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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,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,*,技能训练二 网络方案选择,学习目的与要求,1、了解各种规模局域网的主要特点,2、了解各种规模局域网所用的主要网络技术,3、总结各种规模局域网方案中的选择原则,技能训练二 网络方案选择,以太网交换机相关参数术语解释,1、MAC,地址表：,交换机之所以能够直接对目的节点发送数据包，而不是像集线器一样以广播方式对所有节点发送数据包，最关键的技术就是交换机可以识别连在网络上的节点的网卡MAC地址，并把它们放到一个叫做MAC地址表的地方。这个MAC地址表存放于交换机的缓存中，并记住这些地址，这样一来当需要向目的地址发送数据时，交换机就可在MAC地址表中查找这个MAC地址的节点位置，然后直接向这个位置的节点发送。所谓MAC地址数量是指交换机的MAC地址表中可以最多存储的MAC地址数量，存储的MAC地址数量越多，那么数据转发的速度和效率也就就越高。,技能训练二 网络方案选择,2、VLAN,支持：,VLAN,，是英文,Virtual Local Area Network,的缩写，中文名为,虚拟局域网,，,VLAN,是一种将局域网（,LAN,）设备从逻辑上划分（注意，不是从物理上划分）成一个个网段（或者说是更小的局域网,LAN,），从而实现虚拟工作组（单元）的数据交换技术。,技能训练二 网络方案选择,3、背板带宽：,交换机的背板带宽，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带宽标志了交换机总的数据交换能力，单位为,Gbps（Mbps,指的是第二层，对于三层以上的交换采用Mpps）,，也叫交换带宽，一般的交换机的背板带宽从几,Gbps,到上百,Gbps,不等。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。,技能训练二 网络方案选择,4、类 型：,交换机的分类标准多种多样，常见的有以下几种:,1、从网络覆盖范围划分交换机可以分为以下两类：广域网交换机和局域网交换机,2、根据传输介质和传输速度分：以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、10千兆以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机。,3、根据交换机应用网络层次划分企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机。,根据交换机端口结构划分固定端口交换机和模块化交换机。,4、根据工作协议层划分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机,5、根据是否支持网管功能划分网管型交换机和非网管理型交换机,技能训练二 网络方案选择,5、交换方式,：,目前交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采用直通式交换、存储转发式和碎片隔离方式三种数据包交换方式。目前的存储转发式是交换机的主流交换方式。,（见教材P47）,技能训练二 网络方案选择,6、网络标准：,局域网（LAN）的结构主要有三种类型：以太网（Ethernet）、令牌环（Token Ring）、令牌总线(Token Bus)以及作为这三种网的骨干网光纤分布数据接口（FDDI）。它们所遵循的都是IEEE（美国电子电气工程师协会）制定的以802开头的标准。目前共有11个与局域网有关的标准,它们分别是：IEEE 802.1 通用网络概念及网桥等 IEEE 802.2 逻辑链路控制等 IEEE 802.3CSMA/CD访问方法及物理层规定 IEEE 802.4ARCnet总线结构及访问方法,物理层规定 IEEE 802.5Token Ring访问方法及物理层规定等 IEEE 802.6 城域网的访问方法及物理层规定 IEEE 802.7 宽带局域网 IEEE 802.8 光纤局域网(FDDI)IEEE 802.9 ISDN局域网 IEEE 802.10 网络的安全 IEEE 802.11 无线局域网,技能训练二 网络方案选择,7、端口介质：,端口介质也就是端口类型。,端口类型是指交换机上的端口是以太网、令牌环、,FDDI,还是,ATM,等类型，一般来说固定端口交换机只有单一类型的端口，适合中小企业或个人用户使用，而模块化交换机由于可以有不同介质类型的模块可供选择，故端口类型更为丰富，这类交换机适合部门级以上级别用户选择。,快速以太网交换机端口类型一般包括,10Base-T,、,100Base-TX,、,100Base-FX,，其中,10Base-T,和,100Base-TX,一般是由,10M/100M,自适应端口提供，即通常我们所讲的,RJ-45,端口。如下图左图所示为,10Base-T,网,RJ-45,端口，而右图所示的为,10/100Base-TX,网,RJ-45,端口。其实这两种,RJ-45,端口仅就端口本身而言是完全一样的，但端口中对应的网络电路结构是不同的，所以也不能随便接。,技能训练二 网络方案选择,像FDDI等高性能交换机还提供100BASE-FX、千兆FL光纤接口。这种接口就是我们平时所说的SC端口，它是用于与光纤的连接如图所示。,技能训练二 网络方案选择,8、传输模式：,传输模式有全双工，半双工，全双工/半双工自适应交换机的全双工是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。目前的交换机都支持全双工。所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生，举个简单例子，一天窄窄的马路，同时只能有一辆车通过，当目前有两量车对开，这种情况下就只能一辆先过，等到头儿后另一辆再开，这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是实行半双工的产品。随着技术的不断进步，半双工会逐渐退出历史舞台。,技能训练二 网络方案选择,9、端口数：,交换机设备的端口数量是交换机最直观的衡量因素，通常此参数是针对固定端口交换机而言，常见的标准的固定端口交换机端口数有,8,、,12,、,16,、,24,、,48,等几种。而非标准的端口数主要有：,4,端口，,5,端口、,10,端口、,12,端口、,20,端口、,22,端口和,32,端口等。,固定端口交换机虽然相对来说价格便宜一些，但由于它只能提供有限的端口和固定类型的接口，因此，无论从可连接的用户数量上，还是所从可使用的传输介质上来讲都具有一定的局限性，但这种交换机在工作组中应用较多，一般适用于小型网络、桌面交换环境。,技能训练二 网络方案选择,10、包转发率：,包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。单位一般位pps（包每秒），一般交换机的包转发率在几十Kpps到几百Mpps不等。包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包（Mpps），即交换机能同时转发的数据包的数量。包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换能力。其实决定包转发率的一个重要指标就是交换机的背板带宽，背板带宽标志了交换机总的数据交换能力。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，也就是包转发率越高。,技能训练二 网络方案选择,11、网络管理类型：,如果按交换机是否支持网络管理功能，我们可以将交换机又可大分为“网管型”和“非网管理型”两大类。一般的交换机满足SNMP MIB I/MIB II统计管理功能。而复杂一些的交换机会增加通过内置RMON组（mini-RMON）来支持RMON主动监视功能。有的交换机还允许外接RMON探监视可选端口的网络状况。常见的网络管理方式有以下几种：（1）SNMP管理技术（Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议,，,主要通过各种不同类型的消息，即,PDU,（协议数据单位）实现网络信息的交换。,）（2）RMON管理技术（,嵌入式远程监视,，,用于跟踪流量和会话,）,（3）基于WEB的网络管理,技能训练二 网络方案选择,12、延时：,交换机延时（Latency）是指从交换机接收到数据包到开始向目的端口复制数据包之间的时间间隔。有许多因素会影响延时大小，比如转发技术等等。采用直通转发技术的交换机有固定的延时。因为直通式交换机不管数据包的整体大小，而只根据目的地址来决定转发方向。所以，它的延时是固定的，取决于交换机解读数据包前6个字节中目的地址的解读速率。采用存储转发技术的交换机由于必须要接收完了完整的数据包才开始转发数据包，所以它的延时与数据包大小有关。数据包大，则延时大；数据包小，则延时小。采用直通转发技术的千兆交换机有固定的延时，因为直通式交换机不管数据包的整体大小，而只根据目的地址来决定转发方向。所以，它的延时是固定的。采用存储转发技术的交换机由于必须要接收完了完整的数据包才开始转发数据包，所以它的数据包大，则延时大；数据包小，则延时小。,技能训练二 网络方案选择,三层交换机与路由器的比较,1、二层交换机,二层交换机是数据链路层的设备，它能够读取数据包中的,MAC,地址信息并根据,MAC,地址来进行交换。交换机内部有一个地址表，这个地址表标明了,MAC,地址和交换机端口的对应关系。当交换机从某个端口收到一个数据包，它首先读取包头中的源,MAC,地址，这样它就知道源,MAC,地址的机器是连在哪个端口上的，它再去读取包头中的目的,MAC,地址，并在地址表中查找相应的端口，如果表中有与这目的,MAC,地址对应的端口，则把数据包直接复制到这端口上，如果在表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的,MAC,地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。由于二层交换机一般具有很宽的交换总线带宽，所以可以同时为很多端口进行数据交换。如果二层交换机有,N,个端口，每个端口的带宽是,M,，而它的交换机总线带宽超过,NM,，那么这交换机就可以实现线速交换。二层交换机对广播包是不做限制的，把广播包复制到所有端口上。,技能训练二 网络方案选择,2、三层交换机,一个具有第三层交换功能的设备是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是二者的有机结合，并不是简单的把路由器设备的硬件及软件简单地叠加在局域网交换机上。,从硬件上看，第二层交换机的接口模块都是通过高速背板,/,总线（速率可高达几十,Gbit/s,）交换数据的，在第三层交换机中，与路由器有关的第三层路由硬件模块也插接在高速背板,/,总线上，这种方式使得路由模块可以与需要路由的其他模块间高速的交换数据，从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制。在软件方面，第三层交换机也有重大的举措，它将传统的基于软件的路由器软件进行了界定，其做法是：,对于数据包的转发：如,IP/IPX,包的转发，这些规律的过程通过硬件得以高速实现。,对于第三层路由软件：如路由信息的更新、路由表维护、路由计算、路由的确定等功能，用优化、高效的软件实现。,技能训练二 网络方案选择,3、路由技术,路由器是在,OSI,七层网络模型中的第三层,网络层操作的。路由器内部有一个路由表，这表标明了如果要去某个地方，下一步应该往哪走。路由器从某个端口收到一个数据包，它首先把链路层的包头去掉（拆包），读取目的,IP,地址，然后查找路由表，若能确定下一步往哪送，则再加上链路层的包头（打包），把该数据包转发出去；如果不能确定下一步的地址，则向源地址返回一个信息，并把这个数据包丢掉。,技能训练二 网络方案选择,4、三种技术的对比,可以看出，二层交换机主要用在小型局域网中，机器数量在二、三十台以下，这样的网络环境下，广播包影响不大，二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低谦价格为小型网络用户提供了很完善的解决方案。在这种小型网络中根本没必要引入路由功能从而增加管理的难度和费用，所以没有必要使用路由器，当然也没有必要使用三层交换机。,三层交换机是为,IP
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