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1、项目一构建SOHO型网络,教学目标,通过本章学习使学员能够： 1、掌握网络传输介质应用场合及特点； 2、掌握集线器、交换机之间的区别及应用场合； 3、精通二层交换机功能原理和特点； 4、熟悉实验室网络环境 5、掌握利用交换机组建小型办公网络,主要内容,项目描述 知识准备 项目实施 项目小结,课程议题,项目描述,小型办公和家居网络（SOHO）是我们日常生活中最常见的网络组织形式，出现在家庭、办公室、网吧等工作环境中。通过构建完好的小型网络环境，可以实现网络内部的设备之间的相互通信，共享网络内部资源，从而提高工作的效率，为我们的生活和工作带来方便。,小型办公网络工作场景,小型办公网络工作拓扑,腾飞
2、网络公司早期是只有10台PC的小公司，公司网络建设初期使用集线器来互连网络。在设备很少、应用不多的情况下，公司网络基本上能满足日常需求。,随公司经营不断发展，网络规模的扩大，网络设备增多，公司网络速度越来越慢，过慢的网络影响了公司日常的办公需求。 这些问题促使公司决定改造网络，扩展网络的规模，提高网络的速度，优化和配置网络，更具有些管理的功能，保证网络的安全。,小型办公网络项目任务,为了满足腾飞网络公司网络构建的需求，我们需要了解腾飞网络目前存在的问题：连网设备太多；网络速度太慢；网络应用太少面对网络目前存在的这些问题。因此改造网络的核心在于更换网络的互联设备，使用交换机来重构网络。,交换机是
3、比集线器更智能化，更安全，更具有管理性能的设备，使用交换机来重新组建网络，使网络的性能会得到很大的提高，但也会给网络的管理带来更多的技术难题。,小型办公网络项目需求分析,课程议题,知识准备,知识准备,计算机网络基础知识 常见网络线缆介绍 集线器的工作原理 交换机的工作原理 网管型交换机的基本操作 网络实验室环境介绍,课程议题,计算机网络基础知识,计算机网络介绍,Internet,SOHO,Server,Intranet,移动,宽带上网,计算机网络就是利用通信线路和通信设备，用一定的连接方法，将分布在不同地理位置，具有独立功能的多台计算机相互连接起来，在网络软件的支持下进行数据通信，实现资源共享
4、。,计算机网络发展的阶段,计算机网络的发展,简单通信功能的单机系统,复杂通信功能的多机系统,标准化及高速互联,时间,共享资源为主的计算机网络,20世纪50年代,20世纪60年代,20世纪60-70年代,20世纪80年代,计算机网络功能,服务供应商,用户间相互通信,均衡负荷及分布处理功能,资源共享,按地理位置分类,局域网（LAN） 城域网（MAN） 广域网（WAN） 互联网（INTERNET）,局域网（LAN） 广域网（WAN）,以太网,按传输介质分类,有线网 常用铜轴电缆和双绞线连接网络，特点是价格便宜，安装方便，传输距离短 光纤网 采用光导纤维作为传输介质，特点是传输距离长，传输率高可达10
5、00Mbps，抗干扰能力强。 无线网 采用电磁波承载技术，无需线缆，特点是价格较贵， 联网方式灵活，常用于辅助联网。,按网络拓朴结构分,星 型,总线型,树 型,环 型,网 型,按传输方式分,单工 半双工 全双工,按服务方式分类,客户机/服务器网络 对等网络,OSI参考模型体系结构,特点 OSI模型每层都有自己的功能集； 层与层之间相互独立又相互依靠； 上层依赖于下层，下层为上层提供服务。,4.传输层,2.数据链路层,3.网络层,1.物理层,5.会话层,6.表示层,面向用户应用,面向数据传输,7.应用层,OSI参考模型,网络设备传输数据的过程是按照OSI参考模型的层次结构运动的。,5.会话层,6
6、.表示层,7.应用层,4.传输层,2.数据链路层,1.物理层,4.传输层,2.数据链路层,3.网络层,1.物理层,5.会话层,6.表示层,7.应用层,数据,3.网络层,允许接入网络资源,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,建立、管理和终止会话,将分组从源端传送到目的端； 提供网络互联,在媒体上传输比特； 提供机械的和电气的规约,对数据进行转换、 加密和压缩,提供可靠的端到端的 报文传输和差错控制,将分组数据封装成帧； 提供节点到节点方式的传输,各层间的联系,数据报文封装,数据,数据,数据,网络层报头,数据,数据链路层报头,0101110101001000010,源端口、
7、目的端口,源IP、目的IP、协议号,源MAC、目的MAC、帧类型,二进制流“0、1”,传输层报头,数据链路层以太网,IEEE 802.3以太网标准 MAC层管理网络设备的物理地址，物理地址也被称作MAC地址。 LLC层主要负责对各种网络协议进行封装，使得协议能在物理线路上传输。,数据,源地址,帧检测序列,类型,目的地址,可变,2,6,6,4,XXXXXX XXXXXX,由厂商分配给设备,由IEEE分配给厂商(如:锐捷网络00-D0-F8),前导位,MAC 地址,8,单位:字节,Ethernet II的帧格式,MAC地址 由48bit构成，采用12位16进制数表示,课程议题,常见网络线缆介绍,网
8、络传输介质-双绞线,线序标准： 568A 白绿、绿、白橙、兰、白兰、橙、白棕、棕 568B 白橙、橙、白绿、兰、白兰、绿、白棕、棕 线缆种类 交叉线 相同设备类型接口使用交叉线 直连线 不同设备类型接口使用直连线 有效线缆长度 100米 智能MDI/MDIX 不需要知道电缆另一端为MDI还是MDIX设备两种电缆（普通、交叉）都可连接交换机、集线器或NIC设备。 消除由于电缆配错引起的连接错误简化10/100M网络安装维护，降低开销。,光纤中心是光传播的玻璃芯 芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。 再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。 光纤分为单模光纤和多模光纤,光
9、柱,光线结构示意图,网络传输介质-光纤,网络传输介质-光纤,FCPC型光尾纤接头外形图,SCPC型光尾纤接头外形图,ST-PC型光尾纤接头外形图,FC/PCSC/PC型光尾纤外形图,网络传输介质续,课程议题,集线器工作原理,共享式以太网,工作机制 CSMA/CD：载波侦听、多路访问、冲突检测,听,当PCA要发一个数据包给PCD的时候,首先PCA要先听HUB的链路上是否有数据在跑,如果有那么PCA等待,如果没有那么PCA将数据包发出.这样的做法是由于HUB上的链路是共享的,所以采用了发数据包之前先进行冲突检测的方法,那么我们称为CSMA/CD.,PC A,PC B,PC C,PC D,空闲,数据
10、,听,数据,现在的情况是PCA和PCC都要发数据,但是两人刚才都检测到HUB上是空闲的.那么两人都发.结果发生了冲突.两人都同时启动BACK OFF动作.随机的生成一个秒数,再发数据包.如果再与其他PC发送的数据包冲突.那么再次BACK OFF,BACK OFF一共可进行15次.,PC A,PC B,PC C,PC D,冲突,听,数据,随机秒数,共享式以太网,功能 负责在两个节点的物理层上按比特传递信息，完成信号的整形、放大和复制功能，以此来延长网络的长度。 特点： 所有用户共享10M带宽 任何用户发送数据时，所有用户都可以接收到 在某一时刻只允许一个用户传输数据,物理层设备-集线器,课程议题
11、,交换机工作原理,数据链路层设备以太网交换机,特点 以太网交换机是一种具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的网络产品。 二层交换机属数据链路层设备，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地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。,交换机MAC地址表学习（一）,MAC 地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,A,C,B,D,交换机初始化时MAC地址表是空的。,交换机MAC地址表学习（二）,MAC 地址表,0260.8c01.111
12、1,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,F0/1: 0260.8c01.1111,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,A,C,B,D,主机之间互相发送数据，交换机会学习数据帧的源MAC地址。,交换机帧转发原理（一）,已知单播帧 过滤操作Filtering,F0/1: 0260.8c01.1111,F0/2: 0260.8c01.2222,F0/3: 0260.8c01.3333,F0/4: 0260.8c01.4444,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444
13、,X,X,MAC地址表,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,A,C,B,D,交换机帧转发原理（二）,未知单播帧，广播帧： 执行广播操作Flooding(泛洪),0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,F0/1: 0260.8c01.1111,F0/2: 0260.8c01.2222,F0/3: 0260.8c01.3333,F0/4: 0260.8c01.4444,MAC 地址表,A,C,B,D,冲突域与广播域,1,2,3,四个冲突域、一个广播域,转发方式,交换机的三种转
14、发方式 直通式 存储转发式 无碎片直通式（更高级的直通式转发）,直通式,直通式（Cut Through）方式处理过程 在输入端口检测到一个数据包后，只检查其包头，取出目的地址，通过内部的地址表确定相应的输出端口，然后把数据包转发到输出端口这样就完成了交换。因为它只检查数据包的包头（通常只检查14个字节）。,Cut存储转发式,存储转发（Store and Forward）处理过程 是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一，在这种工作方式下交换机的控制器先缓存输入到端口的数据包，然后进行CRC校验，滤掉不正确的帧，确认包正确后，取出目的地址，通过内部的地址表确定相应的输出端口，然后把数据包转发到输
15、出端口。,无碎片直通式,无碎片直通（Fragment Free Through）过程 是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案，它检查数据包的长度是否够64 Bytes（512bit）如果小于64 Bytes，说明该包是碎片（即在信息发送过程中由于冲突而产生的残缺不全的帧），则丢弃该包，如果大于64 Bytes，则发送该包。该方式的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢。,交换机互连方式,级联： 交换机之间利用以太网接口连接起来 扩展网络范围 单链路带宽瓶颈 延时大 堆叠: 通过堆叠线缆将交换机的背板连接起来，扩大级联带宽 堆叠线缆短（1米） 解决带宽瓶颈（单链路1G或更大） 延时小 统一管理,堆叠菊花链,链路带宽1G 锐捷交换机支持最多8台交换机堆叠,堆叠-主从式,链路带宽2.66G,ROM,Flash,Interface,CPU,RAM,交换机设备硬件组成,交换机设备=硬件构件+软件操作系统(RGNOS),交换机性能参数,背板带宽 24X100MX24.8G S2126G 12.8G 包转发率 S2126G 6.6MPPS MAC地址表大小 8K 线速交换 1,000Mbps/8bit/(64 + 8 + 12)byte=1,488,095pps,课程议题,网管型交换机的基本操作,交换机的管理
