《计算机网络设计 第2版 教学课件 ppt 作者 易建勋 姜腊林 史长琼 第09章 综合布线系统设计[增强版]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络设计 第2版 教学课件 ppt 作者 易建勋 姜腊林 史长琼 第09章 综合布线系统设计[增强版]（196页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、主讲：易建勋,第1页 共195页,第9章 综合布线系统设计,9.1 常用网络设备选型 9.2 网络设备的互连 【重点】 9.3 综合布线系统设计 【重点】 9.4 网络中心机房设计,主讲：易建勋,第2页 共195页,9.1 常用网络设备选型,主讲：易建勋,第3页 共195页,9.1 常用网络设备选型,9.1.1 交换设备 1交换机的主要功能 最基本的交换是物理层的交换。其他层的交换实际上是一种软交换或虚拟交换，可由软件和固件实现。 以太网交换机是支持以太网接口的多端口网桥。 交换机使用硬件实现过滤、学习和转发数据包。,主讲：易建勋,第4页 共195页,9.1 常用网络设备选型,2数据交换模式
2、（1）直通式 只检查数据包包头，获取目的地址，然后根据交换机内部的MAC地址表查找，将数据包发送到相应端口。 优点： 不存储数据包，延迟小，交换速度快。 缺点： 当网段发生故障，出现残帧和巨帧时，交换机会将这些错帧传播到与它相连的网段上，从而大大降低网络性能。,主讲：易建勋,第5页 共195页,9.1 常用网络设备选型,（2）存储转发式 将数据包存储在交换机缓冲区，检测数据包是否正确。如果数据包正确，再取出数据包的目的地址，通过查表将数据包发送到相应的输出端口；如果数据包错误，则丢弃该数据包，处理下一个数据包。 优点： 提高了网络链路的利用率。 缺点： 数据处理时延大； 大部分交换机采用存储转
3、发交换模式。,主讲：易建勋,第6页 共195页,9.1 常用网络设备选型,P224图9-1 模块化交换机和固定配置交换机,主讲：易建勋,第7页 共195页,9.1 常用网络设备选型,3第2层交换机 2层交换机对数据包的转发，主要是MAC地址查表。 MAC地址查表功能较简单，一般由交换机中的硬件芯片处理，因此速度相当高，只需几十s。 如果交换机收到一个不认识的数据包，交换机会向每一个端口广播。接收端口回应后，交换机就会学习到了新的地址，并把它添加到内部MAC地址表中。 2层交换机功能单一，价格便宜，往往用做接入层交换机。,主讲：易建勋,第8页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 2层交换
4、机工作原理,主讲：易建勋,第9页 共195页,9.1 常用网络设备选型,4第3层交换机 3层交换机工作过程为“一次路由，多次交换”。 3层交换机可以隔离广播数据包。 3层交换机大大减少了“拆包/打包”的工作，因此3层交换机的速度大大高于路由器。 3层交换机适用于有多个子网，且不同子网之间需要互通的网络。,主讲：易建勋,第10页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 三层交换机结构,主讲：易建勋,第11页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 三层交换机工作原理,主讲：易建勋,第12页 共195页,9.1 常用网络设备选型,5第4层交换机 4层交换机进行数据包转发时，不仅依据MAC地
5、址（第2层）或源/目标主机IP地址（第3层），而且依据TCP/UDP（第4层）端口号。 4层交换机功能： 数据包过滤。 负载均衡。 服务质量。 高可靠。,主讲：易建勋,第13页 共195页,9.1 常用网络设备选型,第3层、第4层交换机正在逐步取代速度较慢、价格昂贵的传统路由器。 线速路由交换机： 组成：I/O线路卡，交换引擎和路由处理机。 每个端口接一块I/O线路卡，它由专用硬件构成，负责数据包的进出排队和路由识别； 交换引擎负责数据包的转发； 路由处理机负责路由计算、服务质量等。 交换机与路由器之间的差别逐步淡化。,主讲：易建勋,第14页 共195页,9.1 常用网络设备选型,6模块化交换
6、机与固定配置交换机 模块化交换机提供了一系列的扩展模块。 100M/1000M/10G以太网模块； VoIP语音模块； 流量控制模块等。 模块化交换机大部分为3层或4层交换机。 模块化交换机一般作于网络汇聚层、核心层。 固定配置交换机成本低，用于网络接入层。,主讲：易建勋,第15页 共195页,9.1 常用网络设备选型,7交换机技术参数 端口数量（8、16、24、48口等）； 端口类型（电口、光口）； 端口传输速率（10/100/1000M、10GE）； 背板带宽； 包转发速率； MAC地址表大小； 工作层（2、3、4层）； 数据转发模式（直通、存储转发）； 网络管理等。,主讲：易建勋,第16
7、页 共195页,9.1 常用网络设备选型,（1）背板带宽 背板带宽标志了交换机总的数据交换能力，单位为Gbit/s。 背板带宽越高，处理数据的能力越强。 交换机背板带宽计算： 背板带宽=单个端口速率端口数2（全双工） （2）包转发速率 包转发速率（也称为通吐量）单位为pps（包/秒）,主讲：易建勋,第17页 共195页,9.1 常用网络设备选型,8交换机产品 中低端交换机生产厂商很多 高端交换机生产厂商主要有： Cisco（思科） Juniper（杰科） H3C（华为3COM） 中兴通信等公司。,主讲：易建勋,第18页 共195页,9.1 常用网络设备选型,9在网络设计中布置交换机的基本原则
8、可通过增加交换机引擎来提升交换机处理速度。 使用交换机或路由器对网络进行合理分段，这是解决网络过分拥挤的最好方法。 当数据包10分钟内平均碰撞率超过37%时，网络性能会急剧下降。 小于10%的数据包碰撞率是可以接受的。 50%的网络带宽利用率是较为优化的网络环境。,主讲：易建勋,第19页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 Cisco 3660交换机,主讲：易建勋,第20页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 交换机,4-7层交换机,Alcatel交换机,主讲：易建勋,第21页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 交换机,Cisco交换机,Juniper M160交换机
9、,主讲：易建勋,第22页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 1000M 3层 工业交换机,主讲：易建勋,第23页 共195页,9.1 常用网络设备选型,9.1.2 路由设备 1路由器的主要功能 路由器是网络层数据包转发设备。 路由器主要功能是网络协议转换和数据包路由。,主讲：易建勋,第24页 共195页,9.1 常用网络设备选型,2路由器的硬件组成 路由功能可以由“服务器+路由软件”实现，但是运行效率很低。 硬件路由器是一台专用计算机，它由CPU，内存，闪存（相当于硬盘），主板等部件组成。 中高端路由器为模块化结构 低端路由器为非模块化结构,主讲：易建勋,第25页 共195页,9.1
10、 常用网络设备选型,P227图9-2 Cisco路由器产品,主讲：易建勋,第26页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 Cisco 2821路由器,主讲：易建勋,第27页 共195页,9.1 常用网络设备选型,3路由器性能指标 （1）吞吐量 吞吐量与路由器端口数量、端口速率、数据包长度、路由计算模式、测试方法等有关。 吞吐量是指在不丢包的情况下,单位时间内通过路由器的数据包数量。 （2）丢包率 路由器在轻负载条件下（吞吐量10%时），丢包率一般小于0.1%； 在重负载条件下（吞吐量80%时），丢包率一般小于0.3%。,主讲：易建勋,第28页 共195页,9.1 常用网络设备选型,（3）
11、时延 时延原因： 传输信道造成的链路传输时延 网络设备中的队列时延。 数据业务对时延抖动不敏感。 （4）路由表容量 路由器容纳的路由条目数量。 （5）其他指标 连接认证，VPN，QoS，IP语音，冗余协议，网管，冗余电源，热插拔组件等。,主讲：易建勋,第29页 共195页,9.1 常用网络设备选型,4路由器的接口 （1）Ethernet（以太网）接口 （2）Console（控制）接口 用于配置路由器，用交叉线进行连接。 （3）AUX（辅助）接口 用于远程Modem拨号，极少使用。 （4）WIC（广域网接口卡）接口 接入方式有：ADSL卡；模拟Modem接口卡；E1数据服务单元接口卡等。,主讲：
12、易建勋,第30页 共195页,9.1 常用网络设备选型,（5）NM（网络模块）接口 可安装各种局域网或广域网模块。 以太网模块；交换模块；广域网接口模块；语音服务模块；模拟拨号模块；入侵检测模块；报警控制器模块等。 （6）AIM（高级集成模块）接口 AIM插槽用来安装12个AIM模块。 AIM模块可以加速路由器性能。 功能：硬件辅助数据压缩模块；数据加密模块；数字语音模块等。,主讲：易建勋,第31页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 路由器内部结构,主讲：易建勋,第32页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 路由器物理接口,主讲：易建勋,第33页 共195页,9.1 常用网络
13、设备选型,案例 路由器串行接口,主讲：易建勋,第34页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 小型路由器结构,主讲：易建勋,第35页 共195页,9.1 常用网络设备选型,P227图9-2 Cisco网络模块,Cisco WIC卡,Cisco NM卡,主讲：易建勋,第36页 共195页,9.1 常用网络设备选型,9.1.3 安全设备 1防火墙设备 硬件防火墙是一台专用计算机，它包括CPU、内存、硬盘、网卡等部件，一般采用机架式结构。 防火墙中安装有网络操作系统和专业防火墙程序。 一些防火墙安装通用网络操作系统（如FreeBSD）； 一些防火墙采用专用操作系统（如Screen OS）。 防
14、火墙程序：包过滤程序、代理服务器程序、路由程序等。,主讲：易建勋,第37页 共195页,9.1 常用网络设备选型,P230图9-4 防火墙外观与内部结构,飞塔防火墙,主讲：易建勋,第38页 共195页,9.1 常用网络设备选型,企业级防火墙软件： 以色列Check Point 微软公司ISA Server 国外硬件防火墙： 飞塔防火墙 Juniper（杰科）公司NetScreen LinkTust（安氏）公司FireWall Cisco公司ASA、PIX等 国内防火墙厂商： 天融信公司、深信服、华为3COM公司等。,主讲：易建勋,第39页 共195页,9.1 常用网络设备选型,9.1.4 服务
15、器设备 1PC服务器的类型 PC服务器与PC在软件上完全兼容。 PC服务器的要求： 高性能（如多CPU，大容量内存等）； 高I/O吞吐量（如SAS接口，RAID等）； 很好的可靠性（如连续运行，热插拔等）。 PC服务器NOS： Windows Server、Linux、FreeBSD等。,主讲：易建勋,第40页 共195页,9.1 常用网络设备选型,PC服务器国外厂商： IBM、HP、Dell等 国内主要厂商： 浪潮、曙光、联想等。 PC服务器的类型： 机箱式 机架式 刀片式等,主讲：易建勋,第41页 共195页,9.1 常用网络设备选型,P232图9-5 机箱式PC服务器,主讲：易建勋,第4
16、2页 共195页,9.1 常用网络设备选型,P232图9-5 机架式PC服务器,主讲：易建勋,第43页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 刀片式PC服务器,主讲：易建勋,第44页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 刀片式服务器,主讲：易建勋,第45页 共195页,9.1 常用网络设备选型,案例 PC服务器,服务器硬盘,主讲：易建勋,第46页 共195页,9.1 常用网络设备选型,2. 集群计算机系统 2009年统计数据，世界500强计算机中，有379台超级计算机采用集群结构，占76的比例。 集群结构是超级计算机的主流体系结构。 集群技术将多台相互独立的计算机（大多采用PC服务器），通过高速网络组成一个完整的服务器系统，并以单一系统的模式加以管理，使多台服务器像一台机器一样工作。,主讲：易建勋,第47页 共195页,9.1 常用网络设备选型,集群系统可以提供高性能的不停机服务。 使用多台PC服务器组成一台超级计算机的设计方案，比设计一台专用超级计
