网络设备使用与维护第一章

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,网络设备使用与维护,班级：,11,网络班,授课老师：谢小莉,第章,网络互连设备,教学目标：、了解网络传输介质互连设备、悉知物理层互连设备,、掌握数据链路层互连设备,、掌握网格互连设备,、了解应用层互连设备,、掌握案例分析,教学重点：交换机、路由器、案例分析,教学难点：交换机、路由器、案例分析,1.1,网络传输介质互连设备,网络线路与用户结点时，可能遇到的情况：,1.,屏蔽或非屏蔽双绞线连接器,RJ45,2.,千兆以太光纤网卡（,SC,光纤接口）,3.BNC,接口（细缆）,4.AUI,接口（粗缆）,5.RS-232(DB-25),接口（目前微机与线路接口常用方式）,6.DB-9,串口（,console,端口是最常用、最基本的路由器或交换机管理和配置端口）,7.,调制解调器（串口）,连接器和终端设备,网络中的连接器和终端设备,RJ,-45,接头和接口,SC,接口,RJ-45,RJ,-45,管脚定义,568A,和,568B,的线序,EIA/TIA-568-A,标准（,1-8,）：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕。,EIA/TIA-568-B,标准（,1-8,）：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。,1.2,物理层,互连设备,1.2.1,中继器（,repeat,）,最简单的网络互连设备（物理层）,(,最多使用,4,个），只允许使用,5,个网段）,负责在两个结点的物理层上按位传递信息完成信号的复制、调整和,放大,功能，以此来延长网络长度,应用层,表示层,会话层,运输层,网络层,物理层,数据链路层,物理层,应用层,表示层,会话层,运输层,网络层,物理层,数据链路层,局域网,1,局域网,2,中继器在,OSI,参考模型中的位置,中继器,1.2,物理层,互连设备,1.2.2,集线器（,hub,）,中继器的一种，提供多端口服务,(,共享带宽，竞争带宽,）,应用层,表示层,会话层,运输层,网络层,物理层,数据链路层,物理层,应用层,表示层,会话层,运输层,网络层,物理层,数据链路层,局域网,1,局域网,2,中继器在,OSI,参考模型中的位置,集线器,1.2,物理层,互连设备,集线器,5,种：,1.,单中继网段集线器,2.,多网段集线器（带多个中继网段）,3.,端口交换式集线器（自动化，并通过增加端口交换矩阵,PSM,实现）,4.,网络互连集线器（集成连接）,5.,交换式集线器（核心交换式背板，采用一个纯粹的交换系统）,1.3,数据链路层互连设备,1.3.1,网桥,局域网与局域网之间建立连接的桥梁（数据链路层的设备）作用,扩展网络和通信手段（协议转换）本地网桥（传输介质允许长度范围内互连网络的网桥）远程网桥（超过网络的常规范围）内桥（是文件服务的一部分，运行在文件服务器上）外桥（运行在独立的工作站上）专用 （不能当作普通工作站使用，只能建立网络之间的连接）非专用（可以作为网桥 ，也可作为工作站）,1.3,数据链路层互连设备,使用网桥的理由：,1.,以太网网段距离的限制。不能太多的中继器（,4,）,不能突破,500mX5,的距离,2.,当两个不同通信协定（或者传输媒介,),网络要彼此相连,A,网络以太网,B,网络令牌环网,网桥,1.3,数据链路层互连设备,1.3.2,交换机（,switch),1.,交换机的定义拥有许多端口，每个端口有其专用带宽，并且可以连接不同网段,2.,交换机的特性支持并行通信，提高了信息吞吐量使用网络微分段技术将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加用户的可用带宽，从而有效地缓解拥挤现象虚拟局域网（,vlan,）技术带来了灵活性端口密度高,3.,交换机的重要参数,端口数,是否支持三层功能,背板带宽,端口速率,是否支持堆叠,1.3,数据链路层互连设备,1.3.2,交换机（,switch),4.,二层交换技术数据链路层设备，可以识别数据包中的,MAC,地址信息，根据,MAC,地址进行转发，并将这些,MAC,地址与对应的记录在自己内部的一个地址表中,5.,转发方式直通式转发存储式转发无碎片直通式转发,1.3,数据链路层互连设备,1.3.2,交换机（,switch),直通式转发,直通式转发,交换机接收数据包时， 一接收完头部信息，就马上查询,MAC,表，并根据结果立即进行转发，这样大大提高了转发率但有可转发错误数据包,1.3,数据链路层互连设备,1.3.2,交换机（,switch),存储式转发,存储式转发,交换机把接收到的整个数据包缓存。 检查数据包长度，进行,MAC,检验，然后查询,MAC,表进行转发，这样提高了可靠性，可以让错误数据包提前过江掉，但传输速率上有折扣,1.3,数据链路层互连设备,1.3.2,交换机（,switch),.,背板带宽交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞的最大数据量单位：,公式：端口数,X,相应端口速率,X,包转发率公式：,千兆端口数量,X,.488Mpps+,百兆,X0.1488Mpps+,其余类型端口,X,端口线速包转发率,例：一台,cisco2950G-48,交换机，有,48,个,10/100Mbps,自检测的全双工端口和,2,个基于,GBIC,千兆们以太网端口，这台交换机的背板带宽和包转发率是多少？,背板带宽,=2*1000Mbps*2+48*100Mbps*2=13.6Gbps,包转发率,=2*1.488+48*0.1488=10.1184Mpps,作业,P17,填空题二,1,、,2,、,3,实训题四,、一台,Cisco2950T-24,交换机有,24,个,10/100,自检的全双工端口和,2,个基于,GBIC,的千兆位以太网端口，这台交换机的背板带宽和包转发率是多少？,交换机的转发原理,交换机的转发原理,交换机的工作过程,初始状态,MAC,地址学习,广播未知数据帧,接收方回应,交换机实现单播通信,A,B,C,00-00-00-11-11-11,00-00-00-22-22-22,00-00-00-33-33-33,对外面的世界我一无所知。,1,2,3,交换机的转发原理,交换机的转发原理,交换机的工作过程,初始状态,MAC,地址学习,广播未知数据帧,接收方回应,交换机实现单播通信, 11-11, 22-22,数据帧,A,B,C,00-00-00-11-11-11,00-00-00-22-22-22,00-00-00-33-33-33,1,2,3, 11-11,1,MAC,地址,接口标号,交换机的转发原理,交换机的转发原理,交换机的工作过程,初始状态,MAC,地址学习,广播未知数据帧,接收方回应,交换机实现单播通信,A,B,C,00-00-00-11-11-11,00-00-00-22-22-22,00-00-00-33-33-33,我不知道,00-00-00-22-22-22,1,2,3,广播,交换机的转发原理,交换机的转发原理,交换机的工作过程,初始状态,MAC,地址学习,广播未知数据帧,接收方回应,交换机实现单播通信, 22-22, 11-11,数据帧,A,B,C,00-00-00-11-11-11,00-00-00-22-22-22,00-00-00-33-33-33,1,2,3, 11-11,1,MAC,地址,接口标号, 22-22,2,交换机的转发原理,交换机的转发原理,交换机的工作过程,初始状态,MAC,地址学习,广播未知数据帧,接收方回应,交换机实现单播通信,A,B,C,00-00-00-11-11-11,00-00-00-22-22-22,00-00-00-33-33-33,1,2,3, 11-11,1,MAC,地址,接口标号, 22-22,2, 11-11, 22-22,数据帧,单播,小结,交换机的转发原理是什么？,MAC,地址表如何学习数据帧的,MAC,地址？,1.4,网络层互连设备,1.4.1,路由器（网络层）,路由器的作用,互联不同的网络,确定数据包转发的最优路径,转发原理,概述,关键问题,确定数据包能否被转发,确定数据包的转发方式,转发过程,转发过程（直连网络）,数据包,A,的处理过程,数据包,B,的处理过程,数据包,C,的处理过程,转发过程,转发过程（非直连网络）,数据包,A,的转发,数据包,B,的转发,数据包,C,的转发,10.1.1.1,10.1.1.1,10.1.1.1,10.1.1.1,数据包,A,数据包,B,数据包,B,目标地址,1.4.1,路由器（网络层）,优缺点,:,优点,：,一般用于连接计算机适用于复杂的网络拓扑结构，能实现负载共享和最优路径,适用于大规模的网络,能更好地处理多媒体,安全性高,能隔离不需要的通信量,节省局域网的带宽,减少主机负担,1.4.1,路由器（网络层）,优缺点,:,缺点,：,不支持非路由协议,安装复杂,价格昂贵,1.4.1,路由器（网络层）,集线器、交换机与路由器的特点,所有端口在同一个广播域内；所有端口在同一个冲突域内；所有端口共享带宽；广播式转发数据；,所有端口都在一个广播域内；每个端口带宽是独立的；每个端口都是独立的冲突域；能够识别数据链路层的控制信息,每个端口都是独立的广播域 ；每个端口都是独立 的冲突域；能够识别网络层的控制信息,二层交换机、三层交换机、四层交换机与路由器技术的区别,二层交换机用于小型的局域网络，快速交换、多个接入端口、价格低廉,三层交换机用于内网数据流量大而且要求快速转发响应的网络，加入路由功能,四层交换机依据,TCP/UDP,（第四层）应用端口，功能就是虚拟,IP,，指向物理服务器,路由器接口有限，网络中寻找最佳路径,端口号,两台主机要进行远程通信必须定义本地主机、本地进程、远程主机和远程进程,端口,协议,说明,7,Echo,将收到的数据报回送到民送端,20,FTP(Data,),文件传送协议（数据连接）,21,FTP(Control,),文件传送协议（控制连接）,23,Telnet,远程登录,25,SMTP,简单邮件传送协议,53,DNS,域名服务,80,HTTP,超文体传送协议,53,DNS,域名服务,69,TFTP,简单文件传输协议,161,SNMP,简单管理协议,162,SNMP,简单管理协议（陷阱）,案例分析,某公司计算机网络是一个核心网络系统相对集中的中型企业内联网系统，其中位于公司大楼中核心网络可以分为业务系统、办公系统和财务系统个专业职能部分。除了业务系统中外部代办接入系统有远程接入网外，其他子网同在一座大楼内，属于典型的企业内联网系统。网络中心的核心二层瓷缸机通过千兆光纤分别连接个专业职能系统的二层交换机，网络终端以,Mbps,速率交换到桌面。网络拓扑如图所示。本案例就是,要改造此网络，使个专业职能系统不能访问，但它们又可以访问网络中心的各个服务器，并且应能减小冲突防止广播风暴，提高企业网络安全性能,internet,核心交换机,财务系统交换机,办公系统交换机,业务系统交换机,总结,总结并布置作业,中继器与集线器的区别？,网桥与交换机的区别？,路由器工作原理与三层、四层交换机的区别？,