第4章 局域网3

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四章 局域网（,LAN,）,本章内容,:,第一节,局域网的特点,(,Characteristics,),及关键技术,(,Key Technologies),第二节,局域网的体系结构,第三节,局域网的介质访问控制方法,(Medium Access Control Method),第四节,传统,以太网,（,Ethernet,）,第五节,局域网的扩展,(Extension),与,网络互连设备,(Interconnection facilities),第六节,高速局域网,（,Fast Ethernet,）,第七节,虚拟局域网,(VLAN),1,了解,:,1,、,局域网的特点及关键技术,2,、局域网的体系结构,3,、虚拟局域网,(VLAN),掌握,:,1,、常用的局域网协议标准,2,、局域网的介质访问控制方法,3,、以太网（,Ethernet,）,4,、高速局域网,5,、局域网的扩展和网络互连设备,2,第七节 虚拟局域网（,Virtual LAN,）,什么是虚拟局域网？,将局域网上的用户或节点划分成若干“逻辑工作组”,逻辑组的用户或节点可以根据功能、部门、应用等因素划分而无须考虑它们所处的物理位置,利用以太网交换机就可以配置,VLAN,，或者说是交换机技术的高级应用,3,VLAN,示意图,1:,用交换机端口号定义虚拟局域网成员,4,VLAN,应用示意图,2,5,VLAN,的,特征,虚拟局域网工作在,OSI,参考模型的数据链路层或网络层中；,网络管理员可以将指定用户划分到特定的虚拟局域网中，,以,软件,方式实现对逻辑工作组的划分与管理；,一个逻辑工作组的结点可以分布在不同的物理设备上，但它们之间的通信就像在同一个物理网段上一样；,VLAN,可跨越交换机，同时,同一个交换机上的结点不一定在一个逻辑工作组,；,6,VLAN,的,特征,虚拟局域网之间的通信,由网络层的路由所提供,。,虚拟局域网提供了一种,控制网络广播,的方法。,若干个,VLAN,在逻辑上完全独立，可看作是分离的物理网络，,广播帧只会在相同的虚拟局域网内的连接端口之间交换，而,不会越过逻辑网络边界。,7,VLAN,间通信,不同,VLAN,间的计算机即使连在同一台交换机上也不能互相通信,VLAN,间通信只能通过第三层设备实现,路由器,三层交换机,8,VLAN,能够隔离（限制）广播域,VLAN,划分前，整个网络都在一个广播域中,9,VLAN,能够隔离（限制）广播域,VLAN,划分后，网络被分割成几个较小的广播域,10,VLAN,的优点,节省开支，提高管理效率,站点的物理位置改变无需重新布线和配置,用户性质改变后很容易通过软件将其从一个,VLAN,划分到另一个,VLAN,限制了广播域的范围，,控制广播数据流量,。,增强了网络的安全性,实现虚拟工作组,用户的工作地点不必在同一个物理地点,可在企业内建立灵活的、动态化的组织结构,11,VLAN,的适用范围,VLAN,的适用性很广，在数据交换较频繁或对,网络安全,性要求比较高的环境均可使用，如：,在智能小区、校园、企业等应用环境，使用,VLAN,可使不同,VLAN,间的机器不能互相访问，为网络安全的控制提供良好保障。,在游戏厅、多媒体实验室、大中型企业等环境，使用,VLAN,可大大减少网络中不必要的数据交换的数量，杜绝广播风暴，提升网络传输性能。,12,VLAN,划分的方法,:,基于端口（静态划分）,根据端口号划分,VLAN,，用户由一个端口移至另一个端口，需重新设置,VLAN,。,基于,MAC,地址（动态划分）,根据用户计算机的,MAC,地址划分,VLAN,，因网卡的,MAC,地址是唯一的，用户改变端口不需要重新设置,VLAN,基于网络地址或网络协议类型（动态）,根据用户计算机的,IP,地址划分,VLAN,，部分支持网络层的交换机含内部路由功能，虚拟局域网之间的通信通过专用路由设备保证。,13,虚拟局域网的实现方式,静态,VLAN,交换机上的,VLAN,端口由管理员静态分配；,比较常用；,容易实现和监视，而且比较安全。,动态,VLAN,交换机上,VLAN,端口是动态分配的,管理员必须先建立一个较复杂的数据库。例如输入要连接的网络设备的,MAC,地址及相应的,VLAN,号，这样当网络设备接到交换机端口时交换机自动把这个网络设备所连接的端口分配给相应的,VLAN,。,分配原则通常以,MAC,地址、逻辑地址或数据包的协议类型为基础。,14,练习：,有关,VLAN,的概念，下面说法不正确的是,。,A,VLAN,是建立在局域网交换机和,ATM,交换机上的，以软件方式实现的逻辑分组,B,可以使用交换机的端口划分虚拟局域网，且虚网可以跨越多个交换机,C,使用,IP,地址定义的虚网与使用,MAC,地址定义的虚网相比，前者性能较高,D,VLAN,中的逻辑工作组各节点可以分布在同一物理网段上，也可以分布在不同的物理网段上,C,15,补充 局域网的应用,（一）组网所需的器件和设备（以,10BASE-T,和,00BASE-TX,为例）,计算机,带有,RJ-45,连接头的,UTP,电缆,带有,RJ-45,接口的以太网卡,10Mbps/100Mbps,网络设备,（二）基本连接规则,自己的发线要与对方的的收线相连,自己的收线要与对方的的发线相连,16,第八节 局域网的应用,（三）组装简单的以太网的步骤,制作网络连接电缆,利用集线器组装简单的以太网,测试网络的连通性,17,直通,UTP,电缆,制作网络连接电缆,18,直通,UTP,电缆的使用环境（,1,）,1.,计算机与集线器相连,制作网络连接电缆,19,直通,UTP,电缆的使用环境（,2,）,2.,利用集线器的直通级联端口与另一集线器的普通交叉端口级联,制作网络连接电缆,20,交叉,UTP,电缆,制作网络连接电缆,21,交叉,UTP,电缆的使用环境,利用集线器的普通交叉端口与另一集线器的普通交叉端口级联,制作网络连接电缆,22,利用集线器组装简单的以太网,以太网组网,-,单集线器结构（略）,组装多集线器网络,使用直通,UTP,电缆,23,组装多集线器网络,使用交叉,UTP,电缆,利用集线器组装简单的以太网,24,观察集线器和网卡状态指示灯的变化,利用网卡自带的测试和诊断软件,利用高层命令和软件（如,ping,命令等）,网络连通性测试方法,25,第八节 局域网的应用,（四）案例分析校园网的建设,1,、调研情况,学校有几栋建筑需纳入局域网，其中原有计算机教室将并入整个校园网络。根据校方要求，总的信息点将达到,3000,个左右。信息节点的分布比较分散。将涉及到图书馆、实验楼、教学楼、宿舍楼、办公楼等。主控室可设在教学楼的一层，图书馆、实验楼和教学楼为信息点密集区。,2,、需求功能,校园网最终必须是一个集计算机网络技术、多项信息管理、办公自动化和信息发布等功能于一体的综合信息平台，并能够有效促进现有的管理体制和管理方法，提高学校办公质量和效率，以促进学校整体教学水平的提高,。,26,3,、,设计特点,根据校园网络项目，我们应该充分考虑学校的实际情况，注重设备选型的性能价格比，采用成熟可靠的技术，为学校设计一个技术先进、灵活可用、性能良好、可升级扩展的校园网络。,考虑到学校的中长期发展规划，要求网络结构、网络应用、网络管理、系统性能以及远程教学等各个方面能够适应未来的发展，最大程度地保护学校的投资。,学校借助校园网的建设，可充分利用丰富的网上应用系统及教学资源，发挥网络资源共享、信息快捷、无地理限制等优势，真正把现代管理、教育技术融入学校的日常教育与办公管理当中。,27,4,、,校园网布局结构,校园比较大，建筑楼群多、布局比较分散。因此在设计校园网主干结构时既要考虑到目前实际应用有所侧重，又要兼顾未来的发展需求。,主干网以中控室为中心，设几个主干交换节点，包括中控室、实验楼、图书馆、教学楼、宿舍楼。,中心交换机和主干交换机采用千兆光纤交换机。,中控室至图书馆、校园网的主干即中控室与教学楼、实验楼、图书馆、宿舍楼之间全部采用,8,芯室外光缆；,楼内选用进口,6,芯室内光缆和,5,类线。,28,5,、,网络拓扑图,29,本章小结,局域网的,体系结构,：物理层和数据链路层,(,及两个子层,),局域网的,特点,以及局域网具有的,技术特征,。,介质访问控制方法：,CSMA/CD,、,Token Passing,以太网,的工作原理，,MAC,地址,。,局域网的扩展：在不同层次上实现的优缺点？,高速局域网技术：快速以太网、千兆,/,万兆以太网。速度提升需要解决哪些问题？如何解决？,VLAN,的工作原理以及其优点等,;,VPN,的原理,30,