计算基础网络教程 3

4．1项目描述目录

4．3项目实践

4．2项目知识准备

4．4知识拓展项目3完成了单子网的小型局域网的架设。然而实际社会上很多企业网络是多子网的中型局域网,需要根据网络互联的规模、管理的成本、子网的划分等方面需求,选择各类交换机等设备,使用跨类子网的划分、虚拟局域网(VLAN)技术进行组网。本项目对应的工作任务见表4-1。4.2.1局域网扩展和子网的划分集线器执行的功能如下：放大输入的信号,调整信号时间,在所有电缆敷设路线上重新产生信号。常见到的集线器基本结构如图4-1所示,其外部结构比较简单。集线器在网络中的主要功能是同时把所有结点集中在以它为中心的结点上,概括为以下3种功能：（１）对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离。如图4-2所示。4.2.1局域网扩展和子网的划分（２）增加网络节点,即局域网的计算机数量。如图4-3所示。4.2.1局域网扩展和子网的划分（３）连接不同介质的转换的接口转换器,图4-3除了增加网络节点数,同时也进行了细缆到粗缆的转换。集线器可以优化网络布线结构和简化网络管理。集线器是对网络进行集中管理的最小单元,像树的主干一样,起到汇集各分枝的作用。4.2.1局域网扩展和子网的划分4.2.1局域网扩展和子网的划分但是,集线器并不能无限制的进行连接,IEEE802标准规定,传统以太网任意两个节点(如计算机)最多连接4个中继器,最多经过5个网段。而且连接中不能形成回路。如图4-5、图4-6、图4-7分别是10Base5、10Base2和10BaseT连接示意图。4.2.1局域网扩展和子网的划分4.2.1局域网扩展和子网的划分集线器的种类有几种划分标准：１．按端口数量来分按端口数量划分是最基本的分类标准之一。通常所说的16口或24口集线器中的16口、24口是指集线器的端口数。如果按照集线器能提供的端口数划分,目前主流集线器主要可分为8口、16口和24口三大类。集线器的种类有几种划分标准：２．按带宽划分4.2.2交换机的工作原理与分类１．交换的提出（1）用户带宽共享,带宽受限。（2）广播方式,易造成网络风暴。（3）非双工传输,网络通信效率低。4.2.2交换机的工作原理与分类2．交换机的工作原理交换机工作在ISO/OSIRM数据链路层上。可以截取所有的网络信息流并读取每一帧上的目标地址,以确定帧是否可以转发给下一个网络段。交换机由四个基本元素组成：端口、缓冲区、信息帧的转发机构和背板体系结构。交换机可以同时接收多个端口信息,并可以同时将这些信息发向多个目标地址对应的端口。交换机还可以将从一个端口接收的信息发向多个端口，如图4-14所示。4.2.2交换机的工作原理与分类3．交换机转发机制4.2.2交换机的工作原理与分类4．共享式和交换式以太网MAC地址是固化在网卡上串行EEPROM中的物理地址,通常有48位长。IEEE802标准为每块网卡规定了一个48位的全局地址,它是站点的全球唯一的标识符,与其物理位置无关,即MAC地址,也叫物理地址。MAC地址为6Byte(48位)。其中MAC地址的前3个字节(高24位)由IEEE统一分配给厂商,低24位由厂商分配给每一块网卡。网卡的MAC地址可以认为就是该网卡所在站点的MAC地址。以太网交换机根据某条信息包头中的MAC源地址和MAC目的地址实现包的交换和传递。4.2.2交换机的工作原理与分类（１）传统共享式局域网的缺点4.2.2交换机的工作原理与分类（２）交换式局域网交换式局域网采用交换技术来增加数据的输入输出总和和安装介质的带宽。一般交换机转发延迟很小,能经济地将网络分成小的冲突网域,为每个工作站提供更高的带宽。如图4-19所示。4.2.2交换机的工作原理与分类（３）以太网交换机工作过程以太网交换机提供了桥接能力以及在现存网络上增加带宽的功能。用于LAN上的交换机因为它们都运作在数据链路层(ISO/OSIRM第2层)的MAC子层上,它们负责检验所有进入网络的流量的设备地址(MAC地址)。交换机保存一张有关设备地址的信息表,并用该信息表来决定如何过滤并转发局域网流量。以太网交换机执行3种重要的功能：学习、过滤和转发。4.2.2交换机的工作原理与分类4.2.2交换机的工作原理与分类5．交换机的分类

局域网交换机可以分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机和令牌环交换机等多种,这些交换机分别适用于以太网、快速以太网、FDDI和令牌环网等环境。（1）按传输介质和传输速度分类方法

局域网交换机可以分为桌面型交换机(DesktopSwitch)、组型交换机(WorkgroupSwitch)和校园网交换机(CampusSwitch)三类。根据架构特点,人们还将局域网交换机分为机架式、带扩展槽固定配置式、不带扩展槽固定配置式三种产品。（2）按照应用范围的分类方法4.2.2交换机的工作原理与分类6．交换机的选型（1）背板带宽（2）吞吐率（3）端口速率（4）端口密度（5）交换方式（6）堆叠能力（7）全双工（8）高速端口集成（9）网管能力（10）服务质量(QoS)保证支持能力4.2.2交换机的工作原理与分类7．交换机组网中的冲突域和广播域冲突域(collisiondomain)是一个物理分段。广播域(broadcastdomain)是一个逻辑上的计算机组,该组内的所有计算机都会收到同样的广播信息。4.2.3

VLAN技术１．VLAN的组网方法（1）基于端口划分VLAN（2）基于MAC地址划分VLAN（3）基于第三层协议类型或IP地址划分VLAN(4)基于组播(服务)划分VLAN4.2.3虚拟局域网(VLAN)技术２．

VLAN的优点利用现有的集线器以节约开支方便网络管理、控制广播减少网络管理开销提供更好的安全性任务4-1配置与管理交换机１．交换机连接管理（1）串口（2）Web网管（3）通过专业网关软件任务4-1交换机基本配置与管理２．交换机常用的查看和配置命令（1）交换机基本状态（2）主机名设置（3）配置密码（4）设置进入用户模式密码（5）IP地址设置（6）缺省网关（7）接口配置（8）配置VTP信息（9）VLAN配置任务4-2在交换机上划分VLAN1.选择“vlan数据库”,在配置中，号输入“2”,VLAN名称输入“accounting”,按增加。如图4-30所示。任务4-2在交换机上划分VLAN2.添加VLAN3名marking。如图4-31所示。任务4-2在交换机上划分VLAN3．选择接口配置，把FastEthernet0／1应用到“accounting”,也就是VLAN2上。如图4-32所示。任务4-2在交换机上划分VLAN4.选择“接口配置”,把FastEthernet0／2应用到“markting”,也就是VLAN3上。如图4-33所示。任务4-2在交换机上划分VLAN5.同上步骤,分别把FastEthernet0/3应用到“accounting”,也就是VLAN2上,而把FastEthernet0/4应用到“marketing”,也就是VLAN3上。6.在PC3上ping192.16.1.2发现返回“Requesttimedout.”,表明PC3和PC2属于不同子网,如图4-34所示,PC1和PC3属于同一子网VLAN2。任务4-2在交换机上划分VLAN7.同样的,在PC2上ping192.16.1.3发现返回“Requesttimedout.”,表明PC2和PC1属于不同子网,如图4-35所示,PC2和PC4属于同一子网VLAN3。生成树(spanningtree)算法是数学图论中的一种算法,具有坚实的理论基础,已经在理论上得到了证明,在网络互联的环状结构上有广泛的应用。我们知道集线器在网络可以进行级联,但是,集线器的级联决不能出现环路,否则发送的数据将在网中无休止地循环,造成整个网络的瘫痪。那么,图4-36所示的具有环路的交换机级联网络是否可以正常工作呢？答案是肯定的。实际上,以太网交换机除了按存储转发机制对信息进行转发外,还执行生成树协议(spanningtreeprotocol)。交换机通过