第4章组建小型企业网

1、计算机网络技术(jsh)第四章 组建(z jin)小型企业网共一百二十七页教学内容 (1)常见的网络设备和传输介质 (2)IP地址概念及结构 (3)局域网的特点和分类 (4)局域网的体系结构与协议标准 (5)介质访问控制方法(fngf) (6)双机互联的基本方法 (7)共享式局域网组网方法 (8)以太网概念和技术 (9) 交换式以太网组网方法 (10) VLAN技术、VLAN的划分 (11)工作组网络和小型企业网 (12)无线局域网概念及组成实践内容 (1) 熟悉机房网络结构、网线制作及测试；（2）工作组网络的组建；（3）交换式以太网的组建。（4）交换机的基本(jbn)配置；（5） VLAN的

2、基本配置；共一百二十七页本次(bn c)课说明课题名称了解以太网所属模块局域网基础与组网技术课 时2课时地 位核心知识单元本次课的教学目标知识目标技能目标拓展能力目标1、掌握常见的以太网标准及其标准；2、掌握以太网和IEEE802.3的帧结构；3、掌握各种以太网的特点。1、掌握常见的以太网的标准；2、掌握常见的以太网的组网特点。1、能够积极主动地和老师达成互动；2、讨论时能和其他同学合适的沟通；3、对于不懂的知识点可以通过查找资料的方式寻找答案。共一百二十七页本次(bn c)课内容介绍主要内容：以太网的发展(fzhn)历程和标准以太网的帧结构MAC地址高速以太网重点内容：以太网的相关标准及应用

3、领域以太网的帧结构MAC地址及单播地址、组播地址和广播地址共一百二十七页4.1 了解(lioji)以太网 IEEE的802标准委员会定义了多种局域网：以太网、令牌环网、光纤分布式接口网络（FDDI）、异步传输模式网（ATM）以及无线局域网（WLAN)等。目前，绝大多数局域网都采用以太网技术，典型的以太局域网拓扑结构为核心层、汇聚层和接入层的三层树形结构。目前局域网主要采用以太网技术，它具有强大的用户基础，具有易于移植、可从低速向高速平滑升级、低成本、技术易掌握、不断提高的QOS和网管能力等特点。随着(su zhe)以太网飞速发展和10GE的出现，以太网的应用已从局域网扩展到城域网和广域网。共一

4、百二十七页4.1.1以太网概述(i sh) 1.以太网的产生与发展70年代中期由施乐公司（Bob Metcalfe）提出，数据率为2.94Mb/s，称为Ethernet（以太网）最初人们认为电磁波是通过一根称为“以太”(ether)的同轴电缆来传播的经DEC, Intel和Xerox公司改进为10Mb/s标准（DIX标准）DIX V1（1980）、DIX V2（1982）Ethernet II特征：基带传输、总线拓扑、CSMA/CD、同轴电缆1985年被采纳为IEEE 802.3，支持多种传输媒体。“带有冲突检测的载波监听多路访问方法和物理层技术规范”Ethernet II和IEEE 802.

5、3二者区别很小仅是帧格式和支持的传输介质略有不同目前(mqin)已发展到万兆以太网，仍在继续发展 共一百二十七页2以太网的MAC子层及帧格式(g shi)早期以太网的基本特征：采用CSMA/CD介质访问控制方式以总线结构为基础(jch)的广播式网络基带系统，使用曼彻斯特编码通过检测通道上的信号存在与否来实现载波检测共一百二十七页Ethernet / IEEE802.3帧格式(g shi)PR： 前导码 - 10101010序列，用于使接收方与发送方同步SFD： 帧首定界符 10101011，表示一帧的开始DA/SA：目的(md)/源MAC地址LEN： 数据长度（数据部分的字节数），取值范围：0

6、-1500Type： 类型，高层协议标识LLC-PDU（Data）：数据，最少46字节, 最多1500字节，不够时以Pad填充 Pad： 填充字段（可选），其作用是保证帧长不小于64字节FCS： 帧校验序列（CRC-32）6 6 2 46-1500 4字节 FCSSATypeDADataPadEthernetIEEE 802.3 2/6 2/6 2 46-1500 4 字节FCSSALENDALLC-PDUPad 校验区间64-1518 字节PR SFD 7 1PRSFD 7 1用途：保证帧长64字节共一百二十七页MAC子层的帧结构(jigu) 以太网的帧格式与IEEE 802.3 协议规定(

7、gudng)的MAC子层的帧格式基本一致。以太网帧由8个字段组成 前导码SFDFCS数据/ 填充 类型源地址目的地址7字节4字节46-1500字节2字节6字节6字节1字节FCS范围 最小 64字节最大1518字节共一百二十七页MAC地址(dzh)又称为物理地址，它是网络站点的全球唯一的标识符，与其物理(wl)位置无关。注意：MAC地址是在数据链路层进行处理，而不是在物理层。网络站点的每一个网络接口都有一个MAC地址。MAC地址大多固化在网络站点的硬件中。一个站点允许有多个MAC地址，个数取决于该站点网络接口的个数。例如：安装有多块网卡的计算机；有多个以太网接口的路由器。网络接口的MAC地址可以

8、认为就是宿主设备的网络地址。共一百二十七页IEEE802.3标准规定：MAC地址的长度为6个字节，共48位；可表示(biosh)24670万亿个地址（有2位用于特殊用途）高24位称为机构惟一标识符OUI，由IEEE统一分配给设备生产厂商；如3COM公司的OUI=02608C低24位称为扩展标识符EI，由厂商自行分配给每一块网卡或设备的网络硬件接口。也可以(ky)是2个字节，但这种格式的地址很少使用。I/GOUI（22位）G/LEI（24位）0=全局管理地址1=本地管理地址（一般不用）0=单播地址1=组播地址共一百二十七页3、10Mbps以太网（传统(chuntng)以太网）最早的以太网速率(s

9、l)只有10Mbps，它使用CSMA/CD的访问控制方法。通常，把这种最早期的10Mbps以太网称为标准以太网，或传统以太网，主要有以下几种形式：10Base5 粗同轴 最大网段长度为500m10Base2 细同轴 最大网段长度为185m10Base-T UTP 最大网段长度为100m10Base-F MMF共一百二十七页IEEE 802.3i 10Mbps以太网的基本(jbn)特性特性10Base-510Base-210Base-T10Base-F速率（Mbps）10101010传输方法基带基带基带基带最大网段长度（m）5001851002000站间最小距离（m）2.50.5最大长度2.5k

10、m925m500m传输介质50粗缆50细缆UTP多模光缆网络拓扑总线型总线型星型星型以太网的物理层共一百二十七页同轴电缆(tn zhu din ln)以太网粗缆以太网（10BASE5）粗同轴电缆，可靠性好，抗干扰能力强 收发器 : 发送/接收, 冲突检测, 电气隔离总线(zn xin)型拓扑 粗缆收发器AUI 电缆NICVampire tap最大段长度 500m每段最多站点数 1002.5m网络最大跨度 2.5km 网络最多5个段 终端匹配器共一百二十七页细缆BNC接头NIC细缆以太网（ 10Base2 ）细同轴电缆，可靠性稍差 无外置收发器 轻便、灵活、成本(chngbn)较低总线型拓扑每段

11、最大长度(chngd) 185m每段最多站点数 300.5 m网络最大跨度 925 m 网络最多5个段 终端匹配器 共一百二十七页1 2 3 4 5 6 7 8双绞线以太网 使用双绞线传输介质；一般采用无屏蔽双绞线采用曼彻斯特编码 采用以10Mbps集线器或交换机为中心的星形拓扑结构； 安装方便，价格比同轴电缆便宜，管理和连接方便，性能优良，收到广泛关注(gunzh)和大量应用。共一百二十七页光纤以太网 使用光纤介质； 两根62.5/125m多模光纤，收发各一根 星形拓扑结构； 通常用于远距离网络连接； 主要类型： FOIRL（光纤中继器间链路） 用于连接两个HUB（或中继器） 链路间最大距离

12、1 km 10Base-FL（用以替代FOIRL） 链路间最大距离2 km 任意两节点间的中继器数6个 光纤与其他介质可使用介质转换(zhunhun)器进行转换(zhunhun)介质转换器是可连接不同介质的中继器共一百二十七页传统(chuntng)以太网 共一百二十七页传统(chuntng)以太网 共一百二十七页传统(chuntng)以太网 共一百二十七页传统(chuntng)以太网 共一百二十七页遵循(zn xn)5-4-3原则的10BASE-T双绞线以太网 双绞线最长100m网络最大长度5 0 0 m服务器集线器共一百二十七页 10BASET网与10BASE2、10BASE5能很好兼容，所

13、有标准以太网运行(ynxng)软件可不作修改能兼容运行(ynxng)；HUB上一般都有粗缆的AUI接口和细缆的BNC接口 使用集线器的以太网在拓扑(tu p)结构上是星状拓扑(tu p)，但 在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是 CSMA/CD协议，并共享逻辑上的总线。网络建立和扩展十分灵活方便，可以根据网络大小选用不同规格的HUB构成所需网络，增减工作站也不会中断整个网络的工作； HUB具有自动隔离故障作用，当某工作站发生故障时，不会影响网络正常工作 10BASE-T的特点共一百二十七页4.1.2 快速(kui s)以太网（Fast Ethernet，FE）1995年3月，IEEE宣布

14、IEEE802.3u 100BASE-T快速以太网标准，开始了快速以太网的时代。快速以太网仍是基于载波侦听多路访问和冲突检测技术，当网络负载较重时，会造成效率的降低，当然这可以使用交换技术来弥补(mb)。传输速率为100Mb/s的以太网标准为IEEE802.3u拓扑结构为基于集线器的星形结构；传输介质只支持双绞线和光纤；帧结构和介质访问控制方式沿用IEEE802.3标准。提供了10/100Mb/s自适应功能；共一百二十七页IEEE802.3u定义了4种不同的物理层标准(biozhn)100Base-TX：使用两对5类双绞线100Base-FX：使用62.5/125m多模光纤100Base-T4

15、：使用四对3类双绞线共一百二十七页物理层物理层协议线缆类型线缆对数最大分段长度编码方式优点100BASE-T43/4/5类UTP4对(3D,1冲突检测)100M8B/6T3类UTP100BASE-TX5类UTP/RJ-45接头1类STP/DB-9接头2对100M4B/5B全双工100BASE-FX62.5m单模/125m多模光纤，ST或SC光纤连接器1对2000M4B/5B 全双工长距离共一百二十七页100Base-TX的拓扑(tu p)结构max. 5mHUBHUB任意两个站点间最多允许3个链路段工作站工作站max. 100m共一百二十七页100Base-T协议(xiy)的体系结构共一百二十

16、七页快速(kui s)以太网的应用主干连接需要高带宽的服务器和高性能工作站网络服务器、图形工作站、工程工作站、网管工作站向桌面(zhumin)系统普及10Mb/s10M HUB企业网100Mb/s100M HUB100Mb/s服务器100Mb/s小型机100Mb/s100M HUB共一百二十七页4.1.3高速(o s)局域网100Mb/s满足应用要求吗？从10Mb/s向100Mb/s、1000Mb/s迁移起因：对主干带宽的需求80年代末开始，直到今天仍未停止主要产品FDDI快速以太网100VG-AnyLAN千兆以太网、万兆以太网最终胜利者是谁？关键：兼容 (保护投资(tu z)、灵活、简易、技

17、术成熟共一百二十七页1.千兆位以太网（Gigabit Ethernet，GE）千兆位以太网技术进步的必然新的应用网络分布计算、计算机视频、网络存储快速以太网的迅速普及要求主干有更高的带宽两个主要标准IEEE 802.3z，1998.6正式(zhngsh)公布1000Base-SX，MMF/550m1000Base-LX，SMF/5000m1000Base-CX，屏蔽短铜缆/25mIEEE 802.3ab，1999.6正式公布1000Base-T，UTP/100m共一百二十七页千兆位以太网的特征(tzhng) 数据传输速率达1000Mbps，也称吉比特以太网；支持(zhch)全双工和半双工两种方

18、式；使用802.3协议规定的帧格式；在半双工方式下使用CSMA/CD协议兼容10Base-T和100Base-T共一百二十七页千兆以太网协议(xiy)体系结构共一百二十七页 简易性； 技术过渡的平滑性；在千兆以太网的MAC子层，除了支持以往的CSMA/CD协议外，还引入了全双工流量控制协议。CSMA/CD协议用于共享信道的争议问题(wnt)，即支持以集线器作为星型拓扑结构中心的共享以太网组网。全双工流量控制协议适用于交换机为中心的交换式以太网组网，支持基于点对点连接的全双工通信方式。 共一百二十七页升级(shng j)后的1000Mbps以太网 共一百二十七页千兆以太网的应用(yngyng)交

19、换机到交换机的连接或园区网之间的主干连接，例如(lr)两个校区之间的链路；将网络交换机之间的10/100M链路用1000M链路代替，可以显著地提高网络的整体性能。 具有高带宽需求的服务器集群或某些高性能工作站与网络主干之间的连接；通过网络服务器中配置的千兆以太网卡，可以建立与交换机之间的1000M连接，极大地提高了服务器的传输带宽。 共一百二十七页千兆以太网的应用(yngyng)企业网络或园区网络的主干；千兆位以太网交换机能同时支持(zhch)多台100Mbit/s交换机、路由器、集线器和服务器等设备。同时，以千兆位以太网交换机为核心的主干网络能支撑更多的网段，每个网段有更多的节点及更高的带宽

20、。 多机系统主机之间的互联。共一百二十七页在以太网技术中，快速以太网是一个里程碑，确立了以太网技术在桌面的统治地位。千兆以太网更加快了其发展，但都只限于局域网中的应用。 万兆以太网不仅再度扩展了带宽和传输(chun sh)距离，更重要的是从局域网向城域网领域渗透。2万兆以太网万兆位以太网的应用 主要是作为大型网络的主干网连接，目前尚不支持(zhch)与端用户的直接连接。 共一百二十七页万兆以太网是一种采用全双工与光纤的技术。万兆以太网技术基本承袭了以太网、快速以太网及千兆以太网技术，因此在用户普及率、使用方便性、网络互操作性及简易性上皆占有极大的引进优势(yush)。万兆标准意味着以太网将具有

21、更高的带宽（10Gbps）和更远的传输距离（最长传输距离可达40km）。万兆以太网的技术(jsh)特色共一百二十七页在企业网中采用万兆以太网可以更好地连接企业网骨干路由器，这样大大简化了网络(wnglu)拓扑结构，提高网络(wnglu)性能。万兆以太网技术提供了更多的更新功能，大大提升QoS。WAN/MAN与LAN融和已经成为大势所趋，万兆以太网技术的应用必将为三网发展与融和提供新的动力。共一百二十七页以太网从 10 Mb/s 到10 Gb/s 的演进(ynjn) 以太网，指由施乐公司创建并由施乐、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范。以太网络使用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲

22、突检测技术）技术，并以10 Mbps的速率运行在多种类型的电缆上。 90年代(nindi)，交换型以太网得到了发展，并先后推出了100兆的快速以太网、1000兆的千兆位以太网和10000兆的万兆位以太网等更高速的以太网技术。共一百二十七页以太网的帧格式特别适合于传输IP数据包。随着Internet的快速发展，以太网被广泛使用。值得一提的是，如果接入网也采用以太网，将形成从局域网、接入网、城域网到广域网全部是以太网的结构，这样采用与IP数据包结构近似的以太网帧结构，各网之间无缝连接，中间不需要任何格式转换，可以提高运行效率，方便管理，降低成本，这种结构可以提供端到端的连接。基于以上原因，以太网接

23、入得到(d do)了快速发展，并且越来越受到人们的重视。 共一百二十七页以太网从 10 Mb/s 到 10 Gb/s 的演进证明了以太网是：可扩展的（从 10 Mb/s 到 10 Gb/s）。灵活的（多种传输媒体、全/半双工、共享/交换）。易于(yy)安装。稳健性好。 共一百二十七页本次课内容(nirng)小结理解以太网的概念，掌握(zhngw)其物理层标准熟悉快速以太网及其物理层标准了解千兆以太网和万兆以太网的技术特点共一百二十七页本次(bn c)课说明课题名称认识交换机和路由器所属模块局域网基础与组网技术课 时2课时地 位核心知识单元本次课的教学目标知识目标技能目标拓展能力目标理解交换机的

24、工作原理 了解路由器的工作原理 理解交换式以太网和共享式以太网的特点 1、熟悉局域网交换机的种类，学会根据具体情况选用；2、掌握交换机之间的连接方法。3、掌握路由器的路由选择过程1、对于新接触的问题可以大胆提出创新和假设；2、课堂上讨论时能和其他同学合适的沟通。共一百二十七页问题(wnt)的提出青职公司(n s)现已设置商务部、财务部等6个不同职能的部门，为了加强内部网络的信息安全性、提升网络性能、加快企业信息化，公司决定对整个网络进行升级改造。计算机中心的技术人员小张要负责制定升级改造方案。考虑到保护原有网络投资的要求，小张决定选用一台性能较好的以太网交换机将各部门的工作组网络互联，并设置虚

25、拟局域网来隔离各部门的通信，采用文件服务器来共享信息，整个网络通过路由器共享Internet接入。 共一百二十七页青职公司(n s)的小型企业网拓扑图 Internet路由器服务器主交换机集线器防火墙商务部财务部其它(qt)部门共一百二十七页任务分析随着企业网络规模的扩大，原有的共享式局域网中冲突会日益严重，造成通信性能的急剧下降，最好的解决方式就是采用交换式以太网取代共享式以太网，还可以通过VLAN和路由技术实现广播信息的隔离，非常(fichng)符合小型企业网的需要。共一百二十七页本次(bn c)课内容介绍主要内容：交换机的工作原理(yunl) 路由器的工作原理 局域网交换机的种类交换机之

26、间的连接交换式以太网和共享式以太网的特点重点内容：交换机的工作原理路由器的工作原理交换式以太网和共享式以太网的特点共一百二十七页4.2.1交换机的工作(gngzu)原理局域网交换机（以下简称交换机）是工作在OSI参考模型数据链路层的设备，外形和集线器相似。基于(jy)判断数据帧的目的MAC地址，将帧从合适的端口发送出去。交换机的冲突域仅局限于一个端口上。交换机的主要功能包括MAC地址学习、帧的转发及过滤和避免回路。 共一百二十七页1交换机的特性(txng) 交换机的每一个端口都可视为独立(dl)的网段，独享带宽，避免了冲突。例如，一个带宽为100Mbps的交换机有10个端口，则每个端口的带宽均

27、为100Mbps。因此，交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。共一百二十七页交换机内部拥有一条带宽很高的背部总线和内部交换矩阵，所有(suyu)的端口都挂接在这条背部总线上。控制电路收到数据包后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC地址的网卡挂接在哪个端口上。通过内部交换矩阵直接将数据包迅速传送到目的节点，而不是所有节点。 “MAC地址学习”功能：当地址对照表不存在目的MAC地址，交换机将数据广播到所有的端口，找到后加入到自己的MAC地址列表中，下次再发就可以直接。共一百二十七页2交换机的工作(gngzu)过程 若数据帧的目的MAC地址是广播地址或组播地址，则向除源端口外

28、的所有端口转发。若目的MAC地址是单播地址，但在MAC地址表中不存在，则也会向除源端口外的所有端口转发。若目的MAC地址是单播地址，且存在于MAC地址对照表中，则转发到相应的端口。 若目的MAC地址与源地址对应同一(tngy)端口，则不进行交换，丢弃该帧。共一百二十七页E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3 ：0260.8c01.6666MAC address tableACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.3333

29、0260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E4D所有(suyu)共一百二十七页E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3 ：0260.8c01.6666MAC address tableACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E4DA共一百二十七页E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333

30、E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3 ：0260.8c01.6666MAC address tableACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E4DE共一百二十七页E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3 ：0260.8c01.6666MAC address tableACEBDF0260.8c01.111

31、10260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E4HUBDF共一百二十七页E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3 ：0260.8c01.6666MAC address tableACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E4DA 同

32、时(tngsh)B C共一百二十七页交换机的特点(tdin) 每个端口属于独立的冲突域；所有端口属于同一个广播域；每个端口带宽独立；每个端口都可以根据数据链路层帧的报头(botu)信息转发数据。共一百二十七页直通交换 存储转发交换碎片(su pin)隔离式 3. 交换机数据转发(zhun f)方式共一百二十七页4交换机与集线器的区别(qbi) （1）交换机与集线器都是通过多端口连接以太网设备的，构成以星型结构，这是它们(t men)惟一的相同点。（2）在OSI/RM中对应的层次不同：集线器在物理层，而交换机至少工作在数据链路层。（3）最根本的区别是工作机制不一样。集线器使用的是广播式传输数据，

33、交换机是基于MAC地址进行交换，因此交换机可以实现真正意义上的点到点方式的数据传输。共一百二十七页4交换机与集线器的区别(qbi) （4）集线器是所有端口共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己的带宽，因此(ync)，交换机的数据传输速率比集线器要快很多。（5）集线器是采用半双工方式进行传输，而交换机是采用全双工方式来传输数据的，提高了信息吞吐量。共一百二十七页集线器和交换机的区别(qbi)举例:局域网大楼主机（网卡）人（房间）MAC地址房间号集线器（端口）对讲机交换机（端口）内线(nixin)电话IP地址内线电话号码共一百二十七页4.2.3 局域网交换机的种类(zhngli) 从广义

34、上来看，交换机可分为广域网交换机和局域网交换机。 1按传输介质和传输速率分 ：以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机和令牌环交换机 ；2按最广泛(gungfn)的普通分类方法分 ：桌面型交换机、工作组型交换机和校园网交换机； 3.从规模应用上分：企业级交换机、部门级交换机和工作组级交换机。 4按照OSI的七层网络模型分类:第二层交换机、第三层交换机、第四层交换机等，一直到第七层交换机。共一百二十七页广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。一般来讲，企业级交换机都是机架式，部门级交换机可以是机架式（

35、插槽数较少），也可以是固定配置式，而工作组级交换机为固定配置式（功能(gngnng)较为简单）。另一方面，从应用的规模来看，作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。共一百二十七页4.2.4 交换机之间的连接(linji) 1. 堆叠可堆叠型交换机可以通过堆叠线将不同交换机的堆叠端口连接到一起，具体方法和集线器的堆叠相同。通常堆叠的带宽是交换机端口速率的几十倍。因此(ync)以堆叠方式连接吞吐性能更好，传输数据更稳定。 共一百二十七页4.2.4 交换机之间的

36、连接(linji)2级联（1）使用Uplink端口级联用直通双绞线将下一级交换机Uplink端口连接至上一级交换机的普通端口。由于Uplink端口的带宽通常较高，这种级联方式的性能(xngnng)比较好。（2）使用普通端口级联用交叉双绞线将两个交换机的普通端口级联。但这种级联方式的性能稍差，因为下级交换机的有效总带宽实际上就相当与上级交换机的一个端口带宽。 共一百二十七页交换机通过(tnggu)UpLink端口级联扩展模式共一百二十七页第一层第二层第三层交换机通过普通端口级联扩展(kuzhn)模式共一百二十七页4.2.5交换式以太网的特点(tdin) 1独享带宽，无需竞争；2采用点到点传输方式

37、，实现全双工通信 ；3能支持VLAN应用，有效隔离数据，避免广播风暴 ；4能与传统以太网很好地兼容，最大限度(xind)的保护了用户投资。共一百二十七页4.2.6路由器的工作(gngzu)原理 路由器（Router）网络层设备，用于连接多个逻辑上分开的网络。逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。路由器具有判断(pndun)网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中建立灵活的连接，可用于连接数据分组和介质访问方法完全不同的各种子网（即异构型网络）。共一百二十七页共一百二十七页 1路由器的功能（1）改进网络分段，即可根据实际需求将整个网络分割成不同的子网。（2）提供不同类型网络的互联。（

38、3）隔离广播(gungb)风暴。（4）支持子网间的信息传输。（5）提供安全访问的机制。 共一百二十七页 路由器进行路由选择的关键是有一个保存路由信息的数据库：路由表，它包含了互联网络中各个子网的地址、到达各子网所经过的路径以及与路径相联系的传输开销等内容。 一个路由器有多个网络接口，当某个接口上收到一个分组时，它就根据目的(md)网络地址到路由表中查找其对应的转发接口。这种根据分组的目的(md)网络地址查找路由表，最终决定分组转发路径的过程称为路由选择。 共一百二十七页路由算法建立和更新路由表的算法。互联网中各个网络和它们之间相互连接的情况经常会发生变化，因此(ync)路由表中的信息需要及时更

39、新。 动态路由：在运行过程中由路由器来动态建立和更新路由表；静态路由：由网络管理员预先设置好路由表。共一百二十七页（1）CPU：中央处理单元，是路由器的控制和运算(yn sun)部件。（2）RAM/DRAM：内存，用于存储临时的运算结果。如路由表、ARP表、快速交换缓存、缓冲数据包、数据队列、当前配置文件。（3）Flash Memory：可擦除、可编程的ROM，用于存放路由器的操作系统IOS。2路由器的组成(z chn)共一百二十七页（4）NVRAM：非易失性RAM，用于存放路由器的配置文件。（5）ROM：只读存储器，存储了路由器的开机诊断程序、引导程序和特殊版本的IOS软件(run jin)

40、。（6）接口：用于网络连接。 Cisco路由器的操作系统称为IOS（Internetwork Operating System，网络互联操作系统）。2路由器的组成(z chn)共一百二十七页3路由器的路由选择(xunz)过程互联网是由多个路由器连接起来的物理网络所组成。直接路由选择：源主机发送的数据分组直接传递到同一网络中的目的主机；间接路由选择：若目的主机与源主机不在同一个网络中，所以(suy)源主机发送的数据分组要间接地经过多个路由器，穿越多个网络才能到达目的主机。因此，源主机必须指示要通过哪个路由器进行转发。 共一百二十七页BA140.10.2.0138.213.1.5网络1138.21

41、0.0.0网络2202.20.2.0网络3138.213.0.0网络4140.10.0.0网络5202.50.2.0138.210.1.0202.20.2.5138.213.1.8140.10.1.0202.50.2.8R2R1R33路由器的路由选择(xunz)过程共一百二十七页当路由器接收到IP数据报时，先取出目的主机的IP地址，再计算出目的主机所在网络(wnglu)的网络(wnglu)地址，然后用网络(wnglu)地址来查找路由表以决定通过哪一个接口转发该IP数据报。作为中间节点的路由器为了选择分组的转发路径，必须了解网络的拓扑连接情况。因此，中间路由器只要知道目的网络地址，只有到达目的网

42、络时才会用到主机地址。 3路由器的路由选择(xunz)过程共一百二十七页本次(bn c)课内容小结掌握(zhngw)交换机的工作原理了解交换机的分类掌握交换机之间的连接；掌握路由器的工作原理了解路由器的路由选择过程共一百二十七页本次(bn c)课说明课题名称组建小型企业网所属模块局域网基础与组网技术课 时2课时地 位核心知识单元本次课的教学目标知识目标技能目标拓展能力目标1、了解常见交换机品牌和选购注意2、理解并掌握虚拟局域网的特点和组网方法1、掌握交换机的基本命令2、了解虚拟局域网的配置方法1、能够积极主动地和老师达成互动；2、讨论时能和其他同学合适的沟通；共一百二十七页本次课内容(nirn

43、g)介绍主要内容：选购交换机的注意事项虚拟局域网技术小型企业网的网络结构与IP地址分配通过超级终端与交换机建立配置(pizh)连接 交换机的命令行工作模式交换机的基本配置重点内容：虚拟局域网技术交换机的基本配置共一百二十七页4.3 组建(z jin)小型企业网任务分析 小张在规划建设公司的小型企业网时，一项关键工作就是(jish)选择合适的以太网交换机，并配置虚拟局域网（VLAN），实现企业网的通信需求。我们先来了解选购交换机要注意的问题和虚拟局域网的工作原理，再来学习小型企业网组网的基本方法以及配置交换机的具体操作。共一百二十七页高端产品：较常见的品牌有思科、华为3COM等；低端产品：较常见

44、的品牌有D-LINK、TP-LINK等。选购交换机时要注意的几个(j )主要方面：4.3.1 常见(chn jin)交换机品牌与选购共一百二十七页1数据转发方式(fngsh)直通式：适合对数据的传输速率要求较高优点：只检查包头，不需要存储，延迟小、交换速度快；缺点：无法进行错误校验。存储转发方式：适合对数据的传输速率要求不是太高缺点：在数据处理时延迟大优点：进行错误检测，能支持不同速度端口间的交换，有效地改善网络性能。 4.3.1 常见(chn jin)交换机品牌与选购共一百二十七页2延时 延迟时间是指从交换机接收到数据包到开始(kish)向目的端口发送数据包之间的时间间隔。 延时越小，数据的

45、传输速率越快，网络的效率也就越高。 所以交换机的延迟时间越小越好，当然延时越小的交换机价格也就越贵。4.3.1 常见交换机品牌(pn pi)与选购共一百二十七页3管理功能 管理功能是指交换机如何控制用户访问交换机，以及系统管理人员通过(tnggu)软件对交换机的可管理程度如何。网管型交换机：中、高档交换机，价格贵；非网管型：低档的交换机，属“傻瓜”型的，只需接上电源、插好网线即可正常工作。4.3.1 常见(chn jin)交换机品牌与选购共一百二十七页4MAC地址数交换机能支持点到点通信，最关键的技术就是可以识别网卡MAC地址，形成MAC地址表，存放于交换机每个端口的缓存中。缓存容量的大小决定

46、了交换机所能记忆(jy)的MAC地址数的多少。不同档次的交换机端口所能够支持的MAC地址数量不同。4.3.1 常见交换机品牌(pn pi)与选购共一百二十七页5背板带宽如果100M交换到桌面方案要实现VOD（视频点播），在选购交换器时应注意交换机的背板带宽。所有端口间的通讯都需要通过背板完成，背板带宽是端口间并发通讯时的总带宽。带宽越大，数据交换速度越快；带宽越小，数据交换速度也就越慢。在端口带宽、延迟时间相同(xin tn)的情况下，背板带宽越宽，交换器才能提供高负荷下的高速交换。4.3.1 常见(chn jin)交换机品牌与选购共一百二十七页6端口交换机端口的带宽是独享的；集线器端口的带宽

47、是共享的。常用交换机的端口带宽主要有：10M、100M和1000M。最常见的组合形式(xngsh)：n100Mm10M：用于小型廉价网络或大、中型网络 n10100M：100Mbps：到桌面或小型网络中心节点 n1000Mm100M：小型网络中心交换机或骨干交换机 n1000M：大中型网络中心交换机或骨干交换机 4.3.1 常见(chn jin)交换机品牌与选购共一百二十七页7光纤解决方案(1) 选择具有光纤接口的交换机，性能最好，但不够(bgu)灵活，而且价格较贵；(2) 可以在模块结构的交换机中加装光纤模块，具有较强的灵活配置能力，性能也较好，但价格最贵；(3) 加装光纤与双绞线的转发器，

48、最便宜，但性能受影响较大。4.3.1 常见(chn jin)交换机品牌与选购共一百二十七页虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN）在物理(wl)网络基础架构上，利用交换机和路由器的功能配置网络的逻辑拓扑结构，即人为的将一个物理(wl)的LAN逻辑地划分成不同的广播域（一个站点发送的广播信息，域中的所有站点都能听到）。每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机。这些计算机不一定属于同一个物理LAN网段。4.3.2 虚拟(xn)局域网共一百二十七页以太网交换机A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交

49、换机三个虚拟(xn)局域网 VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的构成 共一百二十七页以太网交换机A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟(xn)局域网 VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的构成 当 B1 向 VLAN2 工作组内成员发送数据时，工作站 B2 和 B3 将会收到广播(gungb)的信息。共一百二十七页以太网交换机A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟(xn)局域网 VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的构成 B1 发

50、送数据时，工作站 A1, A2 和 C1都不会收到 B1 发出的广播(gungb)信息。 共一百二十七页以太网交换机A4B1以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟(xn)局域网 VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的构成 虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得(sh de)网络不会因传播过多的广播信息(即“广播风暴”)而引起性能恶化。 共一百二十七页IEEE于1999年颁布了标准化VLAN实现方案的IEEE 802.1Q协议标准草案。虚拟(xn)局域网（VLAN）的定义：虚拟局域网是由一些局域网网段构成的与物理位置无

51、关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。4.3.2 虚拟(xn)局域网共一百二十七页虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个 4 字节的标识符，称为 VLAN 标记(bioj)(tag)，用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。 802.3MAC 帧字节66246 15004MAC 帧目地地址源地址长度/类型数 据FCS长度/类型 = 802.1Q 标记类型 标记控制信息 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 VID 2 字节2 字节插入 4 字节的 VLAN 标记4用户优先级CFI4.3.2 虚拟(xn)局域网共一百二十七页1VLAN的优点（1）提高管理

52、效率允许用户工作站从一个地点移动到另一个地点，而无需重新布线。（2）有效控制广播数据在较大规模的网络中，大量的广播信息广播风暴很容易引起网络性能的急剧降低，甚至导致整个网络的崩溃。与使用路由器的解决方案相比，VLAN技术具有传输延迟小、价格便宜、维护和管理(gunl)开销小的优点。4.3.2 虚拟(xn)局域网共一百二十七页1VLAN的优点(yudin)（3）增强网络内部的安全性控制用户访问，控制VLAN的大小和成员，借助网管软件发现非法入侵。（4）实现虚拟工作组 虚拟工作组是指，企业网络环境下各部门处于各自的VLAN中，即使办公地点不同，部门中的所有成员都可以像处于同一个VLAN上那样进行通

53、信。当某个成员有移动时，如果其工作部门不变，则不用对他的计算机重新配置。如果某个成员临时借调到另一个部门参与(cny)项目，他可以不改变其工作地点，而只需修改其VLAN成员身份即可。共一百二十七页2VLAN的组网方法(fngf)属于同一个VLAN的端口共享广播域；属于不同VLAN的端口不共享广播域。从实现的方式上看，所有VLAN均是通过(tnggu)交换机软件实现的；从实现的机制或策略看，有以下划分方法：（1）基于端口的VLAN通过将交换机端口设置成不同的VLAN而组建不同的虚拟局域网。共一百二十七页基于端口的VLAN属于静态VLAN配置，即某个(mu )端口固定属于某个(mu )VLAN。缺

54、点：灵活性不好优点：比较安全，容易配置和维护2VLAN的组网方法(fngf)共一百二十七页（2）基于MAC地址的VLAN通过交换机端口收到的帧的MAC地址来确定端口所属的VLAN。属于动态VLAN配置，一个端口可以属于多个VLAN。优点：适于多个VLAN都需要的访问公共资源的配置。例如，在一个机构(jgu)中，可以将一台网络服务器的MAC地址划分到多个VLAN中，以便让每个VLAN中的用户都可以访问它。缺点：初始的配置只能由人工完成。2VLAN的组网方法(fngf)共一百二十七页2VLAN的组网方法(fngf)（3）基于(jy)网络地址或网络协议的VLAN不同的协议可以组成不同的VLAN，例如

55、IP VLAN、IPX VLAN等；不同的网络地址网段组成不同的VLAN，例如不同的IP网段划分成不同的VLAN。也属于动态VLAN。共一百二十七页2VLAN的组网方法(fngf)优点：配置方便灵活，实用。缺点：交换机必须能读懂数据包的第三层信息，分析其协议类型；基于网络层的VLAN需要分析协议或地址格式并进行(jnxng)相应的转换，影响交换机的速度，性能受影响；初始配置的工作量太大。共一百二十七页4.3.3 小型企业网的网络结构与IP地址(dzh)分配 中小企业局域网通常规模较小，结构相对简单，大多主要的应用需求仍是资源共享、通信服务、多媒体功能、Internet接入共享等。网络的第一层可

56、采用路由器作为连接Internet网络和内部局域网络的桥梁。第二层可使用一台具有较高的管理性能的主交换机构成网络主干。另外搭配(dpi)一台管理服务器可以进行监控管理，或存储和管理集中共享资源，从而有效提高网络资源利用率和方便管理员对网络的管理。共一百二十七页4.3.3 小型企业网的网络结构与IP地址(dzh)分配 共一百二十七页4.3.3 小型企业网的网络结构与IP地址(dzh)分配如果计算机数量不多，不必在网络第三层使用交换机，可以在第二层使用3个24口快速以太网交换机基本上就能满足(mnz)70台左右计算机的企业网络需要。如果小型企业网络规模超过70台以上，最好在网络第二层采用一个主交换

57、机，然后在第三层继续使用交换机或集线器来组建工作组网络，这样就大大提高了网络的扩展能力。网络最底层是计算机终端，目前一般采用 10M/100M自适应网卡，符合快速以太网的要求，实用性很强。共一百二十七页4.3.3 小型企业网的网络结构与IP地址(dzh)分配IP地址的规划 （1）对企业网内部网络的IP地址分配一般采用RFC1918中定义的非Internet连接的网络地址，即私有地址。 在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为(zuwi)私有地址，其地址范围如下： A类地址：10.0.0.010.255.255.255 B类地址：172.16.0.0172.31.255.255 C类地址：

58、192.168.0.0192.168.255.255共一百二十七页4.3.3 小型企业网的网络结构与IP地址(dzh)分配（2）将特定的IP地址与VLAN号和部门、主机相关联（3）为各个部门的计算机终端、服务器和路由器内网端口手动配置(pizh)内网的IP地址信息，其中路由器内网端口的IP地址同时也是所有内网主机的默认网关。（4）如果要连入Internet，则需要向ISP申请公用的网络地址，即外网IP地址。在小型企业网中，通常要为路由器的广域网端口分配一个公网IP，利用NAT（网络地址转换）技术实现多个节点共享这一个Internet接入。那些只对内部提供服务，或只限于内部通讯的主机就不用分配公

59、网IP了。共一百二十七页交换机选型连接工作组的一般是桌面非网管型交换机，无需任何配置，与集线器一样(yyng)，接上电源、插好网线就可以正常工作；主交换机一般是网管型的。4.3.3 小型企业网的网络结构与IP地址(dzh)分配共一百二十七页4.3.4 通过超级终端与交换机建立(jinl)配置连接第一次配置交换机时必须使用的方法 （1）如图所示，利用(lyng)专用的Console线将交换机Console口和计算机的串口（com）连接；共一百二十七页4.3.4 通过(tnggu)超级终端与交换机建立配置连接（2）执行计算机操作系统(co zu x tn)中的超级终端程序（执行“开始”“程序” “

60、附件” “通讯” “超级终端”命令，如图所示）；共一百二十七页4.3.4 通过超级终端与交换机建立配置(pizh)连接（3） 配置连接的超级终端的参数： 在第一次运行“超级终端”时，系统默认为通过Modem连接，会要求用户输入连接的区号，随便输入一个即可。没有安装Modem则会提示“在连接之前(zhqin)必须安装调制解调器，现在就安装吗？”，点击“否” 。任意配置超级终端连接名称，如“Switch”；共一百二十七页4.3.4 通过超级终端与交换机建立配置(pizh)连接 配置超级终端连接端口，根据连接线缆的不同有所区别； 配置超级终端COM端口属性，按还原默认参数设置：比特流为9600，数据