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1、网络设备的品牌思科，华为，H3C，锐捷等网络设备的基本分类数通产品，无线产品，安全产品等数通产品路由器，交换机某公司准备对内部网络进行重新规划，具体需求如下：公司计划使用一个C类IP地址192.168.0.0/24来作为公司的内网地址，现公司共有7个部门，每个部门的电脑台数不多于20台，请根据以上要求设计公司的子网，要求写出具体的子网号和子网掩码？解：依题意可知： 公司有7个部门，根据子网计算公式27，n=3，故需向主机位借3位作为网络位，即现在的网络位为24+3=27，主机位为32-27=5根据主机数计算公式2-2，n=5，故主机数为30，满足题目要求。子网号为：192.168.0.0/27
2、 子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.32/27 子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.64/27 子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.96/27 子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.128/27 子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.160/27 子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.192/27 子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.224/27 子网掩码：255
3、.255.255.224分布层/汇聚层核心层访问层/接入层将数据流交换到合适的地方路由选择、过滤和WAN的接入终端到网络的入口为了简化网络的设计、实现和管理，CISCO使用一种层次模型来描述网络1：端接设备到网络的接入点。2：用户经常需要访问的资源位于本地，前往来自本地资源的数据只在资源、交换机和最终用户之间传输。访问层位于接入层和网络核心层之间访问层的汇接点路由数据分割广播域/多点传送域介质转换安全性远程访问的接入点分布层它尽快地将数据流交换到合适的服务用户需要访问企业服务时，其请求将在分布层被处理，并被分布层设备转发给主干，然后主干将请求传输给相应的企业服务核心层数据库服务、存储服务、WE
4、B服务、电子邮件服务。1、要了解如何组建互连网络，首先必须知道数据流是如何在网络中传输的。为此，可使用一种概念性网络框架：OSI参考模型。2、OSI模型用途：帮助理解互连网络的工作原理，作为创建和实现网络标准、设备和互连网络方案的指南（框架）3、优点：将复杂的网络划分成简单的组成部分；让工程师能够侧重于模块功能的设计和开发；使得能够定义标准接口，实现即插即用和多厂商交互。Router-Color and subduedBridgeWorkgroup SwitchColor/SubduedRoute/Switch Processor Multilayer SwitchCisco IOS Fire
5、wallPIX FirewallRight and LeftWirelessRouterCPU CPU是路由器最核心的组成部分。不同系列、不同型号的路由器，是路由器最核心的组成部分。不同系列、不同型号的路由器，其中的其中的CPU也不尽相同。处理器的好坏直接影响路由器的吞吐量（路由也不尽相同。处理器的好坏直接影响路由器的吞吐量（路由表查找时间）和路由计算能力（影响网络路由收敛时间）。表查找时间）和路由计算能力（影响网络路由收敛时间）。 一般来说，处理器主频在一般来说，处理器主频在100M或以下的属于较低主频，这样的低端路由或以下的属于较低主频，这样的低端路由器适合普通家庭和器适合普通家庭和SOH
6、O用户的使用。用户的使用。100M到到200M属于中等主频，属于中等主频，200M以上则属于较高主频，适合网吧、中小企业用户以及大型企业的分以上则属于较高主频，适合网吧、中小企业用户以及大型企业的分支机构。支机构。 内存内存 路由器中可能由多种内存，例如路由器中可能由多种内存，例如Flash、DRAM等。内存用作存储等。内存用作存储配置、路由器操作系统、路由协议软件等内容。在中低端路由器中，路配置、路由器操作系统、路由协议软件等内容。在中低端路由器中，路由表可能存储在内存中。通常来说路由器内存越大越好（不考虑价格）。由表可能存储在内存中。通常来说路由器内存越大越好（不考虑价格）。但是与但是与C
7、PU能力类似，内存同样不直接反映路由器性能与能力。因为高能力类似，内存同样不直接反映路由器性能与能力。因为高效的算法与优秀的软件可能大大节约内存。目前的路由器内存中，效的算法与优秀的软件可能大大节约内存。目前的路由器内存中，1M到到4M Bytes属于低等，属于低等，8M Bytes属于中等，属于中等，16M Bytes或以上就属于较或以上就属于较大内存了。大内存了。 吞吐量吞吐量 网络中的数据是由一个个数据包组成，对每个数据包的处理都要耗费网络中的数据是由一个个数据包组成，对每个数据包的处理都要耗费资源。吞吐量是指在不丢包的情况下单位时间内通过的数据包数量，也就资源。吞吐量是指在不丢包的情况
8、下单位时间内通过的数据包数量，也就是指设备整机数据包转发的能力，是设备性能的重要指标。路由器吞吐量是指设备整机数据包转发的能力，是设备性能的重要指标。路由器吞吐量表示的是路由器每秒能处理的数据量，是路由器性能的一个直观上的反映。表示的是路由器每秒能处理的数据量，是路由器性能的一个直观上的反映。 支持网络协议支持网络协议 就像人们说话用某种语言一样，在网络上的各台计算机之间也有一种就像人们说话用某种语言一样，在网络上的各台计算机之间也有一种语言，这就是网络协议，不同的计算机之间必须共同遵守一个相同的网络语言，这就是网络协议，不同的计算机之间必须共同遵守一个相同的网络协议才能进行通信。常见的协议有
9、：协议才能进行通信。常见的协议有：TCP/IP协议、协议、IPX/SPX协议、协议、NetBEUI协议等。在局域网中用得的比较多的是协议等。在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX。用户如果访问。用户如果访问Internet，就必须在网络协议中添加，就必须在网络协议中添加TCP/IP协议。协议。 VPN支持能力支持能力 通常路由器都能支持通常路由器都能支持VPN。其性能差别一般体现在所支持。其性能差别一般体现在所支持VPN数量上。数量上。专用路由器一般支持专用路由器一般支持VPN数量较多。无故障工作时间数量较多。无故障工作时间:该指标按照统计方式该指标按照统计方式指出设备无故障工作的时间。一般
10、无法测试，可以通过主要器件的无故障指出设备无故障工作的时间。一般无法测试，可以通过主要器件的无故障工作时间计算或者大量相同设备的工作情况计算。工作时间计算或者大量相同设备的工作情况计算。线速转发能力线速转发能力 指在达到端口最大速率的时候，路由器传输的数据没有丢包。路由指在达到端口最大速率的时候，路由器传输的数据没有丢包。路由器最基本且最重要的功能就是数据包转发，在同样端口速率下转发小包是对路由器最基本且最重要的功能就是数据包转发，在同样端口速率下转发小包是对路由器包转发能力的最大考验，全双工线速转发能力是指以最小包长（以太网器包转发能力的最大考验，全双工线速转发能力是指以最小包长（以太网64
11、字节、字节、POS口口40字节）和最小包间隔（符合协议规定）在路由器端口上双向传输同时不字节）和最小包间隔（符合协议规定）在路由器端口上双向传输同时不引起丢包。引起丢包。 线速转发是路由器性能的一个重要指标。简单的说就是进来多大的流量，线速转发是路由器性能的一个重要指标。简单的说就是进来多大的流量，就出去多大的流量，不会因为设备处理能力的问题而造成吞吐量下降。就出去多大的流量，不会因为设备处理能力的问题而造成吞吐量下降。带机数量带机数量 带机数量很好理解，就是路由器能负载的计算机数量。在厂商介绍带机数量很好理解，就是路由器能负载的计算机数量。在厂商介绍的性能参数表上经常可以看到标称自己的路由器
12、能带的性能参数表上经常可以看到标称自己的路由器能带200台台PC、300台台PC的，但的，但是很多时候路由器的表现与标称的值都有很大的差别。这是因为路由器的带机数是很多时候路由器的表现与标称的值都有很大的差别。这是因为路由器的带机数量直接受实际使用环境的网络繁忙程度影响，不同的网络环境带机数量相差很大。量直接受实际使用环境的网络繁忙程度影响，不同的网络环境带机数量相差很大。 比如在网吧里，几乎所有的人都同时在上网聊天、打游戏、看网络电影，比如在网吧里，几乎所有的人都同时在上网聊天、打游戏、看网络电影，这些数据都要通过这些数据都要通过WAN口，路由器的负载很重。而企业网上经常同一时间只有小口，路
13、由器的负载很重。而企业网上经常同一时间只有小部分人在使用网络，路由器负载很轻。因此把一个能带部分人在使用网络，路由器负载很轻。因此把一个能带200台台PC的企业网中的路的企业网中的路由器，放到网吧可能连由器，放到网吧可能连50台台PC都带不动。都带不动。路由器简介 思科产品线：详见课本内容路由器局域网常见接口AUI 端口是用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种D型15针接口，这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与10Base-5网络的连接，但更多的是借助于外接的收发转发器（AUI-to-RJ-45），实现与10Base-T以太网络的连接。当然也可借
14、助于其他类型的收发转发器实现与细同轴电缆（10Base-2）或光缆（10Base-F）的连接。这里所讲的路由器AUI接口主要是用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用的.AUI 连接器是连接器是DB15ISO 8877 (RJ-45) 连接器和插孔比电话连接连接器和插孔比电话连接器器RJ-11和插孔略大和插孔略大光纤连接器接口光纤连接器接口RJ-45 连接器连接器188线对线对4 R41234567线对线对T 代表发送代表发送R 代表接收代表接收线对线对2 T2线对线对2 R2线对线对3 T3线对线对1 R1线对线对1 T1线对线对3 R3线对线对4 T4针针 两端的线序相同两端的线序相同针针
15、 线线1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NC直连直连10BaseT/100BaseT针针 线线1TD+2TD-3RD+4NC5NC6RD-7NC8NC服务器服务器/路由器路由器8 1棕棕白白蓝蓝白白棕棕蓝蓝绿绿绿绿白白橙橙橙橙白白18直连线直连线81集线器集线器/交换机交换机8 1棕棕白白蓝蓝白白棕棕蓝蓝绿绿绿绿白白橙橙橙橙白白部分线序交叉部分线序交叉8 1交叉连接交叉连接10BaseT/100BaseT针针 线线1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NC针针 线线1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NC交叉线交叉线181881集线器集线器/交换
16、机交换机集线器集线器/交换机交换机棕棕白白棕棕蓝蓝绿绿绿绿白白橙橙白白蓝蓝白白橙橙棕棕白白橙橙白白蓝蓝白白棕棕绿绿橙橙绿绿白白蓝蓝两个端口均标有或均没标有两个端口均标有或均没标有“X”时用交叉线时用交叉线. 有且仅有一个端口标记有有且仅有一个端口标记有“ X”时使用直连线时使用直连线.1x 2x 3x 4x 1x 2x 3x 4x 1x 2x 3x 4x 存储转发技术存储转发技术 存储转发技术要求交换机在接收到全部数据包后再决定如何转存储转发技术要求交换机在接收到全部数据包后再决定如何转发，采用该技术的交换机可以在转发之前检查数据包的完整性和正确发，采用该技术的交换机可以在转发之前检查数据包的
17、完整性和正确性，减少了不必要的数据转发。直通转发则是在交换机收到整个帧之性，减少了不必要的数据转发。直通转发则是在交换机收到整个帧之前就已经开始转发数据了，这样可以有效地降低交换延迟。但是，交前就已经开始转发数据了，这样可以有效地降低交换延迟。但是，交换机在没有完全接收并检查数据包的正确性之前就已经开始了数据转换机在没有完全接收并检查数据包的正确性之前就已经开始了数据转发。在通信质量不高的环境下，发。在通信质量不高的环境下， 交换机会转发所有的完整数据包和错交换机会转发所有的完整数据包和错误数据包，这实际上是给整个交换网络带来了许多垃圾通信包。因此，误数据包，这实际上是给整个交换网络带来了许多
18、垃圾通信包。因此， 直通转发技术适用于网络链路质量较好、错误数据包较少的网络环境。直通转发技术适用于网络链路质量较好、错误数据包较少的网络环境。把握交换机的主要性能指标是关键，而判断把握交换机的主要性能指标是关键，而判断交换机性能的好坏，需要从以下几方面的因素出发：交换机性能的好坏，需要从以下几方面的因素出发：管理功能管理功能 通常交换机厂商都提供管理软件或第三方管理软件远程管理通常交换机厂商都提供管理软件或第三方管理软件远程管理交换机。交换机。 一般的交换机满足一般的交换机满足SNMP MIB I/MIB II统计管理功能，而复统计管理功能，而复杂一些的交换机会通过增加内置杂一些的交换机会通
19、过增加内置RMON组组 （mini-RMON）来支持）来支持RMON主动监视功能。有的交换机还允许外接主动监视功能。有的交换机还允许外接RMON监视可选端口的监视可选端口的网络状况。网络状况。延时延时 采用直通转发技术的交换机有固定的延时，因为直通采用直通转发技术的交换机有固定的延时，因为直通式交换机不管数据包的整体大小，式交换机不管数据包的整体大小， 而只根据目的地址来决定转发方而只根据目的地址来决定转发方向。所以，它的延时是固定的。向。所以，它的延时是固定的。 采用存储转发技术的交换机由于必采用存储转发技术的交换机由于必须要接收完完整的数据包才开始转发，所以数据包大，则延时大；数须要接收完
20、完整的数据包才开始转发，所以数据包大，则延时大；数据包小，则延时小。据包小，则延时小。全双工全双工 全双工端口可以同时发送和接收数据，具有全双工功能的交全双工端口可以同时发送和接收数据，具有全双工功能的交换机可以获得两倍于单工模式通信的吞吐量，换机可以获得两倍于单工模式通信的吞吐量， 并且避免了数据发送并且避免了数据发送与接收之间的碰撞。目前市场上的主流千兆交换机如与接收之间的碰撞。目前市场上的主流千兆交换机如Cisco、华为的、华为的产品均支持全产品均支持全/半双工模式的自动转换。半双工模式的自动转换。链路聚合链路聚合 链路聚合可以让交换机之间和交换机与服务器之间的链路带宽有非常链路聚合可以
21、让交换机之间和交换机与服务器之间的链路带宽有非常好的伸缩性，比如可以把好的伸缩性，比如可以把2个、个、3个、个、4个千兆的链路绑定在一起，使个千兆的链路绑定在一起，使链路的带宽成倍增长。链路聚合技术可以实现不同端口的负载均衡，链路的带宽成倍增长。链路聚合技术可以实现不同端口的负载均衡，同时也能够互为备份，保证链路的冗余性。在这些千兆以太网交换机同时也能够互为备份，保证链路的冗余性。在这些千兆以太网交换机中，最多可以支持中，最多可以支持4组链路聚合，每组中最大组链路聚合，每组中最大4个端口。链路聚合一般个端口。链路聚合一般是不允许跨芯片设置的。生成树协议和链路聚合都可以保证一个网络是不允许跨芯片
22、设置的。生成树协议和链路聚合都可以保证一个网络的冗余性。在一个网络中设置冗余链路，并用生成树协议让备份链路的冗余性。在一个网络中设置冗余链路，并用生成树协议让备份链路阻塞，在逻辑上不形成环路。而一旦出现故障，启用备份链路。阻塞，在逻辑上不形成环路。而一旦出现故障，启用备份链路。 背板带宽背板带宽背板带宽是指交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最背板带宽是指交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。由于所有端口间的通讯都要通过背板完成，所有背板能够大数据量。由于所有端口间的通讯都要通过背板完成，所有背板能够提供的带宽就成为端口间并发通讯时的瓶颈。带宽越大，能够给各通提供
23、的带宽就成为端口间并发通讯时的瓶颈。带宽越大，能够给各通讯端口提供的可用带宽越大，数据交换速度越快；带宽越小，则能够讯端口提供的可用带宽越大，数据交换速度越快；带宽越小，则能够给各通讯端口提供的可用带宽越小，数据交换速度也就越慢。因此，给各通讯端口提供的可用带宽越小，数据交换速度也就越慢。因此，背板带宽越大，交换机的传输速率则越快。背板带宽越大，交换机的传输速率则越快。l如何考察交换机的背板带宽是否够用如何考察交换机的背板带宽是否够用从两个方面来考虑：从两个方面来考虑：线速的背板带宽：考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式线速的背板带宽：考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为：为
24、：总带宽总带宽 = 端口数端口数* *相应端口速率相应端口速率* *2（全双工模式）（全双工模式）如果总带宽如果总带宽标称背板带宽，则背板带宽是线速的。可实现全双工无阻塞标称背板带宽，则背板带宽是线速的。可实现全双工无阻塞交换。交换。第二层包转发线速：第二层包转发线速：第二层包转发率第二层包转发率 = = 千兆端口数千兆端口数1.488Mpps1.488Mpps + + 百兆端口数百兆端口数* *0.1488Mpps0.1488Mpps + + 其余类型端口其余类型端口* *相应计算方法相应计算方法如果这个速率能如果这个速率能标称二层包转发速率，那么交换机在做第二层交换的时标称二层包转发速率，
25、那么交换机在做第二层交换的时候可以做到线速。候可以做到线速。 其中其中1个千兆端口在包长为个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为字节时的理论吞吐量为1.488Mpps第三层包转发线速：第三层包转发线速：第三层包转发率第三层包转发率 = 千兆端口数千兆端口数1.488Mpps + 百兆端口数百兆端口数* *0.1488Mpps + 其余类型端口数其余类型端口数* *相应计算方法相应计算方法如果这个速率能如果这个速率能标称三层包转发速率，那么交换机在做第三层交换的时候标称三层包转发速率，那么交换机在做第三层交换的时候可以做到线速。其中可以做到线速。其中1个千兆端口在包长为个千兆端口在包长为64
26、字节时的理论吞吐量为字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。网络设备介绍交换机简介 思科产品线：详见课本内容交换机堆叠线交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式，同时堆叠后的带宽是单一交换机端口速率的几十倍。但是，并不是所有的交换机都支持堆叠的，这取决于交换机的品牌、型号是否支持堆叠；并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块；最后还要注意同一堆叠中的交换机必须是同一品牌。SC接口ST接口LC接口项目需求项目需求 整网要求以经典的三层网络结构设计，具体各层次设备需求如下：整网要求以经典的三层网络结构设计，具体各层
27、次设备需求如下： 要求核心层具有冗余设计，以提供高可用性，未来校区将由两个要求核心层具有冗余设计，以提供高可用性，未来校区将由两个ISP提供商共提供商共同提供互联网业务，即双互联网出口结构。请按照以上需求选定合适的设备型号，同提供互联网业务，即双互联网出口结构。请按照以上需求选定合适的设备型号，并画出简单的拓扑示意图。并画出简单的拓扑示意图。设备名称设备名称设备参数设备参数核心交换机设备须有可扩展性，以满足未来5年的发展需求，交换容量在136Gb/s以上，并带有网络控制功能，可实施QOS和基于web的管理汇聚交换机千兆三层交换机，必须支持堆叠功能接入交换机百兆快速以太网交换机，具备端口自适应能力路由器多业务路由器，可提供数据，语音和视频并发服务。 校区将使用一个校区将使用一个B类地址类地址172.16.0.0/16作为内网地址，具体部门分布和作为内网地址，具体部门分布和信息点数量请看书本信息点数量请看书本P14页，要求每个部门至少划分一个页，要求每个部门至少划分一个C类地址段。请写出具体类地址段。请写出具体的部门地址段。的部门地址段。
