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1、技术服务部：技术服务部：手手 机：机：Email：讲师介绍以太网技术的发展历程以太网技术的发展历程L2交换机工作原理交换机工作原理VLAN技术技术VLAN间路由三层交换间路由三层交换交换机相关技术介绍交换机相关技术介绍交换机典型应用方案交换机典型应用方案课程内容以太网技术的产生以太网技术的产生以太网是美国施乐（以太网是美国施乐（Xerox）公司的）公司的Palo Alto研究中心（简称为研究中心（简称为PARC）于）于1975年研制成功的，以曾经在历史上表示传播电磁波年研制成功的，以曾经在历史上表示传播电磁波的的以太（以太（Ether）命名。命名。目前的主流以太网标准是目前的主流以太网标准是D
2、EC、Intel、Xerox联合提出的联合提出的DIX Ethernet V2，很多时候我们也用，很多时候我们也用IEEE 802.3代指。代指。10BASE510BASE2MAC（媒体接入控制）地址（媒体接入控制）地址在局域网中，硬件地址又被称为物理地址或在局域网中，硬件地址又被称为物理地址或MAC地址地址，固化在以，固化在以太网卡的太网卡的ROM中。中。目前以太网中广泛使用的是目前以太网中广泛使用的是6字节字节的的MAC地址，通常表示为地址，通常表示为12位位的点分十六进制数的点分十六进制数。 MAC地址由地址由IEEE的注册管理委员会的注册管理委员会RAC负责分配和管理，每个负责分配和管
3、理，每个地址由两部分组成，分别是地址由两部分组成，分别是机构唯一标识符机构唯一标识符和和扩展标识苻扩展标识苻。00000000 00000001 0111101000000001 00000001 0000000100-01-7A-01-01-010001.7A01.0101OUIOUIEIEI以太网以太网V2帧格式帧格式4615002664# Bytes目的地址目的地址源地址源地址类型类型数据数据FCSIP数据包数据包帧间隙帧间隙 前同步码前同步码 帧定界符帧定界符MAC帧帧1712641518网络层网络层链路层链路层物理层物理层IP或或ARP或或RARP10101011三种帧传播方式三种帧
4、传播方式00-01-7A-01-01-0100-01-7A-01-01-0200-01-7A-01-01-0300-01-7A-01-01-0400-01-7A-01-01-05DA:00-01-7A-01-01-05麻烦帮我打印麻烦帮我打印份文档。份文档。所有人马上所有人马上来会议室。来会议室。DA:FF-FF-FF-FF-FF-FF管理部人员请管理部人员请来领资料。来领资料。DA:01-00-5E-00-00-01 单播单播：一对一，：一对一， 广播广播：一对全体；：一对全体； 组播组播：一对多；：一对多；冲突域冲突域以太网链路管理以太网链路管理CSMA/CD CSMA/CD：载波监听多路
5、接入：载波监听多路接入/碰撞检测碰撞检测我要发消息我要发消息了，别跟我了，别跟我抢线！抢线！已经有人用了？已经有人用了？那等会吧那等会吧以太网技术的发展以太网技术的发展70年代年代80年代年代90年代年代以太网产生以太网产生10M以太网发展成熟以太网发展成熟共享式共享式LAN交换机交换机100M快速以太网快速以太网92年年96年年千兆以太网迅速发展千兆以太网迅速发展万兆以太网出现万兆以太网出现2002年年同轴电缆同轴电缆10BASE510BASE2双绞线双绞线光纤光纤10BASE-T10BASE-F100BASE-TX100BASE-FX1000BASE-T1000BASE-SX1000BAS
6、E-T1000BASE-X以太网技术的发展历程以太网技术的发展历程L2交换机工作原理交换机工作原理VLAN技术技术VLAN间路由三层交换间路由三层交换交换机相关技术介绍交换机相关技术介绍交换机典型应用方案交换机典型应用方案课程内容冲突域冲突域集线器（集线器（Hub）的缺陷）的缺陷半双工，冲突严重，广播泛滥半双工，冲突严重，广播泛滥半双工，冲突严重，广播泛滥半双工，冲突严重，广播泛滥冲突域冲突域5冲突域冲突域4冲突域冲突域3冲突域冲突域2冲突域冲突域1以太网交换机组建星型网络以太网交换机组建星型网络全双工，全线速交换，自适应全双工，全线速交换，自适应全双工，全线速交换，自适应全双工，全线速交换，
7、自适应以太网交换机工作原理以太网交换机工作原理00-01-7A-01-01-0100-01-7A-01-01-0300-01-7A-01-01-0400-01-7A-01-01-0500-01-7A-01-01-02MAC地址地址所在端口所在端口00-01-7A-01-01-01000-01-7A-01-01-021Port 0Port 1Port 2Port 3DA:00-01-7A-01-01-05ARP以太网交换机的交换模式以太网交换机的交换模式 直通式：直通式：交换机接收到目的地址即开交换机接收到目的地址即开始转发过程始转发过程存储转发式：存储转发式：交换机将全部内容接收才开交换机将全
8、部内容接收才开始转发过程始转发过程碎片隔离式：碎片隔离式：交换机接收完数据包的前交换机接收完数据包的前64字节，然后根据头信息查表转字节，然后根据头信息查表转发。发。以太网技术的发展历程以太网技术的发展历程L2交换机工作原理交换机工作原理VLAN技术技术VLAN间路由三层交换间路由三层交换交换机相关技术介绍交换机相关技术介绍交换机典型应用方案交换机典型应用方案课程内容二层交换的局限性二层交换的局限性冲突域冲突域5冲突域冲突域4冲突域冲突域3冲突域冲突域2冲突域冲突域1广播域广播域ARP张三，给我张三，给我出来！出来！我晕我晕这里没这里没有张三啊有张三啊吵死了吵死了没法没法做事啦！做事啦！广播风
9、暴广播风暴广播风暴广播风暴用用VLAN隔离广播域隔离广播域VLAN1：营销部：营销部VLAN2：财务部：财务部VLAN3：工程部：工程部VLAN（虚拟局域网）介绍（虚拟局域网）介绍VLAN是是虚拟局域网虚拟局域网的英文的英文缩写，是基于一个广播域的缩写，是基于一个广播域的交换机端口的集合。交换机端口的集合。VLAN 技术的核心是通过路技术的核心是通过路由和交换设备在网络的物理由和交换设备在网络的物理拓扑结构基础上建立一个逻拓扑结构基础上建立一个逻辑网络，以使得网络中任意辑网络，以使得网络中任意几个几个LAN段或和单站能够组段或和单站能够组合成一个逻辑上的局域网，合成一个逻辑上的局域网，互相隔离
10、，从而阻隔广播包，互相隔离，从而阻隔广播包，隔离广播域。隔离广播域。IEEE802.1Q VLAN标准标准IEEE 802.1Q标准定义了标准定义了VLAN的基本概念和实现原理。的基本概念和实现原理。IEEE 802.1Q标准定义了一种新的帧格式。它在标准的以太网帧标准定义了一种新的帧格式。它在标准的以太网帧的源的源MAC地址后面加入了一个地址后面加入了一个Tag header（4字节），此格式如字节），此格式如上图所示。上图所示。标准以太网帧标准以太网帧802.1Q802.1Q帧格式帧格式4615002664# Bytes目的地址目的地址源地址源地址类型类型数据数据FCS目的地址目的地址源地
11、址源地址Tag类型类型数据数据FCS0X8100PriorityCFIVLAN ID46150046642802.1Q VLAN相关概念相关概念UntagUntagTagTagUntagPort 2Port 0Port 0/0Port 0/2Port 0/1VLAN1VLAN2UntagPort 1VLAN号号：VLAN编号从编号从14094，一个，一个VLAN可以包含多个端口，一可以包含多个端口，一个端口也可以同属于多个个端口也可以同属于多个VLAN，同属一个，同属一个VLAN的多个端口数据可以的多个端口数据可以相互转发。相互转发。Tag端口：端口：从该端口转发出交换机的报文将打上从该端口转
12、发出交换机的报文将打上Tag标记。标记。Untag端口：端口：从该端口转发出交换机的报文将不带从该端口转发出交换机的报文将不带Tag标记。标记。PVID：端口的默认端口的默认VLAN号，当收到一个号，当收到一个Untagged帧时，该帧就被指帧时，该帧就被指定为接收端口的缺省定为接收端口的缺省VLAN。802.1Q VLAN应用范例应用范例Port 1Port 2Port 3Port 4Port 5PVID：60PVID：60PVID：61PVID：61PVID：60VLAN 60：Port 1（Untagged） Port 2（tagged） Port 5（tagged）VLAN 61：Po
13、rt 3（Untagged）Port 4（tagged） Port 5（tagged）VLAN技术的发展技术的发展动态动态VLAN：区别于传统基：区别于传统基于端口的于端口的VLAN，可以基于，可以基于MAC地址、地址、IP地址、协议地址、协议进行进行VLAN划分；划分；Super VLAN（Q in Q）技）技术：术：VLAN的嵌套，运营商的嵌套，运营商可以用这种技术接入多个用可以用这种技术接入多个用户。户。以太网技术的发展历程以太网技术的发展历程L2交换机工作原理交换机工作原理VLAN技术技术VLAN间路由三层交换间路由三层交换交换机相关技术介绍交换机相关技术介绍交换机典型应用方案交换机典
14、型应用方案课程内容VLAN间互通的需求间互通的需求VLAN1：营销部：营销部VLAN2：财务部：财务部VLAN3：工程部：工程部我的费用怎我的费用怎么还没报下么还没报下来？来？这个这个财务和财务和我们没法通我们没法通用路由器实现用路由器实现VLAN互通互通VLAN1：营销部：营销部VLAN2：财务部：财务部VLAN3：工程部：工程部单臂路由解决方案单臂路由解决方案VLAN1：营销部：营销部VLAN2：财务部：财务部VLAN3：工程部：工程部路由解决方案的问题路由解决方案的问题VLAN1：营销部：营销部VLAN3：财务部：财务部VLAN4：后勤部：后勤部VLAN2：工程部：工程部20/8020/
15、80规则规则规则规则我撑不住我撑不住了了三层交换技术的提出三层交换技术的提出路由器：路由器： 三层三层IPIP包转发；高数据流控包转发；高数据流控制能力，低转发能力；制能力，低转发能力；交换机：交换机： 二层以太网帧转发；低数据二层以太网帧转发；低数据流控制能力，高转发能力；流控制能力，高转发能力；三层交换机：三层交换机： 二层交换三层转发；二层交换三层转发； 高转发能力数据流控高转发能力数据流控制能力制能力三层交换机工作原理三层交换机工作原理IP地址地址所在端口所在端口192.168.0.10/0192.169.1.21/15VLAN1VLAN2SW1SW2一次路由，一次路由，一次路由，一次
16、路由，多次交换多次交换多次交换多次交换路由器与三层交换机对比路由器与三层交换机对比项目项目路由器路由器三层交换机三层交换机端口类型端口类型非常丰富，几乎可以支持所非常丰富，几乎可以支持所有通信端口有通信端口比较单一，主要支持以太网，在比较单一，主要支持以太网，在骨干级设备上才会支持骨干级设备上才会支持POS和和ATM转发实现途径转发实现途径主要以主要以CPU加软件实现转发加软件实现转发由硬件由硬件ASIC实现转发实现转发数据控制能力数据控制能力强，有各种软件队列机制强，有各种软件队列机制弱，主要靠硬件实现弱，主要靠硬件实现路由算法路由算法最长掩码匹配最长掩码匹配第一包路由，以后做精确匹配或第一
17、包路由，以后做精确匹配或者最长匹配者最长匹配包转发率包转发率低低高高成本成本高高低低二层交换二层交换不支持不支持支持支持三层接口和物理三层接口和物理接口对应关系接口对应关系一一对应一一对应一个一个VLAN三层接口可以包含多三层接口可以包含多个物理接口个物理接口以太网技术的发展历程以太网技术的发展历程L2交换机工作原理交换机工作原理VLAN技术技术VLAN间路由三层交换间路由三层交换交换机相关技术介绍交换机相关技术介绍交换机典型应用方案交换机典型应用方案课程内容生成树技术生成树技术采用生成树协议采用生成树协议STP，可以有效的管理冗余链可以有效的管理冗余链路，实现阻断环路和链路，实现阻断环路和链
18、路备份；路备份；协议标准协议标准IEEE 802.1D快速生成树快速生成树RSTP多生成树协议多生成树协议MSTP端口流量镜像端口流量镜像查看网络中某些端口流量，用于故障定位和分析；查看网络中某些端口流量，用于故障定位和分析；ASIC将将被镜像端口被镜像端口所收发的报文同步地拷贝一份给所收发的报文同步地拷贝一份给监监控端口控端口；被镜像端口可以是一个端口，也可以是一组端口监控端被镜像端口可以是一个端口，也可以是一组端口监控端口具有普通业务口的功能；口具有普通业务口的功能；监控端口监控端口被镜像端口被镜像端口被镜像端口被镜像端口链路聚合技术链路聚合技术Link Aggregation-将两个以上
19、的端口捆绑在一起，增加将两个以上的端口捆绑在一起，增加上行端口，实现带宽链路备份和负载分担；上行端口，实现带宽链路备份和负载分担；链路聚合的三种模式：链路聚合的三种模式：(根据源、目的根据源、目的MAC分为分为)Ingress、Ingress-egressEgress目前也有根据目前也有根据IP实现负载分担；实现负载分担；TRUNK以太网技术的发展历程以太网技术的发展历程L2交换机工作原理交换机工作原理VLAN技术技术VLAN间路由三层交换间路由三层交换交换机相关技术介绍交换机相关技术介绍交换机典型应用方案交换机典型应用方案课程内容大楼局域网方案大楼局域网方案大楼核心交换机大楼核心交换机Int
20、ernet楼层接入交换机楼层接入交换机办公电脑办公电脑防火墙防火墙路由器路由器S3026GS3152百兆接入百兆接入S3200千兆接入千兆接入千兆光纤千兆光纤百兆铜线百兆铜线千兆铜线千兆铜线典型产品典型产品S6900S6800地市级、厅局地市级、厅局级单位大楼级单位大楼S6800省级单位省级单位大楼大楼标准：这个产品的标准是标准：这个产品的标准是大楼的用户数量；大楼的用户数量；标准：这个产品的标准是标准：这个产品的标准是接入的端口速率；接入的端口速率；园区局域网方案园区局域网方案大楼大楼A核心核心交换机交换机楼层接入楼层接入交换机交换机办公电脑办公电脑S3026GS3152百兆接入百兆接入S3
21、200千兆接入千兆接入千兆光纤千兆光纤百兆铜线百兆铜线千兆铜线千兆铜线典型产品典型产品S6900、S6800、S4100F大楼、园区的核心大楼、园区的核心标准：这个产品的标准是标准：这个产品的标准是大楼的汇聚用户数量；大楼的汇聚用户数量；标准：这个产品的标准是标准：这个产品的标准是接入的端口速率；接入的端口速率；千兆光纤千兆光纤大楼大楼B核心核心交换机交换机S8900、S6800园区网的核心园区网的核心标准：这个产品的标准是标准：这个产品的标准是园区用户总数；园区用户总数；园区核心园区核心交换机交换机万兆光纤万兆光纤局域网局域网局域网局域网S3026GS3152百兆接入百兆接入S3200千兆接
22、入千兆接入典型产品典型产品S6900、S4100F、S4100E地市网络的核心地市网络的核心标准：这个产品的标准是标准：这个产品的标准是地市网络的规模；地市网络的规模；标准：这个产品的标准是标准：这个产品的标准是接入的端口和端口数量；接入的端口和端口数量；S8900、S6800园区网的核心园区网的核心标准：这个产品的标准是标准：这个产品的标准是全省网络的规模全省网络的规模SDHSDHSDH路由器路由器二层交换机二层交换机宽窄带一宽窄带一体路由器体路由器路由器路由器二层交换机二层交换机宽窄带一宽窄带一体路由器体路由器地市汇聚地市汇聚路由器路由器省级汇聚省级汇聚路由器路由器地市汇聚地市汇聚交换机交
23、换机地市汇聚地市汇聚交换机交换机省网汇聚省网汇聚交换机交换机S30B百兆接入百兆接入广域网方案广域网方案S4100F千兆接入千兆接入典型产品典型产品S6800、S6900功能分区的核心功能分区的核心标准：这个产品的标准是标准：这个产品的标准是性能要求；性能要求；标准：千兆接入是这个基标准：千兆接入是这个基本的主流形态；本的主流形态；S8900数据中心网络的核心数据中心网络的核心标准：这个产品的标准是标准：这个产品的标准是全省网络的规模全省网络的规模数据中心数据中心核心交换机核心交换机功能分区功能分区核心交换机核心交换机功能分区功能分区核心交换机核心交换机功能分区功能分区接入交换机接入交换机功能分区功能分区接入交换机接入交换机千兆线缆千兆线缆万兆光纤万兆光纤千兆线缆千兆线缆数据中心方案数据中心方案S8900NE5000BrasSR地市地市小区汇聚小区汇聚楼道接入楼道接入S4100EGEGES3000S2000GSRFEFEFES6800、S6900省网省网10GE典型城域网方案典型城域网方案
