第10章-计算机网络工程实践与实验.ppt

1、计算机网络和数据通信，教科书：计算机网络和数据通信无牙生清华大学出版社，第1，10章计算机网络工程实践和实验，牙齿章节学习重点：万兆以太网网络方案万兆以太网网络方案华为的VPN解决方案网络实验，10.1万兆以太网网络方案，100Base-T支持的UTP，分别为100ba还有100Base-FX光纤版本，但通常仅用于远距离通信(如地板或建筑物之间的连接)，并指定50/125m和62.5/125m光纤。1100Base-T43类UTP、10.1.1 100千兆以太网拓扑结构和100Base-T4的拓扑结构如下图所示。图中所示的100Base-T4在4比3(或更高)电缆上工作。第3类电缆束表示10B

2、ase-T支持的25对电缆束不再允许的大型电缆对。DTE到中断设备的距离限制在100米以内。100Base-T4 PHY使用专门开发的块编码模式(8B/6T编码)，以便在此类型的电缆上实现100Mbps的波特率。在牙齿模式下，4对3对线由DTE或中断设备传输数据，其馀1对线用于在链路两端的设备发生碰撞时检测网络活动。2100Base-T45UTP 100Base-TX的整体拓扑结构与100Base-T4相同。区别主要在于支持的信号和电缆类型。100Base-TX指定于公共100Base-T物理编码子层(PCS)和物理媒体访问(PMA)子层，并基于100Base-T标准24节中定义的4B/5B块

3、编码技术规范。100Base-T定义了100Base-TX和100Base-FX以及物理介质相关(PMD)子层之上的公用PSC和PMA功能。100Base-TX基本上可以将100Mbps802.3以太网MAC的最佳质量与ANSI/PHY(称为CDDI)的最佳质量(称为双绞线PMD)相结合，继续使用现有物理信号技术标准。100Base-TX在两对Cat5缆线上工作，从DIT到中断设备的距离限制在100米以内。3100Base-FX光纤100Base-FX在两个独立(多模式)光纤上工作，DTE到中继器的距离超过UTP的100米限制。与100Base-FX类似，100Base-FX基于公共PCS和P

4、MA集合，下图显示了使用100Base-FX的典型拓扑结构。DTE通过MII向PHY发送半字节。100Base-FX PHY负责将其转换为5位二进制符号。对于100Base-FX，牙齿5位符号在介质上传输，最大数据传输速率(125M)为100Mbps。光纤、光纤/电缆转换器和连接器比相应的铜介质部件更贵，安装起来更困难，因此光纤通常仅在需要时使用，通常用于远距离、高带宽或对安全性敏感的环境。10.1.2 100千兆位以太网的设计理念，100千兆位以太网网络方案通常使用主干100万亿、10万亿台台式机，有时使用10/100Mbps的适应方式。使用100Base-T作为主干网络时，可以无缝连接到当

5、前10Base-T工作组，如下图所示。安装100Mbps快速以太网主干交换机和10/100Mbps电脑工作站和服务器。100Base-FX是光学介质的快速以太网标准，可以使用长达2公里的多模式光纤，图中显示的主干是10/100Mbps交换机，提供UTP(100Base-TX)和光纤(100Base-FX)，10.1.3 101企业号网络联网方案企业号网络联网时应考虑用户的要求，一般应考虑以下因素：企业总部和各分公司的互连快速网络服务低成本、低维护量网络方案安全、可靠的内部网适应性和可扩展性移动用户的办公室访问根据要求考虑设计方案的要点、中型企业网络解决方案。下图所示的：牙齿方案的优点包括：(1

6、)企业总部与各分公司的互连(2)快速网络服务(3)低成本、低维护的网络方案(4)安全可靠的内部网(5)适应性和可扩展性(6)移动用户办公室访问，2 1000各部门可以保证独立服务器和孔刘服务器之间的效率。100米交换机是网络主干，建筑的100米孔刘网络段可以突破160米光纤距离限制，无需购买交换机。它的优点是100Mbps交换网保证了各部门网和服务器之间的效率。Express 10/100Stackable Hub的100Base-FX模块将网络半径增加到最大2公里的连接距离。3企业号大网络：10/100M工作网络连接到主干大企业号网络10/100M工作组网络结构。牙齿网络解决方案的特点是，使

7、用带有集成布线的英特尔快速以太网产品，通过第5类水平布线完成100M工作组交换网络。对于光纤垂直电缆连接，可以使用100Base-FX上的上行链路模块以快速以太网技术连接到企业号主干网。将来，ATM和千兆以太网连接模块也可以利用远视光纤线路满足企业号升级要求。牙齿方案的优点是英特尔快速以太网全线产品是工作组网络的最佳选择。Intel Switch optical connection module使100M工作组网络可以轻松连接到企业的交换机或主干。Intel Switch未来的千兆位以太网和ATM连接模块可以轻松升级用户的企业号网络骨干。牙齿结构需要的产品是Intel Express 10/

8、100交换机和100Base-FX更新模块。4校园级网络：10/100交换机工作组网络校园级10/100M交换机工作组网络结构与上图类似。牙齿网络方案的特点是学校级网络，100米光纤交换机网络，各大楼工作组网络，同时充分发挥各部门网络效率的网络技术等。每个部门都可以具有独立的服务器、独立的10Mbps或100Mbps带宽，并具有良好的路由效率和管理功能。其优点是10/100M交换网保证了各部门的网络和服务器之间的效率。100Base-FX模块增加了网络半径，最多支持2千米的连接线路。第3层交换提高了局域网IP路由的效率，并确保了与广域网路由的完全兼容性。10.2千兆以太网网络方案，20世纪90

9、年代以来，人们开始研究千兆以太网技术。1995年十一月，IEEE802.3委员会成立了一个高速研究小组，专门研究和开发千兆以太网标准。1996年三月，IEEE802.3委员会成立了IEEE802.3z工作组，专门开发基于光纤的千兆位以太网标准。千兆以太网标准结构如下图所示。10.2.1千兆位以太网标准，11000Base-SX标准1000Base-SX标准直径62.5米和50米的多模式光纤，工作波长850纳米，传输距离275米和525米，数据编码方法8B/10B，21000Base，使用31000Base-CX标准1000Base-CX标准150 shaded twisted pair(STP

10、)，25m传输距离，1.25Gbps传输速率，8B/10B数据编码，机房连接网络服务器等，10.2.2千兆以太网网络联网方案，国内建设千兆以太网的用户已经很多，您认为千兆以太网方案怎么样？牙齿部分以3Com的产品为背景，介绍两个千兆网络的网络方案实例，供读者在连接网络时参考。1中国国家图书馆干线千兆网络的框架结构(1)需求中国国家图书馆(国道)的网络建设包括关域网和中国科技网络、教育和科学研究网、chinnet、北京大学、清华大学、光网络等互联网互连工程。国道的冠域网以千兆以太网为主，具有从专用10Mbps带宽到台式机的星形拓扑结构。官网不仅要传输文本，还要支持大量的多媒体服务，因此带宽要求很

11、高。国道从实际出发，要在官站网上建立三个逻辑子网。读者服务网分布在建筑物的各个角落。业务网分布在建筑物和行政楼、分馆等。数字图书馆实验环境在国道东边的一层和四层。因此，合理处理三个逻辑子网的连接、分区和安全设计是确保可靠工作的关键。对于主干光纤，使用单模光纤从主交换机到主交换机。使用从主光纤交换机到分支交换机的多模式光纤。牙齿光纤保证国道内部网络使用时间为810年，因此光纤网络要求很严格。在分布式服务器(从分支交换机到终端和分支交换机)之间使用5类或超5类双绞线(type 5)，以独占方式确保10Mbps和100Mbps带宽。局管和外部通过光缆连接，为了确保未来的扩展和现有投资的持续效果，需要

12、考虑当前产品中的1020个100M以太网通信端口连接。国家/地区共有128个IP地址，所有这些地址都用于internet内部访问，除非WWW服务器、电子邮件服务器和FTP服务器(约1200个内部节点)需要使用多个地址。(2)设计方案网络物理结构局域网采用二级网络结构。网络主干层使用两个3Com公司的千兆以太网交换机CoreBuilder9000，通过双千兆以太网链路互连执行负载平衡和冗馀备份。第二层是使用3Com SuperStackII交换机1100边界交换机组的用户访问层，每4台交换机堆叠一个，通过千兆以太网模块连接到主干网，然后连接到客户电脑工作站下方。网络管理电脑工作站、防火墙主机和路

13、由器通过100M快速以太网端口直接连接到主干交换机。配置为主干交换机配置主干层的两个千兆位以太网交换机核心生成器9000分别位于两个主设备之间。主干交换机各有一个24Gbps千兆位以太网交换引擎一个20通信端口10米/100米自适应以太网交换模块12通信端口中的8个10米/100米自适应第3层交换模块一个2通信端口1000ba se-SX I/o模块一个2通信端口1000Base-LX输出模块，接入层交换机的配置访问层交换机根据用户实际情况提供super stactack路由器配置可以将3Com中心路由器NetBuiderII安装在主干网上，通过100M快速以太网模块直接连接到CoreBuil

14、der9000交换机，从而连接到远程子网和internet。网络管理系统。管道域网络使用3Com公司的软件Transient Enterprise Manager for Unix进行网络监视和管理，使用Sun的Ulrta2电脑工作站(ULRTA2)作为网络管理硬件平台，使用HP的Open View作为软件网络管理平台。防火墙应设置防火墙服务器以防止国道内部网外部的干扰和破坏。NAT服务器，高性能要求，允许访问Sun的E3500服务器、四个100M快速以太网网卡和主干交换机。防火墙软件Firewall-1。考虑到系统安全设计的需要，整个网络逻辑上设置为4个虚拟子网，其中3个分别对应于读者服务网

15、、业务工作网、数字图书网，另一个是隔离子网。三个业务网络通过在CoreBuilder9000主干交换机上设置的三层交换功能进行网络间的数据交换，隔离子网与三个业务网络完全隔离。要通过三个业务子网间的子网访问网络资源，必须通过第3层交换机，并且可以通过IP地址筛选提高网络安全性。外部用户必须通过防火墙id才能访问资源。防火墙主机包含4个100M网卡，每个包含4个子网，通过牙齿主机将3个业务子网与隔离子网连接起来。路由器被分类为逻辑隔离的子网，可以与internet连接。同时充当第一级防火墙角色(主要用于防止网络层入侵)。通过由网络连接管内网络3Com NetBuilder II(4插槽)路由器组成的四个Flex WAN接口连接到DCE设备接口，并连接到邮件和通信部门提供的E1/T1。NetBuilder II中的软件包提供了增强的防火墙功能、IP数据包筛选器和地址转换(NAT)功能。配置系统时，路由器上的所有端口都设置了有效的IP地址，设备本身的防火墙和IP数据包筛选功能以及地址翻译功能无法通过路由器实现。(3)技术要求在以太网上实施多媒体服务，不仅需要多媒体应用程序服务器端声音、图像和数据的高处理性能，还需要满足网络要求多媒体应用程序时间延迟和带宽要求。3Com以太网交换机允许端口对数据优先级输出队列进行管理控制，并支持以太网网络上的802.1p协议，因此，多媒体服务器声音