網(wǎng)絡(luò)工程的設(shè)計(jì)CH課件

第2章

網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

Chapter2BasicforDesignofNetworkEngineering四川大學(xué)本課程知識結(jié)構(gòu)導(dǎo)學(xué)圖網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)概述(2學(xué)時(shí))

網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(4+2學(xué)時(shí))基本概念、基本設(shè)備簡單組網(wǎng)技能中型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)知識與技能設(shè)計(jì)中型網(wǎng)絡(luò)大型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)知識與技能設(shè)計(jì)大型網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)綜合知識與應(yīng)用配置二層以太網(wǎng)交換機(jī)(2+4學(xué)時(shí))網(wǎng)絡(luò)需求分析(4學(xué)時(shí))結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)和機(jī)房設(shè)計(jì)(2學(xué)時(shí))網(wǎng)絡(luò)安全策略設(shè)計(jì)(2+0學(xué)時(shí))網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與測試(2+0學(xué)時(shí))設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)(0+10學(xué)時(shí))路由器配置(2+4學(xué)時(shí))企業(yè)網(wǎng)設(shè)計(jì)(4學(xué)時(shí))四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)回顧網(wǎng)絡(luò)工程定義系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)工程的系統(tǒng)集成模型問題：基本線性模型基礎(chǔ)上的反饋意味著什么？網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的層次模型問題：這個(gè)模型有什么用處？四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院3傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)教學(xué)提示教學(xué)目的通過學(xué)習(xí)因特網(wǎng)來感受網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)理解鏈路和節(jié)點(diǎn)；理解因特網(wǎng)的5層結(jié)構(gòu)，可以遞歸地通過互連“網(wǎng)絡(luò)云”以構(gòu)建任意大的網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)可通過接入網(wǎng)和廣域網(wǎng)形成更大規(guī)模的企業(yè)網(wǎng)，交換機(jī)和路由器最為關(guān)鍵設(shè)計(jì)小型局域網(wǎng)極為直覺，通常用以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)節(jié)點(diǎn)和鏈路定義；因特網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)；二層交換機(jī)的工作原理；路由器的選型；雙絞線和光纜特性；以太網(wǎng)特點(diǎn)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院4傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)Outline網(wǎng)絡(luò)的組成(Whatdoesnetworkconsistof)因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(StructureofInternet)二層交換機(jī)(Two-levelswitch)路由器(Router)高層交換機(jī)(High-levelswitch)訪問服務(wù)器(Accessserver)聯(lián)網(wǎng)物理介質(zhì)(Networkingphysicalmedia)以太網(wǎng)技術(shù)(Ethernettechnology)案例教學(xué)(Casestudy)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院5傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)件從邏輯上講，構(gòu)成因特網(wǎng)的所有網(wǎng)絡(luò)實(shí)體均可以被抽象為兩種基本構(gòu)件：稱為鏈路的物理介質(zhì)，和稱為節(jié)點(diǎn)的計(jì)算設(shè)備四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院6傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)與鏈路的連接方式點(diǎn)對點(diǎn)：一條物理鏈路有時(shí)僅與一對結(jié)點(diǎn)相連多點(diǎn)接入：多于兩個(gè)結(jié)點(diǎn)共享同一條鏈路…(a)點(diǎn)對點(diǎn)(b)多路訪問四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院7傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的表示用“網(wǎng)絡(luò)云”來表示任意類型的網(wǎng)絡(luò)可以遞歸地通過互連“網(wǎng)絡(luò)云”形成更大的“網(wǎng)絡(luò)云”來構(gòu)建任意大的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)能通過網(wǎng)絡(luò)的遞歸來構(gòu)建四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院8傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的組成因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)二層交換機(jī)路由器高層交換機(jī)訪問服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)物理介質(zhì)以太網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)工程案例教學(xué)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院9傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)因特網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)端系統(tǒng)/主機(jī)國際主干/國家區(qū)域/中間層樁/企業(yè)局域網(wǎng)范圍廣域網(wǎng)范圍接入網(wǎng)范圍四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院10傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)經(jīng)因特網(wǎng)服務(wù)提供商的連接第一層ISP第一層ISP第一層ISPNAP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第三層ISP本地ISP本地ISP本地ISP住宅用戶住宅用戶局域網(wǎng)接入網(wǎng)局域網(wǎng)住宅用戶住宅用戶接入網(wǎng)住宅用戶住宅用戶局域網(wǎng)接入網(wǎng)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院11傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)幾個(gè)名詞企業(yè)網(wǎng)是為企業(yè)提供信息傳遞和資源共享的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它通常包括若干LAN企業(yè)網(wǎng)是一個(gè)廣義的概念，它通?？膳c校園網(wǎng)和園區(qū)網(wǎng)等名詞互換使用將因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)網(wǎng)，就形成了用于企業(yè)內(nèi)部的專用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)(Intranet)而與內(nèi)聯(lián)網(wǎng)相對應(yīng)的是外聯(lián)網(wǎng)(Extranet)，它是對內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展和外延四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院12傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)接入網(wǎng)接入網(wǎng)是指在業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI)和與其關(guān)聯(lián)的每一個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間，由提供網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的傳送實(shí)體組成的系統(tǒng)發(fā)展接入網(wǎng)技術(shù)包括兩條技術(shù)途徑：通過對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(如電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、以太網(wǎng)、光纖網(wǎng))進(jìn)行改造研制新技術(shù)，目前主要包括xDSL和無線接入技術(shù)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院13傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)接入網(wǎng)類型撥號接入xDSL接入光纖同軸混合網(wǎng)接入光纖接入無線接入四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院14傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的組成因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)二層交換機(jī)路由器高層交換機(jī)訪問服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)物理介質(zhì)以太網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)工程案例教學(xué)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院15傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)基本互連設(shè)備和層次有多種類型互連設(shè)備名稱互連層次基本特征網(wǎng)關(guān)應(yīng)用層區(qū)分端口地址及應(yīng)用信息路由器、三層交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)層區(qū)分IP地址網(wǎng)橋、交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層區(qū)分MAC地址集線器、中繼器物理層比特復(fù)制在局域網(wǎng)中，中繼器已退出歷史舞臺，集線器也正在淡出，而取而代之的是交換機(jī)的興起四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院16傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)報(bào)文段數(shù)據(jù)報(bào)幀源應(yīng)用層運(yùn)輸層層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層HtHnHlMHtHnMHtMM目的地應(yīng)用層運(yùn)輸層層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層HtHnHlMHtHnMHtMM網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層鏈路層物理層HtHnHlMHtHnMHtHnHlMHtHnMHtHnHlMHtHnHlM路由器交換機(jī)封裝17計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)概述網(wǎng)橋可將兩個(gè)或多個(gè)地址兼容的網(wǎng)段連接起來其特點(diǎn)是：具有過濾功能，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞網(wǎng)橋擴(kuò)展了LAN的有效長度防止錯(cuò)誤擴(kuò)散，網(wǎng)橋隔斷了某些潛在的網(wǎng)絡(luò)故障提高了安全性，具有相同安全性數(shù)據(jù)的主機(jī)放在相同網(wǎng)段上，再用網(wǎng)橋與其他部分相連為了提供容錯(cuò)能力，可以用多個(gè)網(wǎng)橋連接網(wǎng)段；用了IEEE802.1D“生成樹算法”，有效防止回路的產(chǎn)生四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院18傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)網(wǎng)橋的自學(xué)習(xí)的功能檢查它收到的所有幀中的源主機(jī)的地址根據(jù)接收幀的端口學(xué)習(xí)到主機(jī)所在的位置如果網(wǎng)橋不知道接收方位于網(wǎng)橋哪一側(cè)，它將向所有端口發(fā)送該幀A網(wǎng)橋BCXYZ端口1端口2當(dāng)網(wǎng)橋啟動(dòng)時(shí)，路由表為空，一段時(shí)間后就能建立起所有主機(jī)與端口關(guān)系為保持路由表信息正確性，表項(xiàng)將分配一個(gè)計(jì)時(shí)器。一旦超時(shí)，就丟棄這個(gè)表項(xiàng)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院19傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)能夠增加總帶寬該交換機(jī)通過處理幀的MAC地址，從一個(gè)輸入端向一個(gè)或多個(gè)輸出端轉(zhuǎn)發(fā)分組，增加了網(wǎng)絡(luò)總帶寬一個(gè)單個(gè)的以太網(wǎng)段只能提供100Mpbs的帶寬，若輸入與輸出主機(jī)兩兩不同的話，則以太網(wǎng)交換機(jī)可提供100×n/2Mpbs的帶寬（n為交換機(jī)上的輸入和輸出端口數(shù)目)此時(shí)這些主機(jī)之間能夠同時(shí)進(jìn)行雙工通信，而不會相互干擾如果沒有源和目的地址間的沖突，其總帶寬為n*10Mb/s四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院20傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)生成樹算法復(fù)雜LAN中，無法知道整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的配置，交換機(jī)可能連接了多個(gè)網(wǎng)段，會在網(wǎng)絡(luò)中形成回路為提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，可能需要在網(wǎng)絡(luò)中放冗余交換機(jī)，是否會導(dǎo)致產(chǎn)生廣播風(fēng)暴呢？交換機(jī)中采用了IEEE802.1D規(guī)范，該算法防止形成邏輯上的回路，即使出現(xiàn)了物理回路這意味著我們的設(shè)計(jì)中可以不顧及交換機(jī)可能出現(xiàn)的環(huán)路（需要對交換機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的配置）四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院21傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)全雙工技術(shù)以太網(wǎng)的CSMA/CD機(jī)制，任何時(shí)候只允許一臺設(shè)備成功發(fā)送。連接的站點(diǎn)越多，沖突越頻繁交換機(jī)每個(gè)端口只連接了一臺主機(jī)，而且收發(fā)線路是分開的，只要參與通信的收發(fā)方不超過兩個(gè)就不會碰撞用一對千兆以太網(wǎng)線路連接兩臺百兆交換機(jī)，由于這兩臺交換機(jī)之間只有這一對線路，因此不會發(fā)生碰撞的，因此即使線路較長它們之間可采用雙工方式進(jìn)行無碰撞的通信注意：只有全雙工網(wǎng)卡和交換機(jī)才支持這種能力四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院22傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)交換機(jī)提高網(wǎng)絡(luò)性能的場合圖a因交換機(jī)一次只允許一臺主機(jī)訪問服務(wù)器，并不能提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量圖b因增加與服務(wù)器相連的交換機(jī)的端口數(shù)，性能將會得到改善交換機(jī)交換機(jī)服務(wù)器服務(wù)器用戶主機(jī)用戶主機(jī)(a)(b)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院23傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)碰撞域vs.廣播域碰撞域描述了一組共享網(wǎng)絡(luò)訪問媒體的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備覆蓋的區(qū)域紅色箭頭表示沖突域，當(dāng)然也是廣播域廣播域是指廣播分組直接到達(dá)的區(qū)域若LAN交換機(jī)未劃VLAN，它是一個(gè)廣播域(a)傳統(tǒng)的共享式10Mb/s以太網(wǎng)(b)交換式局域網(wǎng)，每個(gè)端口具有10Mb/s10Mb/s10Mb/s10Mb/s10Mb/s10Mb/s10Mb/s四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院24傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)鏈路聚合技術(shù)和彈性鏈路許多交換機(jī)通常支持鏈路聚合(Trunk)技術(shù)和彈性鏈路(ResilientLink)技術(shù)。鏈路聚合可將多個(gè)物理連接當(dāng)作一個(gè)單一的邏輯連接來處理，它允許兩個(gè)交換機(jī)之間通過多個(gè)端口并行連接同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，以提供更高的帶寬、更大的吞吐量兩個(gè)普通交換機(jī)連接的最大帶寬取決于媒體的連接速度（雙絞線為200Mpbs）而使用鏈路聚合技術(shù)可以將4個(gè)200Mpbs的端口捆綁后成為一個(gè)高達(dá)800Mpbs的連接四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院25傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)CISCOCatalyst2950的EtherChannel可將兩個(gè)設(shè)備間多條快速以太網(wǎng)或千兆以太網(wǎng)物理鏈路捆在一起組成一條設(shè)備間邏輯鏈路，從而達(dá)到增加帶寬，提供冗余的目的。EtherChannel可以在交換機(jī)與交換機(jī)之間提供全雙工帶寬，速度可達(dá)到800Mbps（快速以太通道）四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院26傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)交換機(jī)類型根據(jù)物理結(jié)構(gòu)可分為：獨(dú)立式堆疊式模塊化根據(jù)功能可分為：智能式直通式存儲轉(zhuǎn)發(fā)式四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院27傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)虛擬LAN(VLAN)在LAN交換機(jī)基礎(chǔ)上，采用網(wǎng)絡(luò)管理軟件構(gòu)建的可以跨越不同網(wǎng)段、不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的端到端邏輯網(wǎng)絡(luò)只有構(gòu)成VLAN的站點(diǎn)直接與支持VLAN的LAN交換機(jī)端口相連，才能實(shí)現(xiàn)VLAN功能優(yōu)點(diǎn)包括限制廣播，提高交換機(jī)性能簡化網(wǎng)絡(luò)管理簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)投資提高網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全性四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院28傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)VLAN的一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例A4B1VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院29傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)VLAN的方式及標(biāo)準(zhǔn)基于端口的VLAN基于MAC地址的VLAN基于協(xié)議的VLAN基于網(wǎng)絡(luò)地址的VLAN基于定義規(guī)則的VLAN建立在801.d網(wǎng)橋基礎(chǔ)上的802.1Q和802.1p是兩個(gè)IEEE的標(biāo)準(zhǔn)，它為801.d增加了更多的智能802.1Q根據(jù)VLAN標(biāo)志符對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行過濾，僅將幀發(fā)往特定的目的地址組去，而不是向所有結(jié)點(diǎn)洪泛802.1p定義的組地址分解協(xié)議，被用于管理成員關(guān)系，以及在LAN的交換機(jī)或網(wǎng)橋中發(fā)布成員關(guān)系四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院30傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)Outline網(wǎng)絡(luò)的組成(Whatdoesnetworkconsistof)因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(StructureofInternet)二層交換機(jī)(Two-levelswitch)路由器(Router)高層交換機(jī)(High-levelswitch)訪問服務(wù)器(Accessserver)聯(lián)網(wǎng)物理介質(zhì)(Networkingphysicalmedia)以太網(wǎng)技術(shù)(Ethernettechnology)案例教學(xué)(Casestudy)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院31傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)路由器工作原理IP層次互連設(shè)備僅有一種：即路由器路由器通過處理IP地址來轉(zhuǎn)發(fā)IP分組，形成一個(gè)虛擬通信網(wǎng)絡(luò)，將異構(gòu)的多種通信網(wǎng)絡(luò)互連起來，并使網(wǎng)絡(luò)具有可擴(kuò)展性路由器在網(wǎng)絡(luò)層工作的兩個(gè)過程找到分組相應(yīng)的出口，這可通過查找選路表即可將分組從入口送到出口，這取決于路由器的體系結(jié)構(gòu)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院32傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)路由器外形四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院33傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)路由器體系結(jié)構(gòu)輸入端口輸入端口輸出端口輸出端口交換結(jié)構(gòu)選路處理器四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院34傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)三種交換技術(shù)XYZABC內(nèi)存XYZABC內(nèi)存總線ABCZYX縱橫制四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院35傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)三種交換結(jié)構(gòu)的比較經(jīng)內(nèi)存交換若內(nèi)存帶寬為每秒可寫進(jìn)或讀出B個(gè)分組，則總的轉(zhuǎn)發(fā)吞吐量必然小于B/2經(jīng)一根總線交換總線帶寬可達(dá)千兆比特/秒，則用于接入網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)的路由器來說，通過總線交換通常是足夠的經(jīng)一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交換使用一個(gè)更復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，具有最高的吞吐量四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院36傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)路由器分類主要功能轉(zhuǎn)發(fā)選路與網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)管理主要性能按通信容量可分為為高檔路由器、中檔路由器和低檔路由器按其功用可分為接入路由器、邊界路由器或主干路由器等主要指標(biāo)

吞吐量、轉(zhuǎn)發(fā)速度、時(shí)延、所支持的通信協(xié)議、所支持的選路協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)接口類型、選路表容量、最長區(qū)配、選路協(xié)議收斂時(shí)間、對多播的支持、對QoS的支持和網(wǎng)管功能等四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院37傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)Cisco公司的路由器系列產(chǎn)品Cisco公司是世界上最大的路由器廠商主要性能指標(biāo)Cisco7000AGS+Cisco4000Cisco2500應(yīng)用大型網(wǎng)絡(luò)大中型網(wǎng)絡(luò)中型網(wǎng)絡(luò)中小型網(wǎng)絡(luò)LAN接口以太網(wǎng)FDDI令牌環(huán)以太網(wǎng)FDDI令牌環(huán)以太網(wǎng)FDDI令牌環(huán)以太網(wǎng)FDDI令牌環(huán)廣域網(wǎng)接口幀中繼，T1，ISDN，DDN幀中繼，T1，ISDN，DDN幀中繼，T1，ISDN，DDN，X.25幀中繼，ISDN，DDN，X.25路由協(xié)議IS-IS，OSPF，RIPIS-IS，OSPF，RIPIS-IS，OSPF，RIPIS-IS，OSPF，RIP主要傳輸協(xié)議IP，IPX，PPPIP，IPX，PPPIP，IPX，PPPIP，IPX，PPP網(wǎng)絡(luò)管理SNMPSNMPSNMPSNMP四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院38傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)小結(jié)本章通過學(xué)習(xí)因特網(wǎng)來感受網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)節(jié)點(diǎn)和鏈路定義因特網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)二層交換機(jī)的工作原理路由器的選型四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院39傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)作業(yè)因特網(wǎng)具有哪幾個(gè)層次？局域網(wǎng)、接入網(wǎng)和廣域網(wǎng)各自對應(yīng)于哪些層次？在哪個(gè)層次通常會使用哪種節(jié)點(diǎn)與鏈路？二層交換機(jī)具有哪些技術(shù)特點(diǎn)？適用的場合是什么？簡述碰撞域和廣播域的概念。四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院40傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)第2章

網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

Chapter2BasicforDesignofNetworkEngineering四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院傅靜濤回顧節(jié)點(diǎn)和鏈路定義因特網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)問題：我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)因特網(wǎng)的結(jié)構(gòu)？二層交換機(jī)的工作原理路由器的選型四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院42傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)Outline網(wǎng)絡(luò)的組成(Whatdoesnetworkconsistof)因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(StructureofInternet)二層交換機(jī)(Two-levelswitch)路由器(Router)高層交換機(jī)(High-levelswitch)訪問服務(wù)器(Accessserver)聯(lián)網(wǎng)物理介質(zhì)(Networkingphysicalmedia)以太網(wǎng)技術(shù)(Ethernettechnology)案例教學(xué)(Casestudy)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院43傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)多層交換的概念傳統(tǒng)交換是二層交換，而三層交換(也稱多層交換技術(shù)或IP交換技術(shù))是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)三層交換技術(shù)的出現(xiàn)，解決了企業(yè)網(wǎng)劃分子網(wǎng)之后，子網(wǎng)之間必須依賴路由器進(jìn)行通信的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題一個(gè)具有三層交換功能的設(shè)備，實(shí)際上是一個(gè)帶有第三層路由功能的第二層交換機(jī)，是二者的有機(jī)結(jié)合四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院44傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)三層交換的基本過程發(fā)送方A將自己的IP地址與接收方B的IP地址比較，判斷B是否與自己在同一子網(wǎng)內(nèi)若B與A在同一子網(wǎng)內(nèi)，則進(jìn)行二層的轉(zhuǎn)發(fā)若不在，A要向“默認(rèn)網(wǎng)關(guān)”發(fā)出ARP(地址解析)分組，而“默認(rèn)網(wǎng)關(guān)”的IP地址其實(shí)是三層交換機(jī)的第三層交換模塊如果三層交換模塊已知B的MAC地址，則向A回復(fù)之；否則它向B廣播一個(gè)ARP請求，B回復(fù)其MAC地址，三層交換模塊保存此地址并回復(fù)A，同時(shí)將B的MAC地址發(fā)送到二層交換引擎的MAC地址表中此后，當(dāng)A與B間的數(shù)據(jù)分組全部由二層交換高速處理僅路由過程才需要三層處理，絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)都通過二層交換轉(zhuǎn)發(fā)，因此三層交換機(jī)的速度很快，同時(shí)價(jià)格也較低四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院45傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)三層交換過程示意ABCD網(wǎng)關(guān)ARP二層交換三層選路四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院46傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)四層交換機(jī)四層交換擴(kuò)展了三層交換和二層交換，它支持細(xì)粒度的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，以及對通信流的優(yōu)先級劃分四層交換根據(jù)TCP/UDP端口號進(jìn)一步確定通信量的轉(zhuǎn)發(fā)目的地為了改善IP路由器的轉(zhuǎn)發(fā)速度并對IP交換技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，IETF制定了多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院47傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)Outline網(wǎng)絡(luò)的組成(Whatdoesnetworkconsistof)因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(StructureofInternet)二層交換機(jī)(Two-levelswitch)路由器(Router)高層交換機(jī)(High-levelswitch)訪問服務(wù)器(Accessserver)聯(lián)網(wǎng)物理介質(zhì)(Networkingphysicalmedia)以太網(wǎng)技術(shù)(Ethernettechnology)案例教學(xué)(Casestudy)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院48傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)訪問服務(wù)器是一種特殊的路由器，它能為遠(yuǎn)程PC用戶接入企業(yè)網(wǎng)提供服務(wù)?？梢詾閷Ｓ糜布O(shè)備，也可是在PC機(jī)上插入多串行口卡后運(yùn)行專用軟件而成用戶通過調(diào)制解調(diào)器經(jīng)電話線或ISDN等線路與訪問服務(wù)器連接，再經(jīng)該訪問服務(wù)器接入企業(yè)網(wǎng)。用于零散用戶遠(yuǎn)程入網(wǎng)提供的安全特性鑒別用戶身份，即需要輸入用戶名和口令回叫安全特性四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院49傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)訪問服務(wù)器的應(yīng)用場合調(diào)制解調(diào)器池......局域網(wǎng)訪問服務(wù)器調(diào)制解調(diào)器公用網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程用戶四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院50傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)各種調(diào)制解調(diào)器ADSL調(diào)制解調(diào)器線纜調(diào)制解調(diào)器ISDN卡內(nèi)置式調(diào)制解調(diào)器卡外置式調(diào)制解調(diào)器四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院51傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)Outline網(wǎng)絡(luò)的組成(Whatdoesnetworkconsistof)因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(StructureofInternet)二層交換機(jī)(Two-levelswitch)路由器(Router)高層交換機(jī)(High-levelswitch)訪問服務(wù)器(Accessserver)聯(lián)網(wǎng)物理介質(zhì)(Networkingphysicalmedia)以太網(wǎng)技術(shù)(Ethernettechnology)案例教學(xué)(Casestudy)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院52傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)物理介質(zhì)比特:在傳送器/接收器對間傳播物理介質(zhì):位于傳送器/接收器間的東西導(dǎo)引型介質(zhì):

信息在固體介質(zhì)(同軸、光纖、銅線)中傳播非導(dǎo)引型介質(zhì):

信息自由傳播，例如無線電53計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)概述雙絞線雙絞線即TwistedPair是目前結(jié)構(gòu)化布線中最常用的傳輸媒體是由兩根相互絕緣的銅導(dǎo)線按照一定的規(guī)格互相纏繞在一起而成的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，外部包裹屏蔽層或塑橡外皮而構(gòu)成它的原理是：如果外界電磁信號在兩條導(dǎo)線上產(chǎn)生的干擾大小相等而相位相反，那么這個(gè)干擾信號就會相互抵消四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院54傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)雙絞線四對（或兩對）放在一起，而且每對線使用不同顏色以便區(qū)分，在每對中的兩根線也有不同顏色的區(qū)別是一種價(jià)格便宜、安裝方便和可靠性高的傳輸媒體，適用于短距離傳輸分為屏蔽雙絞線與非屏蔽雙絞線兩種四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院55傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)非屏蔽雙絞線集中多對雙絞線，外面包一層塑料增強(qiáng)保護(hù)層形成抗干擾能力較差，誤碼率高，但價(jià)格便宜、安裝方便。其特性阻抗為100ΩEIA為非屏蔽雙絞線定義了6種質(zhì)量級別：第1、2類：電話通信中的語音和低速數(shù)據(jù)線，其最高傳輸速率為4Mb/s第3類：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)線，其最高傳輸速率為10Mb/s第4類：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)線，其最高傳輸速率為16Mb/s第5類：使用最多的一類，其最高傳輸速率為100Mb/s第6類：具有200MHz以下的傳輸特性，最高傳輸速率1000Mb/s四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院56傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)非屏蔽雙絞線的連接配件：RJ-45接頭有8個(gè)線槽分別與4對雙絞線相對應(yīng)RJ-45連接實(shí)際就是與雙絞線的連接非屏蔽雙絞線的塑料保護(hù)層內(nèi)有4對線，其中白-橙色和橙色為一交扭對白-綠色和綠色為一交扭對白-藍(lán)色和藍(lán)色為一交扭對白-棕色和棕色為一交扭對四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院57傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)RJ-45的兩種連接標(biāo)準(zhǔn)(a)EIA/TIA568A連接標(biāo)準(zhǔn)(b)EIA/TIA568B連接標(biāo)準(zhǔn)12345678RJ-45針序號白綠綠白橙藍(lán)白藍(lán)橙白棕棕雙絞線對順序12345678RJ-45針序號白橙橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕雙絞線對順序

四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院58傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)RJ-45的兩種連接情況(EIA/TIA568A標(biāo)準(zhǔn))直通方式：聯(lián)線兩邊都是568A標(biāo)準(zhǔn)，或者568B標(biāo)準(zhǔn)適用場合：主機(jī)與交換機(jī)相連EIA/TIA568A連接標(biāo)準(zhǔn)

針號：12345678一端：白綠綠白橙藍(lán)白藍(lán)橙白棕棕另端：白綠綠白橙藍(lán)白藍(lán)橙白棕棕

(a)采用EIA/TIA568A連接標(biāo)準(zhǔn)的直通方式四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院59傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)RJ-45的兩種連接情況(EIA/TIA568A標(biāo)準(zhǔn))交叉方式：聯(lián)線一邊是568A標(biāo)準(zhǔn)，另一邊568B標(biāo)準(zhǔn)適用場合：兩主機(jī)或交換機(jī)直接相連針號：1

2

345678一端：白綠綠白橙藍(lán)白藍(lán)橙白棕棕另端：白橙橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕(b)采用EIA/TIA568A連接標(biāo)準(zhǔn)交叉方式EIA/TIA568A連接標(biāo)準(zhǔn)注意：有些網(wǎng)卡或交換機(jī)能自適應(yīng)直通和交叉方式四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院60傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)光纖電纜光纜的芯是一種傳輸光束的細(xì)而柔韌的光導(dǎo)纖維，外層是涂覆層，最外層是塑料的保護(hù)層光纜中傳輸?shù)氖枪獠?，外界的電磁干擾與噪聲都不能對光信號造成影響。傳輸過程中，首先需要將電信號轉(zhuǎn)換成光信號再通過光纜傳輸，然后再經(jīng)過光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出數(shù)據(jù)的發(fā)送端或接收端需要有光電轉(zhuǎn)換裝置設(shè)備進(jìn)行處理。光纜的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)幾十Gpbs，傳輸距離可達(dá)幾十km并具有低誤碼率(10-9～10-10)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院61傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)單模光纖和多模光纖單模光纖光線是以直線方式傳輸，頻率單一，沒有折射現(xiàn)象，傳輸損耗??；通常芯徑小于10μm多模光纖光線是以波浪式傳輸，同時(shí)傳輸幾種顏色的光；通常芯徑在50μm以上，涂覆層直徑在100～600μm之間(a)多模光纖(b)單模光纖纖芯包層纖芯包層四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院62傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)傳輸媒體部分參數(shù)

介質(zhì)名稱最高傳輸速率傳輸距離

說明三類雙絞線1MHz200m16MHz100m五類雙絞線1MHz260m

16MHz160m100MHz100m超五類雙絞線1MHz400m16MHz250m

100MHz150m

1MHz200m細(xì)同軸電纜10MHz185m網(wǎng)絡(luò)跨度925m粗同軸電纜10MHz500m網(wǎng)絡(luò)跨度2500m多模光纜100MHz2000m單模光纜100MHz3000m選擇依據(jù)：距離、價(jià)格、干擾四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院63傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)要點(diǎn)Outline網(wǎng)絡(luò)的組成(Whatdoesnetworkconsistof)因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(StructureofInternet)二層交換機(jī)(Two-levelswitch)路由器(Router)高層交換機(jī)(High-levelswitch)訪問服務(wù)器(Accessserver)聯(lián)網(wǎng)物理介質(zhì)(Networkingphysicalmedia)以太網(wǎng)技術(shù)(Ethernettechnology)案例教學(xué)(Casestudy)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院64傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)以太網(wǎng)原理以太網(wǎng)(Ethernet)的工作原理為CSMA/CD。目前使用的以太網(wǎng)采用了IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)CSMA/CD的要點(diǎn)發(fā)前先聽(監(jiān)聽到信道空閑就發(fā)送數(shù)據(jù)幀)邊發(fā)邊聽(并繼續(xù)監(jiān)聽下去)發(fā)現(xiàn)沖突(如監(jiān)聽到發(fā)生了沖突)立即停發(fā)(則立即放棄此數(shù)據(jù)幀的發(fā)送)轉(zhuǎn)發(fā)強(qiáng)化(同時(shí)發(fā)送強(qiáng)化沖突信號)四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院65傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)以太網(wǎng)幀格式傳送數(shù)據(jù)的最小長度為64byteLLCPDU64bit4848可變32MAC幀目地地址源地址數(shù)據(jù)FCSMAC幀64～1518字節(jié)56位同步序列+8位前同步碼10101010…10101011以太網(wǎng)類型以太網(wǎng)類型FFFFIPX首部校驗(yàn)和長度目的SAP源SAP控制16位16位16位16位16位8位8位以太網(wǎng)類型NetWareRawLLC首部IEEE802.3LLC首部四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院66傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)快速以太網(wǎng)符合100Base-T規(guī)格的以太網(wǎng)兩種不兼容的標(biāo)準(zhǔn)100Base-T的802.3u標(biāo)準(zhǔn)100VG-AnyLAN的802.12標(biāo)準(zhǔn)(應(yīng)用較少)IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)包括100Base-T4100Base-TX100Base-FX自動(dòng)協(xié)商協(xié)議該協(xié)議適用于10/100Mb/s雙速以太網(wǎng)卡，速率升級無需人工干預(yù)，自動(dòng)檢測，自行配置完成四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院67傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)千兆比以太網(wǎng)由IEEE802.3和IEEE802.3ab工作組制定載波延伸為能檢測沖突，需將最大電纜長度減到10m，這就無實(shí)際用處了。它采用辦法，競爭期變?yōu)?12byte突發(fā)模式操作模式：站點(diǎn)獲得訪問網(wǎng)絡(luò)媒體后，突發(fā)模式允許連續(xù)發(fā)送多幀，直到達(dá)到1500byte為止IEEE802.3z標(biāo)準(zhǔn)包括1000Base-SX1000Base-LX1000Base-CX1000Base-T四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院68傅靜濤：網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計(jì)10千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)由IEEE802.3ae委員會制定，并非是簡單將以太網(wǎng)的速率提