计算机网络技术及应用（第4版）课件 任务4.1 玩转企业网常用网络设备

《计算机网络技术及应用》企业网常用网络设备|通信|互联|共享|信息|

数据|

某公司现已设置商务部、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。网络管理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。问题的提出局域网交换机三层交换机路由器010203——CONTENTS——目录01 局域网交换机工作过程特性

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，非常符合小型企业网的需要。任务分析01局域网交换机（简称交换机）是工作在OSI参考模型数据链路层的设备。02交换机基于判断数据帧的目的MAC地址，将帧从合适的端口发送出去。03交换机的冲突域仅局限于一个端口上。04交换机还具备了对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，有的还具有防火墙的功能。局域网交换机的特性12301MAC地址学习交换机对于未找到目的地址的数据帧会向所有结点广播，以找到这个目的MAC地址，与此同时将该数据帧的源MAC地址与接收该帧端口的关联关系加入到自己的MAC地址列表中。02帧的转发及过滤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，基于MAC地址识别、能完成封装转发数据帧。03避免回路借助生成树协议，将交换机互联成的环型拓扑结构改造成逻辑上的树型结构，从而避免回路。7交换机的主要功能工作在数据链路层，每个端口都由专用处理器进行控制，可以连接一个LAN或一台高性能站点或服务器，能够通过MAC地址学习来了解其它端口的设备连接情况，并经过控制管理总线转发信息。交换机的工作原理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。具有地址学习功能。每个端口都可以根据数据链路层帧的L2报头信息转发数据交换机主要特点交换机的工作原理①若数据帧的目的MAC地址是广播地址或组播地址，则向除源端口外的所有端口转发。②若数据帧的目的MAC地址是单播地址，但在MAC地址对照表中不存在该目的MAC地址，则也会向除源端口外的所有端口转发。③若数据帧的目的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。④若数据帧的目的MAC地址与源地址对应同一端口，则不进行交换，丢弃该帧。交换机的工作过程E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3：0260.8c01.6666MACaddresstableACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E4D→所有广播E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3：0260.8c01.6666MACaddresstableACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E4D→E单播，查表无E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3：0260.8c01.6666MACaddresstableACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E4D→A单播，查表有E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3：0260.8c01.6666MACaddresstableACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E4D→F源目的端口号相同E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3：0260.8c01.6666MACaddresstableACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E4D→A同时B→C多个单播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ATM交换机FDDI交换机令牌环交换机按应用的网络层级分接入层交换机汇聚层交换机核心层交换机按是否有网管功能分网管型交换机非网管型交换机局域网交换机的分类按OSI的分层结构分第二层交换机第三层交换机第四层交换机按交换机架构特点分固定端口交换机模块化交换机可堆叠交换机02路由器工作原理路由过程概述组成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）。应用路由器执行OSI网络层及其下层的协议转换，可用于连接两个或者多个仅在低三层有差异的网络。作用网络层设备，用于连接多个逻辑上分开的网络。层次判断网络地址和选择路径功能路由器概述

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。

路由器工作原理路由算法： 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，因此路由表中的信息需要及时更新。

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。路由器工作原理CPU中央处理单元，是路由器的控制和运算部件。RAM/DRAM内存，用于存储临时的运算结果。如路由表、当前配置文件。FlashMemory可擦除、可编程的ROM，用于存放路由器的操作系统IOS。NVRAM非易失性RAM，用于存放路由器的配置文件。ABCD组成20DDROM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。接口用于网络连接。操作系统路由器的组成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。路由器的路由选择过程BA140.10.2.0138.213.1.5网络1138.210.0.0网络2202.20.2.0网络3138.213.0.0网络4140.10.0.0网络5202.50.2.0138.210.1.0202.20.2.5138.213.1.8140.10.1.0202.50.2.8R2R1R3路由器的路由选择过程03三层交换机什么是三层交换机把路由技术引入交换机后，可以完成网络层的路由选择功能，这样的交换机称为三层交换机。三层交换技术=二层交换技术＋三层转发技术相对路由器的优点三层交换机的速度很快，接近二层交换机的速度。在网络中的位置凡是没有广域网连接需求，同时需要路由器的地方，都可以用三层交换机代替。ABCD特性24数据转发方式交换机的数据包转发方式主要分为直通式、存储转发式、碎片隔离式三种。包转发率包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换能力，单位是Mpps(百万包/秒)。网管功能按管理能力分为非网管型（即插即用）、智能网管型（Web界面基础管理）及全管理型（CLI/SNMP/API高级控制）交换架构与功能层级选用合适的二层/三层/多层交换机，大中型网络需采用三层交换机实现路由聚合。2345注意事项2567背板带宽和MAC地址数背板总线所能够提供的带宽就成为端口间并发通讯时的总带宽。MAC地址数是指交换机的MAC地址表中可以最多存储的MAC地址数量PoE供电能力连接无线AP、IP摄像机等终端时，需选择PoE交换机。常见交换机选购1端口性能交换机端口性能涉及端口类型、带宽和数量。任务实现01网络边界采用路由器作为连接Internet网络和内部局域网络的桥梁。02汇聚层使用了一台主交换机构成网络主干。要求具有较高的管理性能，并实现VLAN的划分。03接入层通常使用若干台桌面型交换机与用户终端连接。搭建典型小型企业网04终端与服务器网络最底层是计算机终端，但存储和管理集中共享资源的服务器应连接在主交换机上。任务拓展在eNSP模拟器中搭建企业网的拓扑结构01该企业网分成商务部、财务部和后勤部三个部门的工作组，每个工作组包含2-3台计算机。02三个工作组集中在同一办公区，处于同一IP网段，但三个工作组间的数据通信相互隔离，不能互相访问。初步制定组网方案，采用交换式以太网技术搭建，选用24端口千兆以太网交换机和超5类以上UTP电缆连网。小型企业网需求分析某企业建网的需求分析如下：交换式网络独享带宽，