以太網(wǎng)VLAN基礎(chǔ)膠片.ppt

1、新員工培訓(xùn)之TCP VLAN基礎(chǔ)Page 1TCP/IP體系結(jié)構(gòu)Ethernet及二層交換Page 2來源于美國國防部DARPA NET成長于校園和學(xué)術(shù)研究廣泛應(yīng)用于UNIX世界發(fā)展為世界范圍的Internet事實標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP發(fā)家史Page 3HTTPFTPTELNETOSPFISISRIPTCPUDPIPETHPPPFRX25ATM物理介質(zhì)應(yīng)用層傳輸層傳輸層鏈路層Page 4SNA / DEC NET / APPLE TALKIPXATMOSITCP/IP的手下敗將TCP/IP勝利的啟示完美主義復(fù)雜擴展困難失敗技術(shù)不能決定一切開放、靈活是取勝之道Page 5TCP/IP體系結(jié)構(gòu)Ether

2、net及二層交換Page 6鏈路層的作用管理物理信道向IP層提供服務(wù)成幀流量控制和差錯控制HTTPFTPTELNETOSPFISISRIPTCPUDPIPETHPPPFRX25ATM物理介質(zhì)Page 7 常用命令ping ping命令用來檢查IP網(wǎng)絡(luò)連接及主機是否可達(dá)。使用ICMP報文。Ping執(zhí)行過程為：向目的地發(fā)送ICMP ECHO-REQUST報文 。如果到目的網(wǎng)絡(luò)連接正常，則目的主機收到 ICMP ECHO-REQUST報文后向源主機響應(yīng)ICMP ECHO-REPLY報文。輸出信息包括：目的地對每個ICMP ECHO-REQUST報文響應(yīng)的情況。如果在超時時間內(nèi)沒有收到響應(yīng)報文，則輸出

3、“REQUST TIME OUT”信息。否則顯示響應(yīng)報文的字節(jié)數(shù)，報文序號，TTL和響應(yīng)時間等。最后的統(tǒng)計信息，包括發(fā)送報文個數(shù)，接收到響應(yīng)報文個數(shù)，未響應(yīng)報文個數(shù)百分比和響應(yīng)時間的最小，最大和平均值。 ping常用參數(shù)：-C 設(shè)置發(fā)送報文次數(shù)-H 設(shè)置TTL值 范圍1255-R 記錄路由Page 8 常用命令tracert tracert命令用來數(shù)據(jù)包從發(fā)送主機到目的地經(jīng)過的網(wǎng)關(guān)。主要用來連接網(wǎng)絡(luò)連接是否可打，以及分析網(wǎng)絡(luò)什么地方發(fā)生了故障，使用UDP報文。tracert命令執(zhí)行過程：首先發(fā)送一個TTL值為1的數(shù)據(jù)包，因此第一跳發(fā)送一個ICMP錯誤消息，指明此數(shù)據(jù)包不能被發(fā)送（因為TTL超時

4、），之后此數(shù)據(jù)包重新被發(fā)送，TTL值為2，同樣第二跳返回TTL超時。這個過程不斷進行，直到到達(dá)目的地。由于此UDP報文使用了一個不存在的端口號，因而也會返回一個“端口不存在”的ICMP錯誤報文。當(dāng)用ping命令測試發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障后，可以使用tracert測試網(wǎng)絡(luò)何處有故障。Page 9數(shù)據(jù)通信的交換方式電路交換：為任一個入網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信用戶提供一條臨時的專用的物理信道（又稱電路），這條物理信道是由通路上各節(jié)點內(nèi)部在空間(布線接續(xù))或時間上(時隙互換)完成信道接續(xù)而構(gòu)成的。報文交換：收、發(fā)用戶之間不存在直接的物理信道。先將用戶報文存儲在交換機的存儲器中(內(nèi)存或外存)，當(dāng)所需要輸出的電路空閑時，再

5、將該報文發(fā)向接收交換機和用戶終端。報文交換系統(tǒng)又稱存儲轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)。報文交換常用于公眾電報和電子信箱業(yè)務(wù)。分組交換：分組交換也稱包交換，它是將用戶傳送的數(shù)據(jù)分成一定長度的包（分組）。在每個包（分組）的前面加一個分組頭(標(biāo)題)，其中的地址標(biāo)志指明該分組發(fā)往何處，然后由分組交換機根據(jù)每個分組的地址標(biāo)志，將它們轉(zhuǎn)發(fā)至目的地。信元交換：ATM把信息分為單個信元（cell）進行傳送。Page 10以太網(wǎng)_概念和分類按網(wǎng)絡(luò)帶寬以太網(wǎng)分為以下三類：10M以太網(wǎng)，標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，介質(zhì)為同軸電纜、雙絞線及光纖100M以太網(wǎng)，快速以太網(wǎng)，介質(zhì)為雙絞線及光纖1000M以太網(wǎng)，千兆位以太網(wǎng)，介質(zhì)為光纖及雙絞線10Mbps客戶

6、機10Mbps客戶機10Mbps客戶機高速主干網(wǎng)絡(luò)10Mbps服務(wù)器10BASE-T HUB10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps以太網(wǎng)是一種基于總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，使用分布式仲裁機制來解決沖突。以太網(wǎng)由施樂公司PARC研究中心于1973年5月22日首次提出。Page 11傳統(tǒng)以太網(wǎng)_共享式信道當(dāng)信道的使用產(chǎn)生競爭時，如何分配信道的使用權(quán)?Page 12傳統(tǒng)以太網(wǎng)_CSMA/CD協(xié)議載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（carrier sense multiple access with collision detection）中的概念：載波偵聽： 發(fā)送之前的檢測沖突檢測： 發(fā)送

7、過程中的檢測回退： 檢測到?jīng)_突后的處理載波偵聽的方式：1-持續(xù)CSMA：若發(fā)生沖突，站點就等待一個隨機長的時間，然后重新開始。站點一旦發(fā)現(xiàn)信道空閑，其發(fā)送數(shù)據(jù)的概率為1。非持續(xù)CSMA：如果信道正在使用之中，該站點將不再繼續(xù)偵聽信道，而是等待一個隨機的時間后，再重復(fù)上述過程。Page 13以太網(wǎng)_幀格式DATypeSAFrame loadFCS6 octets6 octets2 octets461500 octets4 octetsPage 14標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)_概念10Mbps以太網(wǎng)即標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，由IEEE 802.3定義，并且被ISO作為國際標(biāo)準(zhǔn)，稱之為ISO 8802。同一公共通信信道上的所有

8、用戶共享這個10M帶寬，這個公共信道稱為總線。IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)適用于1-持續(xù)CSMA/CD局域網(wǎng)。其工作原理是：當(dāng)站點希望傳送時，它就等到線路空閑為止，否則就立即傳輸。如果兩個或多個站點同時在空閑的電纜上開始傳輸，它們就會沖突。于是所有沖突站點終止傳送，等待一個隨機的時間后，再重復(fù)上述過程。Page 15標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)_電纜種類10Base5：它通常被稱為“粗以太網(wǎng)（thick Ethernet）”電纜，連接處通常采用插入式分接頭（vampire tap），將其觸針小心地插入到同軸電纜的內(nèi)芯。10Base2：或稱為“細(xì)以太網(wǎng)（thin Ethernet）”電纜,與“粗以太網(wǎng)”相對，并且很容易

9、彎曲。其接頭處采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的BNC連接器組成T型插座，它使用靈活，可靠性高?！凹?xì)以太網(wǎng)”電纜價格低廉，安裝方便。 10Base-T：與HUB連接。這種結(jié)構(gòu)易于維護，并且很容易檢測到電纜故障。但電纜的最大有效長度為距集線器100m，即使是高質(zhì)量的雙絞線（5類線），最大長度可能也只有150m。另外，大集線器的價格也較高。盡管如此，由于其易于維護，10Base-T還是應(yīng)用得越來越廣泛。10Base-F：采用光纖。這種方式由于其連接器和終止器的費用而十分昂貴，但是它卻有極好的抗干擾性，常用于辦公大樓或相距較遠(yuǎn)的集線器間的連接。Page 16標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)_雙絞線10BASE-T的物理介質(zhì)雙絞線有屏蔽與非屏

10、蔽之分有屏蔽與非屏蔽之分均為8芯電纜均為8芯電纜雙絞線的類型由單位長度內(nèi)的絞環(huán)數(shù)確定雙絞線的類型由單位長度內(nèi)的絞環(huán)數(shù)確定3類雙絞線4類雙絞線5類雙絞線超5類雙絞線6類雙絞線雙絞線（Twisted pair），收發(fā)各由兩條擰在一起并相互絕緣的銅線組成。兩條線擰在一起可以減少線間的電磁干擾。類數(shù)越高的雙絞線，單位長度內(nèi)的絞環(huán)數(shù)更多，擰得越緊，這使得5類或者6類雙絞線的交感更少并且在更長的距離上信號質(zhì)量更好，更適用于高速計算機通信。Page 17標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)_五類雙絞線5類非屏蔽雙絞線是最常用的一種10Base-T電纜，它由8芯細(xì)線組成，利用細(xì)線外絕緣層上的顏色進行分組標(biāo)識。按線對連接方式分為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線

11、和交叉網(wǎng)線。標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線也叫直連網(wǎng)線或直通網(wǎng)線，其線序關(guān)系為交叉網(wǎng)線也叫級聯(lián)網(wǎng)線，其線序關(guān)系為Page 18快速以太網(wǎng)_概念I(lǐng)EEE在1995年6月正式采納了802.3委員會制訂的快速LAN成果802.3u。從技術(shù)角度上講，802.3u并不是一種新的標(biāo)準(zhǔn)，只是對現(xiàn)存802.3標(biāo)準(zhǔn)的追加，習(xí)慣上稱為快速以太網(wǎng)?？焖僖蕴W(wǎng)的基本思想很簡單：保留所有的舊的分組格式，接口以及程序規(guī)則，只是將位時從100ns減少到10ns，并且所有的快速以太網(wǎng)系統(tǒng)均使用集線器，不再使用帶有刺入式分接頭或BNC連接頭的多點電纜?？焖僖蕴W(wǎng)有自動協(xié)商的功能，能夠自動適應(yīng)電纜兩端最高可用的通信速率，能方便的與10M 以太網(wǎng)連接通

12、信。Page 19快速以太網(wǎng)_電纜分類(1)100Base-T4 即4類UTP，它采用的信號速度為25MHz，需要四對雙絞線，每個周期發(fā)送4比特，這樣就獲得了所要求的100Mb/s。(2)100Base-TX 采用5類以上UTP，其設(shè)計比較簡單，采用了一種運行在125MHz下的被稱為4B5B的編碼方案。100Base-TX是全雙工的系統(tǒng)。(3)100Base-FX使用兩對多模或者單模光纖，使用多模光纖的時候，計算機到集線器之間的距離最大可到兩公里，使用單模光纖是最大可達(dá)十公里。 100Base-T4和100Base-TX統(tǒng)稱為100Base-T，最大節(jié)點間距100m。100Base-TX采用交

13、叉網(wǎng)線的線序連接關(guān)系。Page 20傳統(tǒng)以太網(wǎng)_缺陷傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接設(shè)備HUB的工作原理12345INOUTOUTOUTOUTHUB工作在物理層HUB對所連接的LAN只做信號的中繼，所有的物理設(shè)備構(gòu)成了一個沖突域。傳統(tǒng)共享式以太網(wǎng)的缺點: 資源共享，用戶數(shù)增加時沖突加大，接入網(wǎng)絡(luò)的速度降低，用戶服務(wù)的響應(yīng)時間變長； 數(shù)據(jù)廣播方式降低處理器性能，不夠安全。Page 21交換式以太網(wǎng)_概念為了解決傳統(tǒng)以太網(wǎng)存在的問題，獲取更高的帶寬，對以太網(wǎng)作分段處理交換機或路由器Page 22以太網(wǎng)交換機采用以太網(wǎng)交換機后： 各端口帶寬獨享，相互間不存在沖突 提高了網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬和性能 可實現(xiàn)全雙工模式用戶高速骨

14、干網(wǎng)絡(luò)1Gbps100Mbps100Mbps100Mbps10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機Page 23二層交換_透明網(wǎng)橋原理透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋又稱生成樹網(wǎng)橋，對應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)名稱為IEEE 802.1D標(biāo)準(zhǔn)。分段1分段2ABCPORT1PORT2DBridgePage 24二層交換_網(wǎng)橋的工作模型Bridge 設(shè)備工作模型能識別以太網(wǎng)報文的MAC地址，通過查詢MAC地址映射表確定以太網(wǎng)幀的交換。：應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層物理層物理層Bridge鏈路層鏈路層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層Page 25二層交換_網(wǎng)橋的功能網(wǎng)橋的功能：MAC地

15、址獲取 數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)和過濾 網(wǎng)橋接收網(wǎng)段上的所有數(shù)據(jù)幀，并利用接收數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址來建立MAC地址表；網(wǎng)橋在MAC地址表中查找數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址，如果找到就將該數(shù)據(jù)幀發(fā)送到相應(yīng)的端口，如果找不到，就向所有的端口發(fā)送；如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址所在端口與該數(shù)據(jù)幀的接收端口相同，網(wǎng)橋不對該數(shù)據(jù)幀進行任何處理；網(wǎng)橋向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀和多播幀。Page 26二層交換_沖突域限制Bridge對所接收到的數(shù)據(jù)幀根據(jù)MAC地址進行二層轉(zhuǎn)發(fā)，沖突域被限制到了一個端口上。Page 27二層交換_組網(wǎng)實例Page 28二層交換_缺陷傳統(tǒng)的以太網(wǎng)交換機將網(wǎng)段上的沖突域限制到了端口級，但是無法限制廣播域的

16、大小。主機數(shù)較多時廣播泛濫，導(dǎo)致性能顯著下降Page 29VLAN（Virtual Local Area Network），是一種通過將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地而不是物理地劃分成一個個網(wǎng)段從而實現(xiàn)虛擬工作組的技術(shù)。IEEE于1999年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實現(xiàn)方案的IEEE 802.1Q協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案。VLAN技術(shù)允許網(wǎng)絡(luò)管理者將一個物理的LAN邏輯地劃分成不同的廣播域（或稱虛擬LAN，即VLAN），每一個VLAN都包含一組有著相同需求的計算機，由于VLAN是邏輯地而不是物理地劃分，所以同一個VLAN內(nèi)的各個計算機無須被放置在同一個物理空間里，即這些計算機不一定屬于同一個物理LAN網(wǎng)段。VLAN的

17、優(yōu)勢在于VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量不會被轉(zhuǎn)發(fā)到其它VLAN中，從而有助于控制網(wǎng)絡(luò)流量、減少設(shè)備投資、簡化網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)安全性。Page 30VLAN的產(chǎn)生原因廣播風(fēng)暴Page 31DASATypeDataCRC標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀DASATypeDataCRCtagTPIDPriorityCFIVLAN IDTCI帶有IEEE802.1Q標(biāo)記的以太網(wǎng)幀VLAN的幀格式Page 32主機A主機B主機C主機D端口所屬VLANPort 1VLAN 5Port 2VLAN 10Port 7VLAN 5Port 10VLAN 10Port 1Port 2Port 7Port 10以太網(wǎng)交換機VLAN表基于

18、端口的VLANPage 33VLAN表MAC地址所屬VLANMAC AMAC BMAC CMAC DVLAN 10VLAN 5VLAN 10VLAN 5主機A主機B主機C主機D以太網(wǎng)交換機MAC AMAC BMAC CMAC D基于MAC地址的VLANPage 34基于協(xié)議的VLANVLAN表協(xié)議類型所屬VLANIPX協(xié)議IP協(xié)議VLAN 5VLAN 10主機A主機B主機C主機D以太網(wǎng)交換機使用IPX協(xié)議運行IP協(xié)議使用IPX協(xié)議運行IP協(xié)議Page 35端口對接收報文的處理收報文：Acess端口： 1、收到一個報文 2、判斷是否有VLAN信息：如果沒有則轉(zhuǎn)到第3步，否則轉(zhuǎn)到第4步 3、打上端

19、口的PVID，并進行交換轉(zhuǎn)發(fā) 4、直接丟棄（缺?。﹖runk端口： 1、收到一個報文 2、判斷是否有VLAN信息：如果沒有則轉(zhuǎn)到第3步，否則轉(zhuǎn)到第4步 3、打上端口的PVID，并進行交換轉(zhuǎn)發(fā) 4、判斷該trunk端口是否允許該VLAN的數(shù)據(jù)進入：如果可以則轉(zhuǎn)發(fā)，否則丟棄hybrid端口： 1、收到一個報文 2、判斷是否有VLAN信息：如果沒有則轉(zhuǎn)到第3步，否則轉(zhuǎn)到第4步 3、打上端口的PVID，并進行交換轉(zhuǎn)發(fā) 4、判斷該hybrid端口是否允許該VLAN的數(shù)據(jù)進入：如果可以則轉(zhuǎn)發(fā)，否則丟棄Page 36端口對發(fā)送報文的處理發(fā)報文：Acess端口： 1、將報文的VLAN信息剝離，直接發(fā)送出去tr

20、unk端口： 1、比較端口的PVID和將要發(fā)送報文的VLAN信息 2、如果兩者相等則轉(zhuǎn)到第3步，否則轉(zhuǎn)到第4步 3、剝離VLAN信息，再發(fā)送 4、直接發(fā)送hybrid端口：1、判斷該VLAN在本端口的屬性（disp interface 即可看到該端 口對哪些VLAN是untag，哪些VLAN是tag） 2、如果是untag則轉(zhuǎn)到第3步，如果是tag則轉(zhuǎn)到第4步 3、剝離VLAN信息，再發(fā)送 4、直接發(fā)送Page 37幀在網(wǎng)絡(luò)通信中的變化VLAN 2VLAN 1VLAN 1VLAN 2帶有VLAN 1標(biāo)簽的以太網(wǎng)幀帶有VLAN 2標(biāo)簽的以太網(wǎng)幀Page 38進入VLAN視圖及創(chuàng)建/剔除VLAN用

21、途： 進入vlan視圖，如果指定的vlan沒有創(chuàng)建則先創(chuàng)建它lanswitch vlan vlan_id undo vlan ：剔除已創(chuàng)建的vlanPage 39給端口指定VLAN用途： 給指定vlan增加/剔除以太網(wǎng)接口命令格式：port access vlan vlan-idUndo port access vlan vlan-id參數(shù)說明： vlan-id：VLAN接口的ID，取值范圍為14094。Page 40設(shè)置/取消端口為VLAN Trunk用途： 打開/關(guān)閉以太網(wǎng)接口的vlan trunk功能，基于IEEE 802.1Q標(biāo)準(zhǔn)命令格式：port link-type access |

22、 trunk | hybrid 缺省值：缺省為關(guān)閉vlan trunk功能Page 41其它常用命令指定/刪除VLAN描述字符：description stringundo description查看VLAN設(shè)置：display vlan vlan_id 開啟/關(guān)閉VLAN三層接口：shutdownUndo shutPage 42VLAN故障排除綜述（一）VLAN技術(shù)的引入用于隔離網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，增加網(wǎng)絡(luò)安全性早期用路由器進行隔離，但成本高，效率低，應(yīng)用復(fù)雜增加了4個字節(jié)的特殊標(biāo)注域，用于區(qū)別不同用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，其中VLAN ID占用12個bitVLAN與端口的關(guān)系 ACCESS端口：這種端口只能

23、屬于一個VLAN，并且從該端口進來的數(shù)據(jù)包都不包含TAG標(biāo)記，數(shù)據(jù)包進入之后，會被加上該端口的VLAN ID（加上TAG標(biāo)記）。如果有數(shù)據(jù)需要從這種接口發(fā)送出去，數(shù)據(jù)幀中的TAG標(biāo)記將被刪除。這種端口一般用于連接用戶主機或路由器。Page 43VLAN故障排除綜述（二）VLAN與端口的關(guān)系（續(xù)）TRUNK端口：這種端口可以屬于多個VLAN，或者說這種端口可以傳送多個VLAN的數(shù)據(jù)幀。從這種端口發(fā)送出去的數(shù)據(jù)幀都包含有TAG標(biāo)記（缺省VLAN ID的數(shù)據(jù)幀除外）；從這種端口接收到的報文，如果已經(jīng)有TAG標(biāo)記，則直接轉(zhuǎn)發(fā)；如果沒有TAG標(biāo)記，則加上帶有缺省VLAN ID的TAG標(biāo)記。這種端口一般用于連接交換機或路由器。HYBRID端口：這種端口可以屬于多個VLAN。但是與TRUNK端口不同的是它所傳送的數(shù)據(jù)幀，可以包含TAG標(biāo)記也可以不包含TAG標(biāo)記；而TRUNK端口則必須包含TAG標(biāo)記。其發(fā)送數(shù)據(jù)幀時根據(jù)配置信息進行判斷是否加上TAG標(biāo)記；接收數(shù)據(jù)幀時和TRUNK端口相同。這種端口一般用于連接交換機。 Page 44友商交換機三層接口問題導(dǎo)致與S6506互通網(wǎng)絡(luò)中斷 現(xiàn)象描述S6506下掛MA5100接入ADSL用戶，S6506上行和友商交換機設(shè)備C千兆光口連接，網(wǎng)絡(luò)正在運行突然中斷，用戶能ping通