播廣播組播單播(Unicast)為“一對(duì)一”的通信模式,即從源端發(fā)出的數(shù)據(jù),僅傳遞給某一具體接收者。廣播(Broadcast)為“一對(duì)所有”的通信模式。廣播方式,系統(tǒng)把信息傳送給網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶,不管他們是否需要,任何用戶都會(huì)接收到廣播來的信息,信息安全性和有償服務(wù)得不到保障。組播(Multicast)為“一對(duì)多”的通信模式。源端將數(shù)據(jù)發(fā)送至一個(gè)組地址,只有加入該組的成員可以接收該數(shù)據(jù)。322.2.3以太網(wǎng)通信原理3.沖突域與廣播域沖突域是說如果一個(gè)區(qū)域中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以收到該區(qū)域中其它節(jié)點(diǎn)發(fā)出的任何幀,那么該區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)沖突域。廣播域是指如果一個(gè)區(qū)域中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以收到該區(qū)域中其他節(jié)點(diǎn)發(fā)出的廣播幀,那么該區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)廣播域。一個(gè)集線器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)沖突域和一個(gè)廣播域;一個(gè)交換機(jī)的每一個(gè)端口是一個(gè)沖突域,而其本身是一個(gè)廣播域;一個(gè)路由器的每一個(gè)端口都是一個(gè)沖突域和一個(gè)廣播域。332.2.3以太網(wǎng)工作原理4.以太網(wǎng)鏈路層的分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層再進(jìn)行分層媒體訪問控制子層(MAC)邏輯鏈路控制子層(LLC)MAC子層負(fù)責(zé)從LLC子層接收數(shù)據(jù),附加上MAC地址和控制信息后把數(shù)據(jù)發(fā)送到物理鏈路上;在這個(gè)過程中提供校驗(yàn)等功能。LLC子層除了定義傳統(tǒng)的鏈路層服務(wù)之外,還增加了一些其他有用的特性。這些特性都由DSAP、SSAP和Control字段提供。例如三種類型的點(diǎn)到點(diǎn)傳輸服務(wù):342.2.3以太網(wǎng)工作原理MAC地址為了進(jìn)行站點(diǎn)標(biāo)識(shí),在MAC子層用MAC地址來唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)站點(diǎn)。MAC地址由IEEE管理,以塊為單位進(jìn)行分配。一個(gè)組織(一般是制造商)從IEEE獲得唯一的地址塊,稱為一個(gè)組織的OUI(OrganizationallyUniqueIdentifier)。MAC地址有48Bit,但通常被表示為12Bit的點(diǎn)分十六進(jìn)制數(shù)。例如,48Bit的MAC地址表示為12Bit點(diǎn)分十六進(jìn)制就是00e0.fc39.8034。352.2.3以太網(wǎng)工作原理

6.以太網(wǎng)的幀格式在以太網(wǎng)的發(fā)展歷程中,以太網(wǎng)的幀格式出現(xiàn)過多個(gè)版本。不過,目前正在應(yīng)用中的幀格式為DIX(Dec、Intel、Xerox)的Ethernet_II幀格式和IEEE的IEEE802.3幀格式(ETHERNET_SNAP)。Ethernet_II幀IEEE802.3幀362.2.3以太網(wǎng)工作原理

6. 共享式以太網(wǎng)工作原理CSMA/CD的工作過程如下:發(fā)前先聽:發(fā)送數(shù)據(jù)前先檢測(cè)信道是否空閑。如果空閑,則立即發(fā)送;如果繁忙,則等待。邊發(fā)邊聽:在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中,不斷檢測(cè)是否發(fā)生沖突(通過檢測(cè)線路上的信號(hào)是否穩(wěn)定判斷沖突)。遇沖退避:如果檢測(cè)到?jīng)_突,立即停止發(fā)送,等待一個(gè)隨時(shí)時(shí)間(退避)。重新嘗試:當(dāng)隨機(jī)時(shí)間結(jié)束后,重新開始發(fā)送嘗試。372.2.3以太網(wǎng)工作原理7.交換式以太網(wǎng)工作原理在交換式以太網(wǎng)中經(jīng)常使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是交換機(jī)。交換機(jī)與Hub一樣同為具有多個(gè)端口的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,在各個(gè)終端主機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。但相對(duì)于Hub的單一沖突域。交換機(jī)通過隔離沖突域,使得終端主機(jī)可以獨(dú)占端口的帶寬,并實(shí)現(xiàn)全雙工通信,所以交換式以太網(wǎng)的交換效率大大高于共享式以太網(wǎng)。382.2.2以太網(wǎng)通信原理(1)交換機(jī)工作原理交換機(jī)相對(duì)于集線器而言,多維護(hù)了一張表,該表為MAC地址表。表中維護(hù)了交換機(jī)端口與該端口下設(shè)備MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。交換機(jī)就根據(jù)MAC表來進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的交換轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于檢測(cè)到合法的以太網(wǎng)幀,提取出該幀的源MAC地址。將源MAC地址與接收該幀的接口之間的關(guān)系加入到地址表中,從而生成一條表項(xiàng)。對(duì)于同一個(gè)MAC地址,如果透明網(wǎng)橋先后學(xué)習(xí)到不同的接口,則后學(xué)到的接口信息覆蓋先學(xué)到的接口信息。對(duì)于動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)到的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng),透明網(wǎng)橋會(huì)在一段時(shí)間后對(duì)表項(xiàng)進(jìn)行老化,即將超過一定生存時(shí)間的表項(xiàng)刪除掉。392.2.2以太網(wǎng)通信原理(2)MAC地址表的建立與更新透明網(wǎng)橋?qū)τ谑盏綌?shù)據(jù)幀的處理可以劃分為以下三種情況:直接轉(zhuǎn)發(fā):收到數(shù)據(jù)幀的目的MAC能夠在轉(zhuǎn)發(fā)表中查到,并且對(duì)應(yīng)的出接口與收到報(bào)文的接口不是同一個(gè)接口,則該數(shù)據(jù)幀從表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的出接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。丟棄:收到數(shù)據(jù)幀的目的MAC能夠在轉(zhuǎn)發(fā)表中查到,并且對(duì)應(yīng)的出接口與收到報(bào)文的接口是同一個(gè)接口,則該數(shù)據(jù)幀被丟棄。擴(kuò)散:收到數(shù)據(jù)幀的目的MAC是單播MAC,但是在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找不到,或者收到數(shù)據(jù)幀的目的MAC是組播或廣播MAC時(shí),數(shù)據(jù)幀向?qū)?yīng)網(wǎng)橋組除入接口外的其他接口復(fù)制并發(fā)送。402.2.2以太網(wǎng)通信原理交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)方式交換機(jī)有Cut-Through、Store-and-Forward、Fragment-free三種交換模式:a)快速轉(zhuǎn)發(fā)(Cut-Through)交換機(jī)接收到目的地址即開始轉(zhuǎn)發(fā)過程,特點(diǎn)是延遲小,交換機(jī)不檢測(cè)錯(cuò)誤,直接轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。b)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)(Store-and-Forward)交換機(jī)接收完整的數(shù)據(jù)幀后才開始轉(zhuǎn)發(fā)過程,這種方式延遲大,延遲取決于數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度。交換機(jī)檢測(cè)錯(cuò)誤,一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包將會(huì)丟棄。c)分段過濾(Fragment-free)交換機(jī)接收完數(shù)據(jù)包的前64字節(jié)(一個(gè)最短幀長(zhǎng)度),然后根據(jù)幀頭信息查表轉(zhuǎn)發(fā)。此交換模式結(jié)合了直通方式和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式的優(yōu)點(diǎn)。象Cut-Through一樣不用等待接收完完整的數(shù)據(jù)幀才轉(zhuǎn)發(fā),只要接收了64字節(jié)后,即可轉(zhuǎn)發(fā),并且同Store-and-Forward模式一樣,可以提供錯(cuò)誤檢測(cè),能夠檢測(cè)前64字節(jié)的幀錯(cuò)誤,并丟棄錯(cuò)誤幀。2.3虛擬局域網(wǎng)技術(shù)422.3.1VLAN概述

2.3.2VLAN的劃分方法2.3.3VLAN技術(shù)原理2.3子目錄432.3.1VLAN概述VLAN(VirtualLocalAreaNetwork)即虛擬局域網(wǎng),是將一個(gè)物理的LAN在邏輯上劃分成多個(gè)廣播域(多個(gè)VLAN)的通信技術(shù)。VLAN內(nèi)的主機(jī)間可以直接通信,而VLAN間不能直接互通,從而將廣播報(bào)文限制在一個(gè)VLAN內(nèi)。由于VLAN間不能直接互訪,因此提高了網(wǎng)絡(luò)安全性442.3.2VLAN的劃分方法VLAN的類型也就是VLAN劃分的方式:基于端口劃分VLAN

基于MAC地址劃分VLAN基于子網(wǎng)劃分VLAN基于協(xié)議劃分VLAN452.3.3VLAN技術(shù)原理VLAN技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)控制,在待轉(zhuǎn)發(fā)的以太網(wǎng)幀中添加VLAN標(biāo)簽,然后設(shè)定交換機(jī)端口對(duì)該標(biāo)簽和幀的處理方式。處理方式包括丟棄幀、轉(zhuǎn)發(fā)幀、添加標(biāo)簽、移除標(biāo)簽。轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí),通過檢查以太網(wǎng)報(bào)文中攜帶的VLAN標(biāo)簽,是否為該端口允許通過的標(biāo)簽,可判斷出該以太網(wǎng)幀是否能夠從端口轉(zhuǎn)發(fā)。支持VLAN技術(shù)的交換機(jī),轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)幀時(shí)不再僅僅依據(jù)目的MAC地址,同時(shí)還要考慮該端口的VLAN配置情況,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)二層轉(zhuǎn)發(fā)的控制。

1. VLAN通信原理462.3.3VLAN技術(shù)原理IEEE802.1Q標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Ethernet幀格式進(jìn)行了修改,在源MAC地址字段和協(xié)議類型字段之間加入4字節(jié)的802.1QTag

2.VLAN的幀格式Type:長(zhǎng)度為2字節(jié),表示幀類型。取值為0x8100時(shí)表示802.1QTag幀。PRI:Priority,長(zhǎng)度為3比特,表示幀的優(yōu)先級(jí),取值范圍為0~7,值越大優(yōu)先級(jí)越高。CFI:CanonicalFormatIndicator,長(zhǎng)度為1比特,表示MAC地址是否是經(jīng)典格式。VID:VLANID,長(zhǎng)度為12比特,表示該幀所屬的VLAN。可配置的VLANID取值范圍為0~4095,但是0和4095協(xié)議中規(guī)定為保留的VLANID,不能給用戶使用。472.3.3VLAN技術(shù)原理

3. VLAN的轉(zhuǎn)發(fā)流程交換機(jī)有兩個(gè)端口A與B,從某端口A收到以太網(wǎng)幀,如果轉(zhuǎn)發(fā)表顯示目的MAC地址存在于B端口下。引入VLAN后,該幀是否能從B端口轉(zhuǎn)發(fā)出去,有以下2個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):該幀攜帶的VLANID是否被交換機(jī)創(chuàng)建?創(chuàng)建VLAN的方法有2種,管理員逐個(gè)添加或通過GVRP協(xié)議自動(dòng)生成。目的端口是否允許攜帶該VLANID的幀通過?端口允許通過的VLAN列表,可以由管理員添加或使用GVRP(GARPVLANRegistrationProtocol)協(xié)議動(dòng)態(tài)注冊(cè)。Trunk端口Trunk端口用于連接交換機(jī),在交換機(jī)之間傳遞taggedframe,可以自由設(shè)定允許通過多個(gè)VLANID,這些ID可以與PVID相同,也可以不同。對(duì)接收帶Tag的報(bào)文處理:當(dāng)VLANID在接口允許通過的VLANID列表里時(shí),接收該報(bào)文。當(dāng)VLANID不在接口允許通過的VLANID列表里時(shí),丟棄該報(bào)文。發(fā)送幀處理過程:當(dāng)VLANID與缺省VLANID相同,且是該接口允許通過的VLANID時(shí),去掉Tag,發(fā)送該報(bào)文。當(dāng)VLANID與缺省VLANID不同,且是該接口允許通過的VLANID時(shí),保持原有Tag,發(fā)送該報(bào)文482.3.3VLAN技術(shù)原理

4. VLAN接口類型Access端口對(duì)接收不帶Tag的報(bào)文處理:接收該報(bào)文,并打上缺省VLAN的Tag。對(duì)接收帶Tag的報(bào)文處理:當(dāng)VLANID與缺省VLANID相同時(shí),接收該報(bào)文。當(dāng)VLANID與缺省VLANID不同時(shí),丟棄該報(bào)文。發(fā)送幀處理過程:先剝離幀的PVIDTag,然后再發(fā)送。492.3.3VLAN技術(shù)原理

4. VLAN接口類型Hybrid端口:能夠靈活的控制VLAN標(biāo)簽的移除。實(shí)現(xiàn)各個(gè)用戶端口相互隔離。1、對(duì)于進(jìn)入端口的報(bào)文:A:報(bào)文未攜帶任何的vlantagged標(biāo)簽。此時(shí)hybrid端口會(huì)將此報(bào)文打上自己端口的pvid,然后在pvid

vlan中轉(zhuǎn)發(fā)。B:報(bào)文攜帶了vlan標(biāo)簽。此時(shí)只要能匹配任意pvid、tagged、untagged中有一個(gè),報(bào)文就會(huì)通過,并且不被改寫。2、對(duì)于出端口的報(bào)文:A:報(bào)文攜帶的vlan標(biāo)簽與PVID同。此時(shí)無(wú)論該vlan是否為tagged、untagged,出去的時(shí)候均剝離vlan標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)出去。B:報(bào)文攜帶的vlan標(biāo)簽與tagged同且非pvid。此時(shí)報(bào)文攜帶標(biāo)簽直接發(fā)出,不做更改。C:報(bào)文攜帶的vlan標(biāo)簽與untagged相同。此時(shí)報(bào)文剝離vlan標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)出去。502.3.3VLAN技術(shù)原理

4. VLAN接口類型Hybrid端口:能夠靈活的控制VLAN標(biāo)簽的移除。實(shí)現(xiàn)各個(gè)用戶端口相互隔離。1、對(duì)于進(jìn)入端口的報(bào)文:A:報(bào)文未攜帶任何的vlantagged標(biāo)簽。此時(shí)hybrid端口會(huì)將此報(bào)文打上自己端口的pvid,然后在pvid

vlan中轉(zhuǎn)發(fā)。B:報(bào)文攜帶了vlan標(biāo)簽。此時(shí)只要能匹配任意pvid、tagged、untagged中有一個(gè),報(bào)文就會(huì)通過,并且不被改寫。2、對(duì)于出端口的報(bào)文:A:報(bào)文攜帶的vlan標(biāo)簽與PVID同。此時(shí)無(wú)論該vlan是否為tagged、untagged,出去的時(shí)候均剝離vlan標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)出去。B:報(bào)文攜帶的vlan標(biāo)簽與tagged同且非pvid。此時(shí)報(bào)文攜帶標(biāo)簽直接發(fā)出,不做更改。C:報(bào)文攜帶的vlan標(biāo)簽與untagged相同。此時(shí)報(bào)文剝離vlan標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)出去。2.4以太網(wǎng)接入的控制與管理522.4.1接入網(wǎng)控制與管理的概念2.4.2動(dòng)態(tài)地址分配2.4.3PPP與PPPoE2.4子目錄所謂用戶管理是指的用戶需要接入網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商那里進(jìn)行開戶登記,并且在用戶進(jìn)行通信時(shí)對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證、授權(quán)。532.4.1接入網(wǎng)控制與管理的概念理

用戶管理業(yè)務(wù)管理計(jì)費(fèi)管理所謂安全管理指的是接入網(wǎng)需要保障用戶數(shù)據(jù)(單播地址的幀)的安全性,隔離攜帶有用戶個(gè)人信息的廣播信息(如ARP(地址解析協(xié)議)、DHCP(動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)消息等),防止關(guān)鍵設(shè)備受到攻擊。所謂業(yè)務(wù)管理指的是接入網(wǎng)需要支持組播業(yè)務(wù),需要為保護(hù)QoS提供一定手段。由于組播業(yè)務(wù)是未來Interner上的重要業(yè)務(wù),因此接入網(wǎng)應(yīng)能夠以組播方式支持這項(xiàng)業(yè)務(wù),而不以點(diǎn)到點(diǎn)方式來傳送組播業(yè)務(wù)。另外為了保證QoS接入網(wǎng)需要提供一定的帶寬控制能力802.1x協(xié)議是基于Client/Server的訪問控制和認(rèn)證協(xié)議。它可以限制未經(jīng)授權(quán)的用戶/設(shè)備通過接入端口(accessport)訪問LAN/WLAN。在獲得交換機(jī)或LAN提供的各種業(yè)務(wù)之前,802.1x對(duì)連接到交換機(jī)端口上的用戶/設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證。在認(rèn)證通過之前,802.1x只允許認(rèn)證協(xié)議的數(shù)據(jù)通過設(shè)備連接的交換機(jī)端口;認(rèn)證通過以后,正常的數(shù)據(jù)就可以順利地通過以太網(wǎng)端口。802.1x認(rèn)證由交換機(jī)接入端口、中心認(rèn)證(AAA服務(wù)器)構(gòu)成完整的接入控制系統(tǒng),AAA服務(wù)器可以位于會(huì)聚層,也可以位于核心網(wǎng)。542.4.1接入網(wǎng)控制與管理的概念

用戶的接入控制與管理采用的方案有802.1xPPPOEPPPOE是在以太網(wǎng)上承載PPP協(xié)議,它利用以太網(wǎng)組網(wǎng)時(shí),通過一個(gè)遠(yuǎn)端接入設(shè)備連入因特網(wǎng),并對(duì)接入的每一個(gè)主機(jī)實(shí)現(xiàn)控制、計(jì)費(fèi)功能。在采用PPPoE的方式時(shí),PPP幀被封裝在以太網(wǎng)幀內(nèi),以便于用戶接入端的計(jì)算機(jī)采用以太網(wǎng)網(wǎng)卡匹配接收。PPP協(xié)議是點(diǎn)到點(diǎn)連接協(xié)議,它包括鏈路控制協(xié)議(LCP:LinkControlProtocol)、網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP:NetworkControlProtocol)、密碼驗(yàn)證協(xié)議PAP和挑戰(zhàn)握手驗(yàn)證協(xié)議CHAP。552.4.1接入網(wǎng)控制與管理的概念理

用戶的接入控制與管理采用的方案有802.1xPPPOE連接到互聯(lián)網(wǎng)上的電腦要相互通信,必須有各自的IP地址,由于IP地址資源有限,不能做到給每個(gè)用戶分配一個(gè)固定的IP地址,所以通常采用DHCP(DynamicHostConfigureProtocol,動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)對(duì)上網(wǎng)的用戶進(jìn)行臨時(shí)的地址分配。562.4.2DHCP

1.DHCP的功能

DHCP主要包括三種角色:DHCPServer,DHCPClient,DHCPRelay(非必須角色)。DHCPServer即DHCP服務(wù)器,負(fù)責(zé)處理來自客戶端或中繼的地址分配、地址續(xù)租、地址釋放等請(qǐng)求,為客戶端分配IP地址和其他網(wǎng)絡(luò)配置信息;DHCPClient即DHCP客戶端,它通過與DHCP服務(wù)器進(jìn)行報(bào)文交互,動(dòng)態(tài)獲取IP地址和其他網(wǎng)絡(luò)配置信息,完成自身的地址配置,也便于集中管理;DHCPRelay即DHCP中繼,它實(shí)現(xiàn)了不同網(wǎng)段間的DHCP服務(wù)器和客戶端之間的報(bào)文交互。DHCP的地址申請(qǐng)流程如圖2-44所示。包括:發(fā)現(xiàn)階段選擇階段提供階段確認(rèn)階段非確認(rèn)階段572.4.2DHCP

2.DHCP的工作流程

DHCPRelay即DHCP中繼,它實(shí)現(xiàn)了不同網(wǎng)段間的DHCP服務(wù)器和客戶端之間的報(bào)文交互。582.4.2DHCP

3.DHCP中繼592.4.2DHCP

3.DHCP中繼(1)DHCP客戶端啟動(dòng)并初始化時(shí),會(huì)在本地網(wǎng)絡(luò)廣播Discovery報(bào)文,尋找DHCP服務(wù)器。若本地網(wǎng)絡(luò)存在服務(wù)器,則直接從該服務(wù)器獲取IP地址,不需要中繼設(shè)備。若本地網(wǎng)絡(luò)中沒有DHCP服務(wù)器,則與本地中繼設(shè)備收到Discovery報(bào)文后,將廣播報(bào)文轉(zhuǎn)換成單播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給其他網(wǎng)絡(luò)上的DHCP服務(wù)器。(2)DHCP服務(wù)器向中繼設(shè)備返回單播Offer報(bào)文,確認(rèn)可以申請(qǐng)IP地址。(3)DHCP中繼設(shè)備收到Offer報(bào)文后,將單播報(bào)文轉(zhuǎn)換成廣播報(bào)文返回給DHCPv4客戶端??蛻舳税l(fā)出Request報(bào)文,請(qǐng)求IP地址。(4)DHCP中繼設(shè)備收到Request報(bào)文后,將廣播報(bào)文轉(zhuǎn)換成單播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給DHCP服務(wù)器。DHCP服務(wù)器根據(jù)收到的Request報(bào)文中的信息進(jìn)行相應(yīng)配置,通過中繼設(shè)備將配置信息發(fā)給DHCP客戶端,完成對(duì)DHCP客戶端的動(dòng)態(tài)配置。602.4.3PPP與PPPoE協(xié)議

1.PPP協(xié)議PPP協(xié)議是一種點(diǎn)到點(diǎn)鏈路層協(xié)議,主要用于在全雙工的同、異步鏈路上進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。它包括鏈路控制協(xié)議(LCP:LinkControlProtocol)、網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP:NetworkControlProtocol)、密碼驗(yàn)證協(xié)議PAP(PasswordAuthenticationProtocol)和挑戰(zhàn)握手驗(yàn)證協(xié)議CHAP(Challenge-HandshakeAuthenticationProtocol)。612.4.3PPP與PPPoE協(xié)議

2.PPPoE協(xié)議PPP協(xié)議要求進(jìn)行通信的雙方之間是點(diǎn)到點(diǎn)的關(guān)系,不適于廣播型的以太網(wǎng)和多點(diǎn)訪問型的網(wǎng)絡(luò),于是產(chǎn)生了PPPoE協(xié)議(Point-to-PointProtocolOverEthernet)。它不僅為使用橋接以太網(wǎng)接入的用戶提供了一種寬帶接入手段,同時(shí)還能提供方便的接入控制和計(jì)費(fèi)。PPPoE報(bào)文的報(bào)文格式如圖所示。622.4.3PPP與PPPoE協(xié)議

2.PPPoE協(xié)議PPPoE會(huì)話過程可分為三個(gè)階段,即發(fā)現(xiàn)階段、會(huì)話階段和會(huì)話終結(jié)階段。階段描述發(fā)現(xiàn)階段獲取對(duì)方以太網(wǎng)地址,以及確定唯一的PPPoE會(huì)話。會(huì)話階段包含兩部分:PPP協(xié)商階段和PPP報(bào)文傳輸階段。會(huì)話終結(jié)階段會(huì)話建立以后的任意時(shí)刻,發(fā)送報(bào)文結(jié)束PPPoE會(huì)話。2.5LAN接入典型組網(wǎng)642.5.12.5.2LAN接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.3LAN接入設(shè)備的選用2.5子目錄LAN接入的技術(shù)方案設(shè)計(jì)2.5.3以太網(wǎng)LAN接入的供電目前,以太網(wǎng)寬帶接入解決方案主要用到VLAN技術(shù)和PPPoE認(rèn)證。典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖。三層交換機(jī)每個(gè)端口配置成獨(dú)立的VLAN,享有獨(dú)立的VID(VLANID)。將每個(gè)用戶配置成獨(dú)立的VLAN,利用支持VLAN的LANSWTTCH進(jìn)行信息的隔離,用戶的IP地址被綁定在端口的VLAN號(hào)上,以保證正確路由選擇。在VLAN方式中,利用VLAN可以隔離ARP,DHCP等攜帶用戶信息的廣播信息,從而使用戶數(shù)據(jù)的安全性得到了進(jìn)一步提高。652.5.1以太網(wǎng)接入的方案設(shè)計(jì)

(1)規(guī)模接入網(wǎng)絡(luò)對(duì)于小規(guī)模居民小區(qū)來說,用戶數(shù)少。用戶連接到以太網(wǎng)交換設(shè)備的雙絞線距離不超過100m。小區(qū)上連采用光纖收發(fā)器,采用1級(jí)交換,交換機(jī)采用100Mbit/s上聯(lián),下聯(lián)多個(gè)10/100Mbit/s電接口,直接接入用戶;若用戶數(shù)超過交換機(jī)的端口數(shù),可采用交換機(jī)級(jí)聯(lián)662.5.3LAN接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1)規(guī)模接入網(wǎng)絡(luò)對(duì)于小規(guī)模居民小區(qū)來說,用戶數(shù)少。用戶連接到以太網(wǎng)交換設(shè)備的雙絞線距離不超過100m。小區(qū)上連采用光纖收發(fā)器,采用1級(jí)交換,交換機(jī)采用100Mbit/s上聯(lián),下聯(lián)多個(gè)10/100Mbit/s電接口,直接接入用戶;若用戶數(shù)超過交換機(jī)的端口數(shù),可采用交換機(jī)級(jí)聯(lián)672.5.3LAN接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

⑶大規(guī)模接入網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模居民小區(qū)一般居民樓非常多,樓間距離較大,且相對(duì)分散。小區(qū)內(nèi)采用2級(jí)交換:小區(qū)中心交換機(jī)(3層交換機(jī))具備多個(gè)千兆光接口直聯(lián)寬帶IP城域網(wǎng),且多有備份。中心交換機(jī)下聯(lián)口既可以提供百兆光接口,也可以提供千兆光接口。樓道交換機(jī)連接基本上與小規(guī)模接入網(wǎng)絡(luò)相同,必要時(shí)樓道交換機(jī)上聯(lián)用千兆光接口682.5.3LAN接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

選用以太網(wǎng)接入設(shè)備應(yīng)注意的問題是設(shè)備價(jià)格、設(shè)備功能、設(shè)備性能、設(shè)備技術(shù)要求及網(wǎng)絡(luò)整體方案的集成性等。以太網(wǎng)中心接入設(shè)備為接入網(wǎng)核心,應(yīng)具備高性能、可擴(kuò)展性、高可靠性及強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)控制能力和良好的可管理特性。邊緣接入設(shè)備是建筑物內(nèi)用戶接入網(wǎng)絡(luò)的橋梁,應(yīng)具備靈活性、價(jià)格便宜、使用方便和一定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量和控制能力。692.5.4以太網(wǎng)接入設(shè)備的選用

①中心接入設(shè)備至少具有1個(gè)1000Base-LX單模光接口,多個(gè)100Base-FX多模光接口和多個(gè)100Mbit/s電接口。②支持基于802.1Q標(biāo)準(zhǔn)的VLAN劃分,并支持跨不同交換機(jī)劃分VLAN。③支持200個(gè)以上的VLAN。采用特別技術(shù)的設(shè)備應(yīng)說明在這方面與其他設(shè)備的兼容性。④支持IGMP組播協(xié)議。⑤支持線速交換。⑥可實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)用戶的流量和時(shí)長(zhǎng)的統(tǒng)計(jì),原始話單,按通用的接口提交給計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。⑦在1000Mbit/s和100Mbit/s以太網(wǎng)端口上支持端口聚集功能,負(fù)荷均分。⑧支持802.1p協(xié)議⑨支持多種方式的以太網(wǎng)包過濾功能,支持標(biāo)準(zhǔn)的IP包過濾功能,支持基本的綁定功能,支持多種削減得策略。⑩提供遠(yuǎn)程登錄支持及圖形化網(wǎng)管,支持SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。702.5.4以太網(wǎng)接入設(shè)備的選用中心接入設(shè)備要求:①中心接入設(shè)備至少具有1個(gè)1000Base-LX單模光接口,多個(gè)100Base-FX多模光接口和多個(gè)100Mbit/s電接口。②支持基于802.1Q標(biāo)準(zhǔn)的VLAN劃分,并支持跨不同交換機(jī)劃分VLAN。③支持200個(gè)以上的VLAN。采用特別技術(shù)的設(shè)備應(yīng)說明在這方面與其他設(shè)備的兼容性。④支持IGMP組播協(xié)議。⑤支持線速交換。⑥可實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)用戶的流量和時(shí)長(zhǎng)的統(tǒng)計(jì),原始話單,按通用的接口提交給計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。⑦在1000Mbit/s和100Mbit/s以太網(wǎng)端口上支持端口聚集功能,負(fù)荷均分。⑧支持802.1p協(xié)議⑨支持多種方式的以太網(wǎng)包過濾功能,支持標(biāo)準(zhǔn)的IP包過濾功能,支持基本的綁定功能,支持多種削減得策略。⑩提供遠(yuǎn)程登錄支持及圖形化網(wǎng)管,支持SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。712.5.3以太網(wǎng)接入設(shè)備的選用

(1)中心接入設(shè)備要求:①邊緣接入設(shè)備向上必須提供網(wǎng)內(nèi)設(shè)備間中繼接口,如100Base-TX接口、100Base-FX接口和100Mbit/s電接口,向下應(yīng)直接向用戶提供10Base-T用戶網(wǎng)絡(luò)接口。②具有基于端口劃分VLAN的功能,也可支持基于MAC地址劃分VLAN,支持802.1q協(xié)議。每個(gè)端口均可劃分VLAN。③為了滿足安全性的基本要求,應(yīng)當(dāng)可以與小區(qū)、匯接交換機(jī)配合實(shí)現(xiàn)用戶端口的隔離。④支持IGMP組播協(xié)議。⑤在其100Mbit/s以太網(wǎng)端口上具有端口聚集功能,并能在聚合的Nx100Mbit/s端口上實(shí)現(xiàn)負(fù)荷均分。支持IEEE802.1ad標(biāo)準(zhǔn)。⑥支持802.1p協(xié)議。⑦支持多種方式的2層包過濾功能,基本的綁定功能,如用戶MAC地址和端口的綁定。支持多種削減得策略,如廣播削減、組播削減河單播削減等。⑧設(shè)備支持標(biāo)準(zhǔn)的生成樹協(xié)議(IEEE802.1d)。支持生成樹,VLAN設(shè)置、負(fù)載分擔(dān)。⑨提供遠(yuǎn)程登錄支持及圖形化網(wǎng)管。722.5.3LAN接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(2)邊緣接入設(shè)備的技術(shù)要求:(3)設(shè)備電源:支持直流和交流兩種供電方式,直流額定電壓為-48V,電壓波動(dòng)的范圍為-57V~-40V;交流電壓為220V±25%,頻率50H±5%。(4)工作環(huán)境應(yīng)能在以下環(huán)境中正常工作:室內(nèi)機(jī):溫度5℃~40℃;相對(duì)濕度10%~90%(非凝結(jié));室外機(jī):溫度-30℃~40℃;相對(duì)濕度10%~90%(非凝結(jié))。(5)設(shè)備性能:邊緣接入設(shè)備在吞吐量、交換時(shí)延、丟包率和MAC地址深度等方面,應(yīng)根據(jù)用戶具體規(guī)模大小和流量大小在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)具體要求。

732.5.4以太網(wǎng)接入設(shè)備的選用以太網(wǎng)接入設(shè)備的環(huán)境,通常不具備正規(guī)機(jī)房的條件,電源不良。房的設(shè)備通過以太網(wǎng)線遠(yuǎn)端饋電。IEEE802.3af為以太網(wǎng)饋電標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)完整的POE(PoweroverEthernet)系統(tǒng)包括供電端設(shè)備(PSE,PowerSourcingEquipment)和受電端設(shè)備(PD,PoweredDevice)兩部分。兩者基于IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)建立有關(guān)受電端設(shè)備PD的連接情況、設(shè)備類型、功耗級(jí)別等方面的信息聯(lián)系,并以此為根據(jù)PSE通過以太網(wǎng)向PD供電。電源輸出:-48V742.5.4以太網(wǎng)LAN接入設(shè)備的供電

2.6網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境搭建76步驟步驟一、啟動(dòng)eNSP

步驟二、建立拓?fù)洳襟E三、建立一條物理連接步驟四、進(jìn)入終端系統(tǒng)配置界面步驟五、配置終端系統(tǒng)步驟六、啟動(dòng)終端系統(tǒng)設(shè)備2.7以太網(wǎng)接入設(shè)備安裝782.7.1網(wǎng)線的制作2.7.2LAN接入設(shè)備的認(rèn)知2.7.3LAN接入設(shè)備的安裝2.7子目錄以太網(wǎng)接入設(shè)備的選用792.7.1網(wǎng)線的制作目前常用的線序標(biāo)準(zhǔn)為EIA/TIA568A和568B。568A標(biāo)準(zhǔn)的線序?qū)?yīng)為白綠、綠、白橙、藍(lán)、白藍(lán)、橙、白棕、棕568B標(biāo)準(zhǔn)的線序?qū)?yīng)為白橙、橙、白綠、藍(lán)、白藍(lán)、綠、白棕、棕。1.百兆網(wǎng)線802.7.1網(wǎng)線的制作設(shè)備連接方法

主機(jī)路由器交換機(jī)MDIX交換機(jī)MDIHub主機(jī)交叉交叉直連N/A直連路由器交叉交叉直連N/A直連交換機(jī)MDIX直連直連交叉直連交叉交換機(jī)MDIN/AN/A直連交叉直連Hub直連直連交叉直連交叉812.7.1網(wǎng)線的制作千兆5類也分為直通和交叉兩種。直通網(wǎng)線與我們平時(shí)所使用的沒有什么差別,都是一一對(duì)應(yīng)的。但是傳統(tǒng)的百兆網(wǎng)絡(luò)只用到4根線纜來傳輸,而千兆網(wǎng)絡(luò)要用到8根來傳輸,所以千兆交叉網(wǎng)線的制作與百兆不同,制作方法如下:1對(duì)3,2對(duì)6,3對(duì)1,4對(duì)7,5對(duì)8,6對(duì)2,7對(duì)4,8對(duì)52.千兆網(wǎng)線822.7.2以太網(wǎng)接入設(shè)備的認(rèn)知華為交換機(jī)分為以下幾個(gè)系列:舊產(chǎn)品:S2300系列、S3300系列、S5300系列、S9300系列新產(chǎn)品:S2700系列、S3700系列、S5700系列、S7700系列1.交換機(jī)832.7.2以太網(wǎng)接入設(shè)備的認(rèn)知A(產(chǎn)品系列)

S-交換機(jī):S2326TP-SIS2700-26TP-SIAR-低端路由器:AR28-09NE-高端路由器:NE20E1.交換機(jī)S2326TPSIABCDEFB(子產(chǎn)品系列)

9-核心機(jī)箱式交換機(jī):9303、9306、7706、77125-全千兆盒式三層交換機(jī):S5328C-SI3-千兆上行百兆下行的盒式三層交換機(jī):S3328TP-SI2-千兆上行百兆下行的盒式二層交換機(jī):S2326TP-SIC(產(chǎn)品型號(hào)更替)

表明產(chǎn)品的更替(或者系列)842.7.2以太網(wǎng)接入設(shè)備的認(rèn)知1.交換機(jī)S2326TPSIABCDEFD(可用端口數(shù))09-下行端口為8個(gè),上行端口為1個(gè):S2309TP-SI-AC18-下行端口為16,上行端口為2個(gè):S2318TP-SI-AC26-下行端口為24,上行端口為2個(gè):S2326TP-SI-AC28-下行端口為24,上行端口為4個(gè):S5328C-SI48-下行端口為48,上行端口為0個(gè):S5348TP-SI-ACE(上行接口類型):C/P/TPC-擴(kuò)展插槽上行:S5328C-SIP-千兆SFP光口上行:S3352P-SITP-上行接口有光口和電口同時(shí)存在:S2326TP-SI-ACF(交換機(jī)特性)EI-增強(qiáng)型(StandardsoftwareImage):表示設(shè)備為增強(qiáng)版本,包含某些高級(jí)特性。S5328C-EISI-標(biāo)準(zhǔn)型(EnhancedsoftwareImage):表示設(shè)備為基礎(chǔ)版本,包含基礎(chǔ)特性。S5328C-SIPWR-EI-支持POE的增強(qiáng)型:支持遠(yuǎn)程以太網(wǎng)供電。PWR-SI-支持POE的標(biāo)準(zhǔn)型:支持遠(yuǎn)程以太網(wǎng)供電。S5348TP-PWR-SIPOE:PoweroverLAN以太網(wǎng)供電24S-光口下行的接口形態(tài):S5328C-EI-24S(端口為全光纖口)852.7.3以太網(wǎng)接入設(shè)備的安裝1.機(jī)房設(shè)備安裝安裝機(jī)架和掛墻式機(jī)箱時(shí),其位置及其面向都應(yīng)該按設(shè)計(jì)要求;機(jī)架和設(shè)備必須安裝牢固可靠,在有抗震要求時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求;機(jī)架和掛墻式機(jī)箱安裝完工后其水平和垂直度都必須符合設(shè)計(jì)要求,機(jī)架和掛墻式機(jī)箱與地面垂直,其前后左右的垂直偏差度均不應(yīng)大于3mm;安裝19英寸機(jī)架時(shí),機(jī)架前面應(yīng)預(yù)留1.5m的空間,機(jī)架背面距離墻面應(yīng)大于0.8m。交流220V電源或直流-48V電源供電,根據(jù)具體情況安裝后備電源。保護(hù)接地,接地電阻≤4Ω。采用直流供電的設(shè)備,其工作地線可與保護(hù)地共用一組,接地電阻≤1Ω。設(shè)備外殼和電纜屏蔽層均應(yīng)按有關(guān)規(guī)范接地。862.7.3以太網(wǎng)接入設(shè)備的安裝2.樓層設(shè)備安裝樓層交換機(jī)安裝在樓內(nèi)配線間或樓梯間內(nèi),嚴(yán)禁掛裝在外墻或其他雨水易飄沾、陽(yáng)光可照射的場(chǎng)所,宜也可加保護(hù)箱后安裝在墻上或吊裝在頂板下,但要注意選擇設(shè)備箱安裝位置時(shí),應(yīng)考慮設(shè)備通風(fēng)、散熱及環(huán)境溫度、濕度、防塵、防盜、防干擾和樓道的整體美觀等方面,一般選在樓房的公共部位,且不妨礙人行通道和搬運(yùn)通道。設(shè)備箱底距離地面一般要求為1.6m。設(shè)備箱內(nèi)應(yīng)提供220V/10A單相帶地源插座,并固定在機(jī)箱內(nèi)。交換機(jī)前端處的光終端盒或光纖接收器必須放在機(jī)箱內(nèi),以提供網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性;交換機(jī)電源線、光纖及五類線必須分孔進(jìn)出,嚴(yán)禁信號(hào)線與電源線同孔;光纖及5類線余線在機(jī)箱內(nèi)不宜過長(zhǎng),且要用尼龍?jiān)鷰?類線扎綁固定好;機(jī)箱內(nèi)線纜和光纜都應(yīng)貼有規(guī)定的標(biāo)志(標(biāo)簽和編號(hào)),說明線纜、光纜的路由和終結(jié)點(diǎn)位置。872.7.3以太網(wǎng)接入設(shè)備的安裝2.樓道設(shè)備安裝樓道寬帶配線箱從型號(hào)上可分為兩種規(guī)格,一種為一般樓房的寬帶配線箱,可容納18個(gè)用戶連接的模塊(排列3排,每排可接6個(gè)用戶的網(wǎng)線)集中用戶樓房寬帶配線箱,可根據(jù)用戶數(shù)的情況進(jìn)行排列(從24個(gè)用戶到96個(gè)用戶的網(wǎng)線聯(lián)接)。樓道寬帶配線箱內(nèi)的模塊按照模塊標(biāo)識(shí)色譜進(jìn)行卡接。樓道寬帶配線箱內(nèi)線纜的編號(hào)規(guī)定:要標(biāo)明區(qū)箱號(hào)、單元號(hào)、樓層號(hào)、房間號(hào)、模塊排列號(hào),從集線箱到樓道交換機(jī)設(shè)備箱的聯(lián)接網(wǎng)線,要標(biāo)明樓棟號(hào)、單元號(hào)和線纜的排列編號(hào)。。2.8LAN接入設(shè)備數(shù)據(jù)配置892.8.1設(shè)備數(shù)據(jù)配置環(huán)境的搭建2.8.2交換機(jī)數(shù)據(jù)配置基本操作2.8.3以太網(wǎng)接入組網(wǎng)應(yīng)用2.8子目錄以太網(wǎng)接入設(shè)備的選用902.8.1設(shè)備數(shù)據(jù)配置環(huán)境的搭建設(shè)備數(shù)據(jù)配置主要有兩種方法:通過串口配置,通過Telnet遠(yuǎn)程登陸的方法配置通過串口配置時(shí),先用串口配置線連接交換機(jī)的console口和PC機(jī)的232串口或USB(如果是USB接口,需安裝驅(qū)動(dòng)),在計(jì)算機(jī)上打開超級(jí)終端或運(yùn)行CRT軟件,通過簡(jiǎn)單設(shè)置即可開始配置912.8.1設(shè)備數(shù)據(jù)配置環(huán)境的搭建(1)Telnet用戶登錄時(shí),缺省需要進(jìn)行口令認(rèn)證,如果沒有配置口令而通過Telnet登錄,則系統(tǒng)會(huì)提示“passwordrequired,butnoneset.”(2)通過Telnet配置交換機(jī)時(shí),不要?jiǎng)h除或修改對(duì)應(yīng)本telnet連接的交換機(jī)上的VLAN接口的IP地址,否則會(huì)導(dǎo)致Telnet連接斷開(3)Telnet用戶登錄時(shí),缺省可以訪問命令級(jí)別為0級(jí)的命令(4)如果通過PC直接接在交換機(jī)上進(jìn)行Telnet配置,注意接PC的以太網(wǎng)端口要屬于交換機(jī)的管理VLAN(5)如果出現(xiàn)“Toomanyusers!”的提示,表示當(dāng)前Telnet到以太網(wǎng)交換機(jī)的用戶過多,則請(qǐng)稍候再連(例如華為Quidway系列以太網(wǎng)交換機(jī)最多允許5個(gè)Telnet用戶同時(shí)登錄)通過Telnet遠(yuǎn)程登錄搭建遠(yuǎn)程的配置環(huán)境922.8.2交換機(jī)數(shù)據(jù)配置基本操作登陸界面及等級(jí)切換進(jìn)入配置界面,按ENTER.<Quidway><Quidway>super\\進(jìn)入特權(quán)模式<Quidway>systemview\\進(jìn)入系統(tǒng)配置模式[Quidway]\\顯示當(dāng)前配置保存配置[Quidway]sysnamehuawei\\指定設(shè)備名稱[huawei]quit\\退出當(dāng)前模式<huawei>save\\保存配置932.8.2交換機(jī)數(shù)據(jù)配置基本操作常用命令顯示系統(tǒng)版本信息:displayversion顯示系統(tǒng)當(dāng)前配置:displaycurrent-configuration顯示系統(tǒng)保存配置:displaysaved-configuration顯示接口信息:displayinterface顯示路由信息:displayiprouting-table顯示VRRP信息:displayvrrp顯示ARP表信息:displayarp顯示系統(tǒng)CPU使用率:displaycpu顯示系統(tǒng)內(nèi)存使用率:displaymemory顯示系統(tǒng)日志:displayinfo-centerlog顯示系統(tǒng)時(shí)鐘:displayclock驗(yàn)證配置正確后,使用保存配置命令:save刪除某條命令,一般使用命令:undo設(shè)置以太網(wǎng)端口的全雙工/半雙工屬性:[Quidway-Ethernet0/1]duplexauto/half/full設(shè)置端口的速率:[Quidway-Ethernet0/1]speed10/100942.8.2交換機(jī)數(shù)據(jù)配置基本操作VLAN創(chuàng)建及端口指定創(chuàng)建VLAN:進(jìn)入vlan視圖,如果指定的vlan沒有創(chuàng)建則先創(chuàng)建它[undo]vlan/vlan_id/undovlan/vlan_id/:刪除已創(chuàng)建的vlanport/interface_list/給指定vlan增加/刪除以太網(wǎng)接口undoport/interface_list/中參數(shù)interface_list由端口類型和端口序號(hào)組成[Quidway]vlan10\\創(chuàng)建VLAN10[Quidway-vlan2]quit\\退出VLAN視圖[Quidway]interfaceethernet0/1\\進(jìn)入端口1的端口視圖[Quidway-Ethernet1]portaccessvlan10\\將端口1以Access模式加入到VLAN10[Quidway-Ethernet1]quit\\退出[Quidway]interfaceethernet0/23[Quidway-Ethernet23]descriptionto_6506A_E6/0/47[Quidway-Ethernet23]portlink-typetrunk\\設(shè)置接口類型為TRUNK[Quidway-Ethernet23]porttrunkpermitvlan1020to25\\允許VLAN10,20至25數(shù)據(jù)通過[Quidway-Ethernet23]undoporttrunkpermitvlan1\\將VLAN1過濾952.8.2交換機(jī)數(shù)據(jù)配置基本操作(1)創(chuàng)建管理VLAN[Quidway]VLAN100(2)配置設(shè)備的管理IP地址[Quidway]interfacevlan-interface100[Quidway-Vlan-interface100]ipaddress(3)配置設(shè)備的網(wǎng)關(guān)[Quidway]iproute-static管理VLAN及IP的配置962.8.3以太網(wǎng)接入組網(wǎng)應(yīng)用1.遠(yuǎn)程管理交換機(jī)配置(1)

組網(wǎng)需求PC通過telnet登陸交換機(jī)并對(duì)其進(jìn)行管理;分別應(yīng)用帳號(hào)+密碼方式、僅密碼方式以及radius認(rèn)證方式;只允許/24網(wǎng)段的地址的PC

TELNET訪問。telnet登陸主機(jī)的PC與SwitchA之間通過局域網(wǎng)互連(也可以直連),要求PC可以ping通SwitchA。972.8.3以太網(wǎng)接入組網(wǎng)應(yīng)用(2)配置步驟a)采用賬號(hào)+密碼方式登陸#配置TELNET登陸的ip地址<SwitchA>system-view[SwitchA]vlan2[SwitchA-vlan2]interfaceEthernet1/0/1[SwitchA-vlan2]quit[SwitchA]management-vlan2[SwitchA]interfacevlan2[SwitchA-Vlan-interface2]ipaddress24#進(jìn)入用戶界面視圖[SwitchA]user-interfacevty04#配置本地或遠(yuǎn)端用戶名+口令認(rèn)證方式

[SwitchA-ui-vty0-4]authentication-modescheme#配置登陸用戶的級(jí)別為最高級(jí)別3(缺省為級(jí)別1)[SwitchA-ui-vty0-4]userprivilegelevel3#添加TELNET管理的用戶,用戶類型為”telnet”,用戶名為”huawei”,密碼為”admin”[SwitchA]local-userhuawei[SwitchA-luser-huawei]service-typetelnetlevel3[SwitchA-luser-huawei]passwordsimpleadmin982.8.3以太網(wǎng)接入組網(wǎng)應(yīng)用(2)配置步驟b)僅密碼方式登陸#配置TELNET登陸的ip地址(與上面賬號(hào)+密碼登陸方式相同)#進(jìn)入用戶界面視圖[SwitchA]user-interfacevty04#設(shè)置認(rèn)證方式為密碼驗(yàn)證方式

[SwitchA-ui-vty0-4]authentication-modepassword#設(shè)置登陸驗(yàn)證的password為明文密碼”huawei”[SwitchA-ui-vty0-4]setauthenticationpasswordsimplehuawei#配置登陸用戶的級(jí)別為最高級(jí)別3(缺省為級(jí)別[SwitchA-ui-vty0-4]userprivilegelevel992.8.3以太網(wǎng)接入組網(wǎng)應(yīng)用(2)配置步驟c)TELNETRADIUS驗(yàn)證方式配置#配置TELNET登陸的ip地址(與上面賬號(hào)+密碼登陸方式相同)#進(jìn)入用戶界面視圖[SwitchA]user-interfacevty04#配置遠(yuǎn)端用戶名和口令認(rèn)證[SwitchA-ui-vty0-4]authentication-modescheme#配置RADIUS認(rèn)證方案,名為”cams”[SwitchA]radiusschemecams#配置RADIUS認(rèn)證服務(wù)器地址1[SwitchA-radius-cams]primaryauthentication11812#配置交換機(jī)與認(rèn)證服務(wù)器的驗(yàn)證口令為”huawei”[SwitchA-radius-cams]keyauthenticationhuawei#送往RADIUS的報(bào)文不帶域名[SwitchA-radius-cams]user-name-formatwithout-domain#創(chuàng)建(進(jìn)入)一個(gè)域,名為”huawei”[SwitchA]domainhuawei#在域”huawei”中引用名為”cams”的認(rèn)證方案

[SwitchA-isp-huawei]radius-schemecams#將域”huawei”配置為缺省域

[SwitchA]domaindefaultenableHuawei1002.8.3以太網(wǎng)接入組網(wǎng)應(yīng)用(2)配置步驟d) TELNET訪問控制配置#配置訪問控制規(guī)則只允許/24網(wǎng)段登錄[SwitchA]aclnumber2000[SwitchA-acl-basic-2000]ruledenysourceany[SwitchA-acl-basic-2000]rulepermitsource55#配置只允許符合ACL2000的IP地址登錄交換機(jī)[SwitchA]user-interfacevty0[SwitchA-ui-vty0-4]acl2000inbound注意:TELNET訪問控制配置是在以上三種驗(yàn)證方式配置完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行的配置。1012.8.3以太網(wǎng)接入組網(wǎng)應(yīng)用2. VLAN組網(wǎng)(1)組網(wǎng)需求如圖,SwitchA與SwitchB用trunk互連,相同VLAN的PC之間可以互訪,不同VLAN的PC之間禁止互訪;PC1與PC2之間在不同VLAN,通過設(shè)置上層三層交換機(jī)SwitchB的VLAN接口10的IP地址為54/24,VLAN接口20的IP地址為54/24可以實(shí)現(xiàn)VLAN間的互訪。1022.8.3以太網(wǎng)接入組網(wǎng)應(yīng)用(2)配置步驟a)實(shí)現(xiàn)VLAN內(nèi)互訪VLAN間禁訪配置過程SwitchA相關(guān)配置:#創(chuàng)建(進(jìn)入)VLAN10,將E0/1加入到VLAN10[SwitchA]vlan10[SwitchA-vlan10]portEthernet0/1#創(chuàng)建(進(jìn)入)VLAN20,將E0/2加入到VLAN20[SwitchA]vlan20[SwitchA-vlan20]portEthernet0/2#將端口G1/1配置為Trunk端口,并允許VLAN10和VLAN20通過[SwitchA]interfaceGigabitEthernet1/1[SwitchA-GigabitEthernet1/1]portlink-t

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