網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成楊威第4章

1、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成,楊 威山西師范大學(xué)網(wǎng)絡(luò)信息中心,人民郵電出版社,（第2版）Network Engineering Design and System Integration（2nd Edition）,普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,,2024/3/18,網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)場(chǎng)景,資源開(kāi)發(fā),網(wǎng)絡(luò)課堂,電子閱覽,網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn),2024/3/18,,,問(wèn)題思考,網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的任務(wù)是什么？大學(xué)校園網(wǎng)采用什么技術(shù)構(gòu)建？高速以太網(wǎng)

2、技術(shù)、交換以太網(wǎng)技術(shù),2024/3/18,問(wèn)題思考,一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括哪些要素？路=通信介質(zhì) 車(chē)=通信平臺(tái)貨=資源系統(tǒng) 駕駛員=網(wǎng)管員你如何成為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)管理者？學(xué)習(xí)局域網(wǎng)組建、管理維護(hù)技術(shù),2024/3/18,學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解以太網(wǎng)發(fā)展過(guò)程，理解以太網(wǎng)通信原理，交換機(jī)原理。了解10Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)，理解多層交換技術(shù)，VLAN間的信息傳遞，以及交換機(jī)的性能與連接技術(shù). 基本掌握802.3規(guī)

3、范與介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)卡的功能結(jié)構(gòu)，100Mbit/s/1Gbit/s技術(shù)，VLAN虛擬局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)。掌握以太網(wǎng)卡安裝與調(diào)試，交換機(jī)安裝與調(diào)試，交換機(jī)連接技術(shù)，基于802.1Q協(xié)議的多層網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)。不同VALN之間的路由配置技術(shù)。熟悉高速局域網(wǎng)技術(shù)與主流產(chǎn)品，能夠依據(jù)用戶(hù)組網(wǎng)需求，設(shè)計(jì)整體解決方案。,第4章高速局域網(wǎng)與系統(tǒng)集成,2024/3/18,重點(diǎn)知識(shí)：以太網(wǎng)通信原理，交換機(jī)原理，多層交換技術(shù) 交換機(jī)安裝與調(diào)試，交換機(jī)連接技

4、術(shù)基于802.1Q協(xié)議的多層網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù) 虛擬局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)， VLAN間路由配置依據(jù)用戶(hù)組網(wǎng)需求，設(shè)計(jì)整體解決方案 難點(diǎn)知識(shí)：交換機(jī)工作原理 10Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù) 虛擬局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)， VLAN間路由配置技術(shù),第4章高速局域網(wǎng)與系統(tǒng)集成,2024/3/18,以太網(wǎng)技術(shù)概述低層設(shè)備性能與使用交換機(jī)基本技術(shù)與配置VLAN技術(shù)與路由配置大學(xué)校園網(wǎng)系統(tǒng)集成,第4章高速局域網(wǎng)與系統(tǒng)集成,2024/3/18,4.1 以太網(wǎng)

5、技術(shù)概述,計(jì)算機(jī)應(yīng)用需求的增長(zhǎng)和計(jì)算機(jī)成本的不斷降低，使用計(jì)算機(jī)的用戶(hù)數(shù)量在不斷上升。人們希望能夠?qū)⒁粋€(gè)局部范圍，如一個(gè)辦公室、一棟寫(xiě)字樓、一個(gè)學(xué)校、一個(gè)企業(yè)的計(jì)算機(jī)通過(guò)一定的方法連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)交換，共享網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件資源。這樣，計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。,2024/3/18,4.1.1 以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)及發(fā)展1973年， 2.98Mbit/s ，Xerox

6、 1980 年，10Mbit/s， Xerox 、Digital和Intel 1983年，以太網(wǎng)技術(shù)（802.3）、令牌總線(xiàn)（802.4）、令牌環(huán)（802.5）共同成為局域網(wǎng)領(lǐng)域的三大標(biāo)準(zhǔn) 1995年，802.3u快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1998年，802.3z千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 2002年，IEEE通過(guò)了802.3ae萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),,4.1 以太網(wǎng)技術(shù)概述,2024/3/18,,,4.1.1 以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展,,表4.1 IEEE

7、802.3 規(guī)范和布線(xiàn)介質(zhì)標(biāo),2024/3/18,,,4.1.2 以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展,……,802.3CSMA/CD,802.4Token Bus,802.5Token Ring,802.6DQDB,802.8FDDI,802.2 LLC,,,,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,,LLC,MAC,802.1D Bridge,802.1A 體系結(jié)構(gòu),,,IEEE802體系結(jié)構(gòu)示意圖,PHY,2024/3/18,,,以太網(wǎng)的發(fā)展的主要原

8、因： 開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，獲得眾多服務(wù)提供商的支持 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便，價(jià)格低廉持續(xù)技術(shù)改進(jìn)，滿(mǎn)足用戶(hù)不斷增長(zhǎng)的需求 網(wǎng)絡(luò)可平滑升級(jí)，保護(hù)用戶(hù)投資,4.1.1 以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展,2024/3/18,,,4.1.2 以太網(wǎng)介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù),,1. IEEE802.3數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu),,2024/3/18,,,載波監(jiān)聽(tīng)策略（三種類(lèi)型）： ? 非堅(jiān)持CSMA：一旦監(jiān)聽(tīng)到信道忙，就不再監(jiān)聽(tīng)；延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間后再次監(jiān)聽(tīng)。 ?

9、堅(jiān)持CSMA：監(jiān)聽(tīng)到信道忙時(shí)，仍繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，直到信道空閑。 1-堅(jiān)持CSMA：一聽(tīng)到信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù) p-堅(jiān)持CSMA：聽(tīng)到信道空閑時(shí)，以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)（以概率1-p延遲一段時(shí)間后再發(fā)送）CSMA技術(shù)不能解決發(fā)送中出現(xiàn)的沖突現(xiàn)象。工作原理：發(fā)送前監(jiān)聽(tīng)。每個(gè)站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要監(jiān)聽(tīng)信道上是否有數(shù)據(jù)在傳送。若有，則此站不能發(fā)送，需等待一段時(shí)間后重試。,CSMA類(lèi)型與C

10、SMA/CD工作原理,2024/3/18,,CSMA/CD —帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn),工作原理：發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng)信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送時(shí)，邊發(fā)邊繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)。若監(jiān)聽(tīng)到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送。等待一段隨機(jī)時(shí)間（稱(chēng)為退避）以后，再重新嘗試。,2024/3/18,,,CSMA/CD的流程圖,2024/3/18,,Ethernet/802.3操作,每個(gè)站點(diǎn)都可以接收到所有來(lái)自其他站點(diǎn)的數(shù)據(jù)為決定那個(gè)站點(diǎn)接收，需要尋址機(jī)制來(lái)標(biāo)識(shí)

11、目的站點(diǎn)目的站點(diǎn)將該幀復(fù)制，其他站點(diǎn)則丟棄該幀,,,,A,B,C,,,,A,B,C,,,,,A,B,C,,,,,A,B,C,(1)C 發(fā)現(xiàn)總線(xiàn)空閑,(2)C發(fā)送幀，目的地址為A,(3)B 忽略該幀,(4)A復(fù)制該幀,,,,,,,,,信號(hào)由終端電阻吸收,,,終端電阻,,,,,,,,,,,2024/3/18,高速以太網(wǎng)技術(shù),100Mbit/s以太網(wǎng)技術(shù)1Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù) 10Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù),2024/3/18,4.1

12、.3 100Mbit/s快速以太網(wǎng)技術(shù),快速以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),,,2024/3/18,快速以太網(wǎng)系統(tǒng)組成,,網(wǎng)絡(luò)組成部分包括：網(wǎng)卡（外置或內(nèi)置收發(fā)器），收發(fā)器（外置）與收發(fā)器電纜和光纜，集線(xiàn)器，雙絞線(xiàn)及光纜媒體。收發(fā)器稱(chēng)為光釬收發(fā)器，收發(fā)器與集線(xiàn)器連接的端口為UTP/RJ-45，采用光纜連接的兩個(gè)收發(fā)器的端口為100BaseFX。所有媒體上均傳輸100Mbit/s的信息。,2024/3/18,快速以太網(wǎng)自動(dòng)協(xié)商,網(wǎng)卡和集線(xiàn)器的端口RJ-

13、45上可能支持多種工作模式，可能是100BaseTX、T2或T4，也可能是10BaseT，還可能是全雙工模式。因此當(dāng)兩個(gè)設(shè)備端口間進(jìn)行連接時(shí)，為了達(dá)到邏輯上的互通，可以人工進(jìn)行工作模式的配置。,對(duì)于設(shè)備所支持的工作模式必須進(jìn)行自動(dòng)協(xié)商的優(yōu)先級(jí)排隊(duì)。優(yōu)先級(jí)別可定為7級(jí)，100baseT2全雙工為最高優(yōu)先級(jí)，100BaseTX全雙工為第二優(yōu)先級(jí)等。兩個(gè)支持自動(dòng)協(xié)商功能的設(shè)備，其端口間在UTP連接并進(jìn)行加電后，首先就在端口間進(jìn)行自動(dòng)協(xié)商，協(xié)商

14、的結(jié)果獲得了兩者所擁有的共同最佳工作模式。例如，如果雙方都具有10BaseT和100BaseTX工作模式，則自動(dòng)協(xié)商后，按共同的高優(yōu)先級(jí)工作模式進(jìn)行自動(dòng)配置，最后端口間確定按100BaseTX工作模式進(jìn)行工作。,2024/3/18,快速以太網(wǎng)10/100Mbit/s自適應(yīng),端口間10Mbit/s與100Mbit/s傳輸率的自動(dòng)匹配功能，或稱(chēng)為10Mbit/s/100Mbit/s自適應(yīng)功能顯然能滿(mǎn)足以上的要求。當(dāng)一個(gè)原有的10BaseT

15、系統(tǒng)欲過(guò)渡或升級(jí)到100BaseTX系統(tǒng)，并非所有的站都需要升級(jí)而置換成100BaseTX的網(wǎng)卡。在過(guò)渡的系統(tǒng)中，一部分的站為了得到高帶寬而置換成100Mbit/s網(wǎng)卡，而大部站可能仍處在10BaseT工作模式上。此時(shí)必須更換10BaseT集線(xiàn)器，而新的100BaseTX集線(xiàn)器的端口必須具有自動(dòng)協(xié)商功能才能達(dá)到過(guò)渡的目的。10Mbit/s/ 100Mbit/s自適應(yīng)的處理過(guò)程就會(huì)發(fā)生在原有10BaseT網(wǎng)卡和新的100BaseTX集

16、成器的端口間UTP上。,2024/3/18,,,,1Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)生 1Gbit/s以太網(wǎng)在作為骨干網(wǎng)絡(luò)時(shí)能夠在不降低性能的前提下支持更多的網(wǎng)絡(luò)分段和結(jié)點(diǎn)。首先它能夠聚集下層交換機(jī)，提供超高速交換路徑；其次，它能將主服務(wù)器資源與各分支設(shè)備連接，以解決現(xiàn)存的快速以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)的瓶頸問(wèn)題。 網(wǎng)絡(luò)主干上有了1Gbit/s以太網(wǎng)交換機(jī)的支持，可以把原來(lái)的100BaseT系統(tǒng)設(shè)備遷移到低層，這樣主干上實(shí)現(xiàn)了無(wú)阻塞，低層又能分享到更多的

17、帶寬。1Gbit/s以太網(wǎng)是10M/100Mbit/s以太網(wǎng)的自然“進(jìn)化”，它不僅僅使系統(tǒng)增加了帶寬，而且還帶來(lái)了通信服務(wù)質(zhì)量，這一切都是在低開(kāi)銷(xiāo)的條件下實(shí)現(xiàn)的。,4.1.4 1Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù),2024/3/18,,,,1Gbit/s以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和功能模塊,,2024/3/18,,,1Gbit/s以太網(wǎng)由于PHY層上包括了眾多的功能模塊，其中包括兩類(lèi)編碼/譯譯碼方案，三種收發(fā)器方案，使用了三類(lèi)媒體，支持全雙工或半雙工。綜合各

18、種PHY層上的功能，把它們歸納成兩種實(shí)現(xiàn)技術(shù)；即1000BaseX和1000BaseT。在同一個(gè)MAC子層下面的PHY層中包括了1000BaseX（8B/10B編碼方式）和1000BaseT（非屏蔽銅線(xiàn)編碼方式）兩種技術(shù)；1000BaseX中又包括了1000BaseLX、1000BaseSX以及1000BaseCX，它們分別對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的編碼/譯碼技術(shù)、收發(fā)器和傳輸媒體。1000BaseT的物理層功能與1000BaseX差別較大，有

19、其相應(yīng)的編碼/譯碼技術(shù)、收發(fā)器及傳輸媒體。,1Gbit/s以太網(wǎng)按PHY層分類(lèi),2024/3/18,幀擴(kuò)展技術(shù),在半雙工模式下，由于CSMA/CD機(jī)理的約束，產(chǎn)生了碰撞槽和碰撞域的概念。由于要在發(fā)送幀的同時(shí)能檢測(cè)到媒體上發(fā)生的碰撞現(xiàn)象，就要求發(fā)送幀限定最小長(zhǎng)度，在一定的傳輸率下，最小幀長(zhǎng)度與碰撞域的地理范圍成正比關(guān)系；即最小幀長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則半雙工模式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)跨距越大。在10Mbit/s傳輸率情況下，802.3標(biāo)準(zhǔn)中定義最小幀長(zhǎng)度為64

20、字節(jié)，即512位數(shù)字信號(hào)長(zhǎng)度。,,2024/3/18,幀突發(fā)技術(shù),幀突發(fā)在千兆位以太網(wǎng)上是一種可選功能，它使一個(gè)主機(jī)（特別是服務(wù)器）一次能連續(xù)發(fā)送多個(gè)幀，如圖所示。當(dāng)一個(gè)主機(jī)需要發(fā)送很多短幀時(shí)，該主機(jī)先試圖發(fā)送第一幀，該幀可能是附加了擴(kuò)展位的幀。一旦第一個(gè)幀發(fā)送成功，則具有幀突發(fā)功能的該主機(jī)就能夠繼續(xù)發(fā)送其他幀，直到幀突發(fā)的總長(zhǎng)度達(dá)到1500字節(jié)為止。為了使得在幀突發(fā)過(guò)程中，媒體始終處在“忙狀態(tài)”，必須在幀間的間隙時(shí)間中，發(fā)送站發(fā)送非

21、“0”“1”數(shù)值符號(hào)，以避免其他站點(diǎn)在幀間隙時(shí)間中占領(lǐng)媒體而中斷本站的幀突發(fā)過(guò)程。,,2024/3/18,4.1.5 10Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù),,萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu),2024/3/18,,萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn),2024/3/18,萬(wàn)兆以太網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合,教育網(wǎng)的應(yīng)用,,數(shù)據(jù)中心出口的應(yīng)用,,10GE在城域網(wǎng)中的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面：① 直接采用10GE取代原來(lái)傳輸鏈路，作為城域網(wǎng)骨干。② 通過(guò)10GE 粗波分復(fù)用（CWDM）接

22、口或WAN接口與城域網(wǎng)的傳輸設(shè)備相連接，充分利用已有的SDH或DWDM骨干傳輸資源。對(duì)于城域網(wǎng)的應(yīng)用，由于當(dāng)前寬帶業(yè)務(wù)并未廣泛開(kāi)展，人們對(duì)單端口10Gbit/s骨干網(wǎng)的帶寬沒(méi)有迫切需求，所以10Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)相對(duì)其他替代的鏈路層技術(shù)（如2.5G POS、捆綁的千兆以太網(wǎng)）并沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)。Cisco、JUNIPER、華為和銳捷等公司已推出10G以太網(wǎng)交換機(jī)（依據(jù)802.3ae草案實(shí)現(xiàn)），目前在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用處于發(fā)展階段。,2024/

23、3/18,EP0N技術(shù),EPON速率1.25G,接入網(wǎng),核心網(wǎng),駐地網(wǎng),4.1.6以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù),2024/3/18,EPON與傳統(tǒng)交換機(jī)組網(wǎng)主要區(qū)別,2024/3/18,4.2 低層設(shè)備性能與使用,集線(xiàn)器性能與使用 收發(fā)器性能與使用 網(wǎng)卡的功能與使用,2024/3/18,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在OSI模型中的位置,收發(fā)器,2024/3/18,4.2.1集線(xiàn)器性能與使用,集線(xiàn)器就像一個(gè)星型結(jié)構(gòu)的多端口轉(zhuǎn)發(fā)器，每個(gè)端口都具有發(fā)送與接收數(shù)據(jù)的

24、能力。當(dāng)某個(gè)端口收到連在該端口上的主機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)時(shí)，就轉(zhuǎn)發(fā)至其它端口。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)之前，每個(gè)端口都對(duì)它進(jìn)行再生、整形，并重新定時(shí)。,集線(xiàn)器工作在OSI七層模型的物理層，不能提供沖突隔離作用，相當(dāng)于一個(gè)多端口的中繼器。集線(xiàn)器的沖突域上諸站點(diǎn)通信量的總和應(yīng)小于總線(xiàn)上無(wú)沖突地全速通信時(shí)通信量的1/3。10 Mbit/s的以太網(wǎng)上各站點(diǎn)的總通信需求應(yīng)當(dāng)不大于3 Mbit/s，100 Mbit/s以太網(wǎng)上各站點(diǎn)的總通信需求應(yīng)當(dāng)不大于30 Mbit/

25、s。,數(shù)據(jù)在集線(xiàn)器傳輸特性,2024/3/18,4.2.2 收發(fā)器性能與使用,收發(fā)器是一種在數(shù)據(jù)傳輸中實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換或介質(zhì)轉(zhuǎn)換的設(shè)備。例如，將100MpbsUTP轉(zhuǎn)接為100Mpbs多模光纜。該設(shè)備工作在OSI七層模型的物理層，不能提供沖突隔離作用。光收發(fā)器一般采用高性能芯片，高品質(zhì)光收發(fā)一體模塊。性能較穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，與常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均能正常連接使用。適用于建筑樓宇局域網(wǎng)之間的光纜連接，也可用于用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)與電信、廣電等寬帶網(wǎng)絡(luò)連接。,2

26、024/3/18,,,以太網(wǎng)卡的功能結(jié)構(gòu),以太網(wǎng)卡的接口類(lèi)型與選型,以太網(wǎng)卡的安裝與調(diào)試,4.2.3 以太網(wǎng)絡(luò)接口卡,2024/3/18,以太網(wǎng)卡的功能結(jié)構(gòu),2024/3/18,,以太網(wǎng)卡的接口類(lèi)型與選型,,AUI接口（粗纜接口）BNC接口（細(xì)纜接口）RJ-45接口（五類(lèi)雙絞線(xiàn)）雙口網(wǎng)卡（RJ-45和BNC接口）,DGE-550SXPCI千兆位以太網(wǎng)光纖網(wǎng)卡,DGE-550TPCI千兆位以太網(wǎng)服務(wù)器銅纜網(wǎng)卡,DFE-530

27、TX10/100M PCI快速以太網(wǎng)卡,DFE-550TXPCI快速以太網(wǎng)網(wǎng)卡,DFE-550FXPCI快速以太網(wǎng)網(wǎng)卡,2024/3/18,,IP地址和相關(guān)參數(shù)設(shè)置,,以太網(wǎng)卡的安裝與調(diào)試,Ping 127.0.0.1（自環(huán)地址）或Ping 202.207.160.206,2024/3/18,交換機(jī)組成技術(shù)交換機(jī)基本配置與連接交換機(jī)的網(wǎng)橋技術(shù)交換機(jī)的交換技術(shù),4.3 交換機(jī)基本技術(shù)與配置,2024/3/18,4.3.1

28、 交換機(jī)組成技術(shù),交換機(jī)從本質(zhì)看是一臺(tái)特殊的計(jì)算機(jī)，主要由CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器、I/O接口等部件組成。,交換機(jī)接口主要是以太網(wǎng)接口，用于將交換機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)。如10/100Mbit/s自適應(yīng)電口，1000Mbit/s光口。交換機(jī)還有Console口，該端口為異步端口，主要連接終端或支持終端仿真程序的計(jì)算機(jī)，在本地配置交換機(jī),2024/3/18,交換機(jī)內(nèi)存分類(lèi)和用途,,2024/3/18,4.3.2 交換機(jī)基本配置與連接,,設(shè)置主機(jī)名 。PC機(jī)

29、“超級(jí)終端”與交換機(jī)建立連接后，操作界面出現(xiàn)交換機(jī)普通用戶(hù)操作提示符“＞”，輸入“enable”回車(chē)后，進(jìn)入特權(quán)用戶(hù)提示符“#”，即可設(shè)置主機(jī)名,,2024/3/18,交換機(jī)基本配置,配置密碼。全局配置模式可設(shè)置普通用戶(hù)口令和特權(quán)用戶(hù)口令。,,接口基本配置。交換機(jī)出廠(chǎng)（默認(rèn)）時(shí)，交換機(jī)的以太網(wǎng)接口是開(kāi)啟的。使用時(shí)，交換機(jī)的以太網(wǎng)接口可配置雙工通信模式和速率等,,2024/3/18,管理地址配置。交換機(jī)運(yùn)行時(shí)可通過(guò)Telnet登錄，進(jìn)行配

30、置管理。這時(shí)，交換機(jī)需要配置一個(gè)IP地址，以便能通過(guò)PC進(jìn)行Telnet。通常，交換機(jī)管理地址是在VLAN（虛擬子網(wǎng)）接口上配置的。設(shè)置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)IP地址，可使不同VLAN的PC機(jī)也能Telnet登錄該交換機(jī)，進(jìn)行運(yùn)行管理。,交換機(jī)基本配置,,保存配置。以上配置操作完成后，需要將配置程序保存在NVRAM。在特權(quán)用戶(hù)模式下，使用“wr”命令或“copy running-config startup-config”命令將配置程序保存。,202

31、4/3/18,交換機(jī)連接,兩臺(tái)交換機(jī)連接時(shí)，采用連接線(xiàn)纜分別連接兩臺(tái)設(shè)備的對(duì)應(yīng)端口。兩臺(tái)交換機(jī)的管理IP地址設(shè)置為同一VLAN的子網(wǎng)地址,,按照以上操作步驟，設(shè)置SW2的主機(jī)名、密碼、接口通信模式和速率，以及管理地址等內(nèi)容。SW2的F0/1接口通信模式與速率要同SW1的F0/1接口通信模式與速率一致，如均設(shè)置為全雙工、100Mbit/s。,2024/3/18,,網(wǎng)橋工作原理,4.3.3交換機(jī)的網(wǎng)橋技術(shù),,網(wǎng)橋（bridge）工作在數(shù)據(jù)鏈

32、路層，根據(jù)MAC地址（物理地址）進(jìn)行數(shù)據(jù)幀接收、地址過(guò)濾與數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)幀交換。,,（1）接收 （2）轉(zhuǎn)發(fā) （3）過(guò)濾,2024/3/18,,交換機(jī)的幀交換規(guī)則,4.3.3交換機(jī)的網(wǎng)橋技術(shù),,（1）如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址是廣播地址或者組播地址，則向交換機(jī)所有端口轉(zhuǎn)發(fā)（除數(shù)據(jù)幀來(lái)的端口）；（2）如果數(shù)據(jù)幀的目的地址是單播地址，但這個(gè)地址并不在交換機(jī)的地址表中，那么也會(huì)向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)（除數(shù)據(jù)幀來(lái)的端口）；

33、（3）如果數(shù)據(jù)幀的目的地址在交換機(jī)的地址表中，那么就根據(jù)地址表轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口； （4）如果數(shù)據(jù)幀的目的地址與數(shù)據(jù)幀的源地址在一個(gè)網(wǎng)段上，它就會(huì)丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)幀，交換也就不會(huì)發(fā)生。,2024/3/18,交換機(jī)的幀交換過(guò)程,2024/3/18,,,構(gòu)造維護(hù)交換地址表,交換機(jī)的交換地址表中，一條表項(xiàng)主要由一個(gè)主機(jī)MAC地址和該地址位于的交換機(jī)端口號(hào)組成。整張地址表的生成采用動(dòng)態(tài)自學(xué)習(xí)的方法，即當(dāng)交換機(jī)收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀以后，將數(shù)據(jù)幀的源地址和輸

34、入端口記錄在交換地址表中。例如Cisco交換機(jī)，將交換地址表放置在內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器（CAM，Content Addressable Memory）中，因此也被稱(chēng)為CAM表。,當(dāng)然，在存放交換地址表項(xiàng)之前，交換機(jī)首先應(yīng)該查找地址表中是否已經(jīng)存在該源地址的匹配表項(xiàng)，僅當(dāng)匹配表項(xiàng)不存在時(shí)才能存儲(chǔ)該表項(xiàng)。每一條地址表項(xiàng)都有一個(gè)時(shí)間標(biāo)記，用來(lái)指示該表項(xiàng)存儲(chǔ)的時(shí)間周期。地址表項(xiàng)每次被使用或者被查找時(shí)，表項(xiàng)的時(shí)間標(biāo)記就會(huì)被更新。如果在一定的時(shí)間范

35、圍內(nèi)地址表項(xiàng)仍然沒(méi)有被引用，它就會(huì)從地址表中被移走。因此，交換地址表中所維護(hù)的是有效和精確的主機(jī)MAC地址與交換機(jī)端口對(duì)應(yīng)信息。,2024/3/18,,,采用軟件實(shí)現(xiàn)每個(gè)網(wǎng)橋有一個(gè)生成樹(shù)每個(gè)網(wǎng)橋一般不能多于16口,橋接,基于硬件實(shí)現(xiàn)(ASIC)每個(gè)交換機(jī)內(nèi)有多棵生成樹(shù)交換機(jī)可以有非常多的端口,交換,橋接和交換的對(duì)比,2024/3/18,地址學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)發(fā)/過(guò)濾決定的過(guò)程,,,,,,,,,,,,,,,,數(shù)據(jù)鏈路層交換(橋接) 的運(yùn)行細(xì)

36、節(jié),2024/3/18,交換機(jī)動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)MAC地址并將它存在內(nèi)容可尋址內(nèi)存(CAM—content-addressable memory)每次交換機(jī)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，向交換表中存放一個(gè)地址項(xiàng)，并且在該項(xiàng)上加上時(shí)間戳當(dāng)CAM中已有的相關(guān)地址的每個(gè)數(shù)據(jù)幀到達(dá)后，表中地址相關(guān)的項(xiàng)的時(shí)間戳將被更新當(dāng)?shù)刂返臅r(shí)間戳過(guò)期后，該項(xiàng)將從表中刪除上述更新辦法將使得交換表維持在一個(gè)較小的規(guī)模,LAN交換機(jī)如何學(xué)習(xí)地址,2024/3/18,,,,,,

37、初始狀態(tài)下，MAC地址表是空的,MAC地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,,E2,E3,A,B,C,D,地址學(xué)習(xí),2024/3/18,,,,,,A站發(fā)送一幀數(shù)據(jù)到C站交換機(jī)(網(wǎng)橋)通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀中的源地址，發(fā)現(xiàn)A站的MAC地址是在E0端口所連接的網(wǎng)段上，將這個(gè)關(guān)系項(xiàng)紀(jì)錄到地址表中A站到C站的這個(gè)數(shù)據(jù)幀將被發(fā)送到E1、E2、E3(未

38、知目的地狀況下的單播——unknown unicast),MAC地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,,E0: 0260.8c01.1111,E0,E1,E2,E3,D,C,B,A,,,,,Data,0260.8c01.1111,FCS,Length,0260.8c01.2222,Preamble,地址學(xué)習(xí),2024/3/18,,,C站發(fā)送一幀數(shù)

39、據(jù)到D站交換機(jī)(網(wǎng)橋)通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀中的源地址，發(fā)現(xiàn)C站的MAC地址是在E2端口所連接的網(wǎng)段上，將這個(gè)關(guān)系項(xiàng)紀(jì)錄到地址表中C站到D站的這個(gè)數(shù)據(jù)幀將被擴(kuò)散發(fā)送到E0、E1、E3(未知目的地狀況下的單播——unknown unicast),MAC地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,,E0: 0260.8c01.1111,E2: 0260.8c0

40、1.2222,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,,,,,,,,Data,0260.8c01.2222,FCS,Length,0260.8c01.4444,Preamble,地址學(xué)習(xí),2024/3/18,,,,A站發(fā)送一幀數(shù)據(jù)到C站目的地已知，數(shù)據(jù)幀不需要廣播，則直接轉(zhuǎn)發(fā)到E2端口的網(wǎng)段上,,E0: 0260.8c01.1111,E2: 0260.8c01.2222,E1: 0260.8c01.3333,E3: 0260.

41、8c01.4444,,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,X,X,D,C,A,B,MAC地址表,,,,Data,0260.8c01.1111,FCS,Length,0260.8c01.2222,Preamble,交換機(jī)如何過(guò)濾數(shù)據(jù)幀,2024/3/18,組播: 指向一組邏輯分組站點(diǎn)的特殊地址01-XX-XX-XX-XX-XX

42、廣播: 用于和網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)通訊的地址FF-FF-FF-FF-FF-FF,廣播和組播地址,2024/3/18,,,,D站發(fā)送一個(gè)廣播或組播的數(shù)據(jù)幀這些幀將被轉(zhuǎn)發(fā)到E0、E1、E2端口所連的網(wǎng)絡(luò)上,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,,E0: 0260.8c01.1111,E2: 0260.8c01.

43、2222,E1: 0260.8c01.3333,E3: 0260.8c01.4444,MAC地址表,,,,,,,Data,0260.8c01.1111,FCS,Length,FFFF.FFFF.FFFF,Preamble,廣播和組播數(shù)據(jù)幀,2024/3/18,存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)接受整個(gè)數(shù)據(jù)幀，在轉(zhuǎn)發(fā)到目的地之前，計(jì)算并校驗(yàn)數(shù)據(jù)幀末尾的CRC值直通(Cut-through)快速轉(zhuǎn)發(fā)交換—在接受并讀取了數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址后就開(kāi)始

44、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀優(yōu)點(diǎn)：降低延遲缺點(diǎn)：會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)錯(cuò)誤數(shù)據(jù),4.3.4 交換機(jī)的交換技術(shù),自由分段交換—在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀之前，需要檢查該數(shù)據(jù)幀是否是沖突的幀。通常由于某些網(wǎng)絡(luò)要求數(shù)據(jù)幀必須大于64字節(jié)，因此，該方式下一般將過(guò)濾掉小于64字節(jié)的數(shù)據(jù)幀優(yōu)點(diǎn)：減少轉(zhuǎn)發(fā)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)幀缺點(diǎn)：增加延遲,2024/3/18,交換機(jī)具備兩個(gè)基本的功能：基于MAC地址建立和維護(hù)交換表(類(lèi)似于網(wǎng)橋表)將數(shù)據(jù)幀交換到連接到目的地的接口交換機(jī)和網(wǎng)橋的區(qū)別交換機(jī)的運(yùn)

45、行速度較快通過(guò)微分段技術(shù)，交換機(jī)有創(chuàng)建虛擬局域網(wǎng)(VLANs)的能力網(wǎng)橋中的數(shù)據(jù)交換通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)；交換機(jī)則采用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換(叫做“交換結(jié)構(gòu)” “switch fabric”),交換機(jī)的運(yùn)行方式,2024/3/18,4.4 VLAN技術(shù)與路由配置,虛擬局域網(wǎng)技術(shù) VLAN管理與多層交換 VLAN間路由通信交換機(jī)性能與連接技術(shù)局域網(wǎng)交換機(jī)選型,2024/3/18,現(xiàn)有的共享局域網(wǎng)配置LAN和VLAN的區(qū)別跨越主干網(wǎng)絡(luò)

46、的VLAN在VLAN中的路由器的角色在VLAN中的數(shù)據(jù)幀的使用狀況幀標(biāo)記，端口、VLAN和廣播基于端口VLAN的優(yōu)點(diǎn)靜態(tài)VLAN，動(dòng)態(tài)VLANVLAN使得網(wǎng)絡(luò)改變更加容易VLAN控制廣播與增加安全性,4.4.1 虛擬局域網(wǎng)技術(shù),2024/3/18,在傳統(tǒng)的共享LAN環(huán)境中...用戶(hù)根據(jù)他們所接入的交換機(jī)物理地進(jìn)行了分組路由器將LAN進(jìn)行了分段，并起到了LAN中的廣播防火墻的作用在VLAN環(huán)境中...可以按照功能、部

47、門(mén)或使用的應(yīng)用等因素來(lái)進(jìn)行邏輯地分組通過(guò)軟件完成配置,現(xiàn)有的共享局域網(wǎng)配置,2024/3/18,VLAN可以對(duì)不同子網(wǎng)中的用戶(hù)進(jìn)行邏輯分段處理 (將他們置于一個(gè)廣播域中)廣播幀將被而且僅被交換到具有相同VLAN ID的交換機(jī)或交換機(jī)端口用戶(hù)通過(guò)軟件可以按照如下的因素（或參數(shù)）被邏輯地分組端口號(hào)MAC地址使用的協(xié)議使用的應(yīng)用（或應(yīng)用程序）,用戶(hù)分組,2024/3/18,VLANs...工作在數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層控制網(wǎng)絡(luò)廣播

48、可以由網(wǎng)絡(luò)管理員對(duì)用戶(hù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分配提供相對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木W(wǎng)絡(luò)安全。請(qǐng)思考其原因？,LAN和VLAN的區(qū)別,2024/3/18,VLAN支持通過(guò)主干網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，這些主干網(wǎng)絡(luò)由路由器和交換機(jī)連接主干網(wǎng)絡(luò)是用來(lái)進(jìn)行VLAN間通訊的區(qū)域主干網(wǎng)絡(luò)是高速的連接，一般大于等于100Mbit/s,跨越主干網(wǎng)絡(luò)的VLAN,2024/3/18,路由器提供不同VLAN間的互聯(lián)例如，VLAN1和VLAN2在交換機(jī)中，用戶(hù)被分隔在不同的網(wǎng)段中無(wú)法相互通訊

49、(VLAN的特點(diǎn))因此，需要一個(gè)路由器來(lái)連接著兩個(gè)網(wǎng)段,在VLAN中的路由器的角色,Cisco 2621,,,VLAN1,VLAN2,2024/3/18,交換機(jī)利用數(shù)據(jù)幀中的地址數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)的計(jì)算這里使用了兩種技術(shù)幀過(guò)濾—檢查每個(gè)數(shù)據(jù)幀的詳細(xì)信息(MAC地址或網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議類(lèi)型) 幀標(biāo)記(Frame Tagging)—在向網(wǎng)絡(luò)主干轉(zhuǎn)發(fā)的每個(gè)數(shù)據(jù)幀的頭部放入一個(gè)唯一的標(biāo)示,在VLAN中的數(shù)據(jù)幀的使用狀況,2024/3/18,幀標(biāo)

50、記,在IEEE 802.1q中定義，是最佳的VLAN實(shí)現(xiàn)方式在數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到主干網(wǎng)絡(luò)之前，每個(gè)數(shù)據(jù)幀將被分配一個(gè)唯一的VLAN ID由交換機(jī)在廣播和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到其他交換機(jī)和路由器之前設(shè)定在數(shù)據(jù)幀中放置一個(gè)標(biāo)記...所以叫做幀標(biāo)記，請(qǐng)考慮是在網(wǎng)絡(luò)那一層？當(dāng)該數(shù)據(jù)幀將被轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)而離開(kāi)主干網(wǎng)絡(luò)時(shí)，由交換機(jī)將該標(biāo)記從數(shù)據(jù)幀中去除,2024/3/18,實(shí)現(xiàn)VLAN的三種方式基于端口靜態(tài)動(dòng)態(tài)每個(gè)可交換的端口都可以被分配到一個(gè)VLA

51、N中端口不具有相同的VLAN，則不在一個(gè)廣播域中端口具有相同的VLAN ，則處在一個(gè)廣播域中,端口、VLAN和廣播,2024/3/18,相同VLAN的所有節(jié)點(diǎn)連接在相同的路由器接口上管理更加容易...由路由器端口來(lái)分配用戶(hù)VLAN更加容易管理增加了網(wǎng)絡(luò)的安全性數(shù)據(jù)幀不會(huì)泄露到網(wǎng)絡(luò)中的其他區(qū)域中,基于端口VLAN的優(yōu)點(diǎn),2024/3/18,定義靜態(tài)VLAN是指交換機(jī)上的端口被人工的設(shè)定為VLAN的成員的優(yōu)點(diǎn)可以利用端口

52、、地址和協(xié)議類(lèi)型進(jìn)行分配安全、容易被配置和監(jiān)控適合用在網(wǎng)絡(luò)成員較少移動(dòng)的情況下,靜態(tài)VLAN,2024/3/18,定義交換機(jī)的端口自動(dòng)的決定用戶(hù)所屬的VLAN，使用如下參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)：MAC地址邏輯地址協(xié)議類(lèi)型當(dāng)一個(gè)工作站連接到一個(gè)未分配的端口時(shí)，交換機(jī)檢查自身的信息表，并動(dòng)態(tài)的將該端口分配到正確的VLAN中優(yōu)點(diǎn)當(dāng)用戶(hù)增加和移動(dòng)時(shí)，管理性的工作較少(預(yù)先做好了)集中控制網(wǎng)絡(luò)和管理未經(jīng)許可的用戶(hù),動(dòng)態(tài)VLAN,202

53、4/3/18,移動(dòng)的用戶(hù)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中每年大約有20%到40%的節(jié)點(diǎn)由于工作原因需要變動(dòng)占用網(wǎng)絡(luò)管理員相當(dāng)?shù)墓ぷ髁浚ㄖ貜?fù)性工作）管理網(wǎng)絡(luò)工作中的耗資最大的部分，因?yàn)橐苿?dòng)需要...重新布線(xiàn)重新分配地址和配置網(wǎng)絡(luò)VLAN提供了控制這些費(fèi)用的方法；只要一個(gè)用戶(hù)一直屬于一個(gè)VLAN...簡(jiǎn)單地將新的交換機(jī)端口配置到該VLAN中路由器的配置無(wú)需改變,VLAN使得網(wǎng)絡(luò)改變更加容易,2024/3/18,路由器在控制廣播方面非常有效VL

54、AN將擴(kuò)展路由器控制廣播方面的功能越小的VLAN，越少的用戶(hù)被廣播所影響,,VLAN控制廣播,2024/3/18,共享LAN是易于被入侵的...只需要簡(jiǎn)單的接入任何一個(gè)共享的集線(xiàn)器VLAN增加了安全性...嚴(yán)格控制了VLAN中的用戶(hù)數(shù)量將防止未經(jīng)認(rèn)證的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)可以將所有未用的端口配置為“Disabled”狀態(tài)控制存取的方法還有地址應(yīng)用類(lèi)型協(xié)議類(lèi)型,VLAN增加安全性,2024/3/18,代替Hub和網(wǎng)絡(luò)分段非智能

55、集線(xiàn)器上所有端口分配為一個(gè)VLAN.交換機(jī)的性能價(jià)格比遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于集線(xiàn)器右圖中，在擴(kuò)展星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，使用具備VLAN的交換機(jī)代替中心節(jié)點(diǎn)的集線(xiàn)器后，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)從一個(gè)共享網(wǎng)段被劃分成6個(gè)網(wǎng)段,VLAN節(jié)省費(fèi)用,2024/3/18,VLAN設(shè)計(jì)案例,,2024/3/18,VTP技術(shù)。VTP（VLAN Trunk Protocol）提供了一種在交換機(jī)管理VLAN的方法。VTP的三種模式。 服務(wù)器（Server）模式 客戶(hù)機(jī)（c

56、lient）模式 透明（transparence）模式,4.4.2 VLAN與多層交換,2024/3/18,多層交換（MLS，Multilayer Switching）為交換機(jī)提供基于硬件的第三層高性能交換。MLS采用先進(jìn)的專(zhuān)用集成電路（ASIC，Application Specific Integrated Circuit）交換部件完成子網(wǎng)間的IP包交換，可以大大減輕路由器在處理數(shù)據(jù)包時(shí)所引起的過(guò)高時(shí)間延遲。,4.4.2

57、VLAN與多層交換,2024/3/18,4.4.2 VLAN與多層交換,MLS主要由以下三個(gè)部分組成：（1）多層路由處理器（MLS-RP）。MLS-RP相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)中的路由器，負(fù)責(zé)處理每個(gè)數(shù)據(jù)流的第一個(gè)數(shù)據(jù)包，協(xié)助MLS交換引擎（MLS-SE）在第三層的CAM（Content Addressable Memory）中建立捷徑條目（Shortcut Entry）。MLS-RP可以是一個(gè)外部的路由器，也可以由三層交換機(jī)的路由交換模塊（RSM

58、）來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）多層交換的交換引擎（MLS-SE）。MLS-SE負(fù)責(zé)處理轉(zhuǎn)發(fā)和重寫(xiě)數(shù)據(jù)包功能的交換實(shí)體。（3）多層交換協(xié)議（MLSP）。MLSP是一個(gè)協(xié)議，用來(lái)通過(guò)多層路由處理器（MLS-RP）對(duì)多層交換引擎進(jìn)行初始化。交換機(jī)利用專(zhuān)業(yè)化硬件ASIC進(jìn)行“一次路由，多次交換”處理數(shù)據(jù)包，速度相當(dāng)快，可以達(dá)到48~176Mbit/s甚至1000Mbit/s。,2024/3/18,VLAN間的信息傳遞,交換機(jī)列表支持方式（Table M

59、aintenance）。這種方式的工作步驟是：當(dāng)客戶(hù)機(jī)第一次在網(wǎng)絡(luò)上廣播其存在時(shí)，交換機(jī)就在自己內(nèi)置的地址列表中將客戶(hù)機(jī)的MAC地址或交換機(jī)的端口號(hào)與所屬虛擬網(wǎng)一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。并不斷的向其他交換機(jī)廣播。如果客戶(hù)機(jī)的虛擬網(wǎng)成員身分改變了，交換機(jī)中的地址列表將由網(wǎng)絡(luò)管理員在控制臺(tái)上手動(dòng)修改。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)充，大量用來(lái)升級(jí)交換機(jī)地址列表的廣播信息將導(dǎo)致主干網(wǎng)路上的擁塞。因此，這種方式并不太普及。,幀標(biāo)簽方式（Frame Tagging）

60、。在這種形式下，每個(gè)數(shù)據(jù)包都在包頭位置插入了一個(gè)標(biāo)簽以顯示該數(shù)據(jù)幀屬于哪個(gè)虛擬網(wǎng)。不同廠(chǎng)家的標(biāo)簽長(zhǎng)度是不一樣的。有時(shí)，一個(gè)數(shù)據(jù)包加上標(biāo)簽后的長(zhǎng)度甚至超過(guò)了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所能處理的極限。另一個(gè)問(wèn)題是，數(shù)據(jù)包加上標(biāo)簽后使網(wǎng)絡(luò)負(fù)載加重了。TDM方式（Time Division Multiplexing，時(shí)分復(fù)用）。TDM在虛擬網(wǎng)上的實(shí)現(xiàn)方式與它在廣域網(wǎng)上的實(shí)現(xiàn)方式非常類(lèi)似。在這里，每個(gè)虛擬網(wǎng)都將擁有自己的網(wǎng)絡(luò)通路。這樣，在一定程度上避免了前兩者方

61、式中所遇到的問(wèn)題。但另一方面，屬于某一個(gè)虛擬網(wǎng)的時(shí)間片斷只能被該虛擬網(wǎng)的成員使用。所以，仍然有很多帶寬被浪費(fèi)了。現(xiàn)在，非常流行的ATM網(wǎng)絡(luò)也允許內(nèi)部的兩個(gè)交換機(jī)之間交換虛擬網(wǎng)信息。與上述三種方式都不同的是，ATM使用一種被稱(chēng)作LANE（LAN Emulation，局域網(wǎng)仿真）的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能。,2024/3/18,4.4.3 VLAN間路由通信,單臂路由。路由器的以太網(wǎng)接口較少（一般配置2~4個(gè)），使用路由器為不同VLAN提供通信，

62、當(dāng)VLAN個(gè)數(shù)較多時(shí)，路由器的以太網(wǎng)接口無(wú)法直連多個(gè)VLAN的交換機(jī)。因此，提出了單臂路由解決方案。第三層交換。采用具有三層交換功能的交換機(jī)實(shí)現(xiàn)不同VLAN間的路由。從使用者角度看，這種三層交換機(jī)可看作是二層交換機(jī)和路由器的組合。,2024/3/18,單臂路由配置,在S1上劃分VALN。PC1以“超級(jí)終端”方式進(jìn)入交換機(jī)的全局配置模式，建立VLAN2，將F0/2口設(shè)置為VLAN2。,,2024/3/18,單臂路由配置,在S1上建立連接

63、路由器R1的Trunk。確定F0/1接口為T(mén)runk，在全局配置模式下，設(shè)置F0/1為T(mén)runk，并采用802.1Q協(xié)議封裝 。,,2024/3/18,單臂路由配置,在R1上建立連接交換機(jī)S1的Trunk子接口。PC1以“超級(jí)終端”方式進(jìn)入路由器的全局配置模式，確定F0/0為連接S1的物理接口。在F0/0口上分別建立子接口F0/0.1和F0/0.2，對(duì)子接口用802.1Q封裝，并設(shè)置VLAN2和VLAN3的路由網(wǎng)關(guān)地址，激活物理端口,,

64、,2024/3/18,單臂路由配置,在PC1和PC2上配置IP地址和網(wǎng)關(guān) PC1的網(wǎng)關(guān)為192.168.2.1 PC2的網(wǎng)關(guān)為192.168.4.1測(cè)試PC1和PC2的通信,,,2024/3/18,三層交換（路由）配置,（1）在S1上劃分VALN。操作方法與圖4.25相同。（2）在S1上建立連接SR1的Trunk。操作方法與圖4.26相同。（3）配置三層交換機(jī)SR1。PC1以“超級(jí)終端”方式進(jìn)入SR1的全局配置模式，確

65、定F0/1為連接S1的Trunk接口。對(duì)該接口用802.1Q封裝，并設(shè)置VLAN2和VLAN3的路由網(wǎng)關(guān)地址，激活VLAN接口，激活I(lǐng)P路由。如圖4.29所示。,,,,2024/3/18,三層交換（路由）配置,,,,配置三層交換機(jī)SR1,2024/3/18,三層交換（路由）配置,,,,檢查SR1上的IP路由表,,在PC1和PC2上配置IP地址和網(wǎng)關(guān)。PC1的網(wǎng)關(guān)為192.168.2.1，PC2的網(wǎng)關(guān)為192.168.4.1。測(cè)試PC1

66、和PC2的通信。,2024/3/18,4.4.4 交換機(jī)性能與連接技術(shù),交換機(jī)性能指標(biāo) 交換容量（Gbit/s）背板帶寬（Gbit/s）吞吐率或包轉(zhuǎn)發(fā)率（Mpps,Million Packet Per Second，每秒百萬(wàn)包數(shù)）,2024/3/18,4.4.4 交換機(jī)性能與連接技術(shù),端口速率。端口速率即交換機(jī)端口提供給數(shù)據(jù)資源設(shè)備獨(dú)享的帶寬，它體現(xiàn)了交換機(jī)端口每秒吞吐多少數(shù)據(jù)包的能力。 背板帶寬、包轉(zhuǎn)發(fā)率與延時(shí)。雖然端口速率很

67、重要，但是，影響交換速率的因素除了端口每秒能吞吐多少數(shù)據(jù)包外，還有背板帶寬因素。,2024/3/18,每個(gè)交換機(jī)增加21us的延遲通過(guò)采用不同的交換方法會(huì)降低延遲與存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方法不同，交換機(jī)使用直通(cut-through)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，即當(dāng)交換機(jī)接收并讀取到數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址就開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀,交換機(jī)的延遲,2024/3/18,性能價(jià)格比較高；交換機(jī)僅比集線(xiàn)器貴3到5倍可以創(chuàng)建虛擬線(xiàn)路管理網(wǎng)絡(luò)方面更加有彈性減少?zèng)_突的數(shù)

68、量與802.3布線(xiàn)系統(tǒng)兼容,LAN交換的特點(diǎn),2024/3/18,均衡交換提供在相同帶寬端口之間的交換連接 (10/10 Mbit/s或100/100 Mbit/s)在存取其他網(wǎng)段的服務(wù)器時(shí)會(huì)出現(xiàn)瓶頸,均衡交換,2024/3/18,非均衡交換,定義—不同帶寬端口之間的交換在非均衡交換情況中，當(dāng)服務(wù)器連接到大帶寬端口時(shí)，出現(xiàn)服務(wù)器瓶頸的可能性大大降低了 (100 Mbit/s)非均衡交換需要交換機(jī)具有存儲(chǔ)緩沖區(qū),,2024/3/1