网络互连及产品介绍

1、1 一. 前言 二. 中继器（集线器） 三. 网桥（交换机） 四. 路由器 五.校园网建设21.1 计算机网络的分类 1）局域网（LAN） 特点：地理范围小 几十米-几十公里 数据传输率高1Mbps-1000Mbps 误码率低 种类：802.3-Ethernet 802.4-Token-Bus 802.5-Token-Ring FDDI,CDDI,ATM 3 传输介质：双绞线，同轴电缆，光纤，微波 2）广域网 特点：距离远 几十公里以上 数据传输率300bps-2Mbps-45Mbps. 种类：X.25-分组交换网 DDN-数字数据网 Frame Relay-帧中继 PSTN-公用电话交换网1

2、.2. 问题 1) 如何解决在较大的区域内使用LAN的问题 2) 如何解决WAN与LAN的连接 3) 如何解决通讯瓶经及广播风暴 4) 如何根据本单位的实际情况,规划自己的网络42.1.以太网的三种基本类型 1）10Base-5(粗缆） 协议：802.3 带宽：10Mbps 拓扑：总线 段长：500米 站/段：100 介质：50 欧粗缆 用途：主干网 网卡接口:AUI(15芯)收发器5 2）10Base-2（细缆） 协议：802.3a 带宽：10Mbps 拓扑：总线 段长：185米 站/段：=32 介质：50欧细缆(RG-58) 用途：小型局域网 网卡接口:BNC终端匹配器6 3）10Base

3、-T（双绞线网） 协议：802.3i 带宽：10Mbps 拓扑：星型（总线） 段长：100米 站/HUB:8,12,16,24,32 介质:双绞线,3类(UTP,STP) 用途：小型局域网 网卡接口:RJ45 72.2 互连需求及方法 1）需求 *增加局域网的用户数 *扩大局域网的覆盖范围 2）互连方法 a.用中继器互连多个网段（物理层） 中继器（Repeater)：放大和传送电信号 Repeater8 5-4-3 规则： 互连网段数:5（10base-5:2500m,10base-2:925m） 中继器数：4 可以接PC的网段数：3 b.集线器级连（最多三级，覆盖400m) 2.3 集线器产

4、品介绍 1）独立式 9 端口数：8-24（10M) 主干网口：AUI，BNC，TP，Fiber 用途：小型工作组 管理功能：有(SNMP)，无 产品：3com,cisco,Intel,D-link,Accton 2)可堆迭式 端口数：几十-几百个（10Mbps） 主干网口：AUI，BNC，TP，Fiber 用途：大型工作组 管理功能：有，RMON 分段功能10 3com Port Switch HUB 40 介绍 *12个或24个RJ-45端口，一个MDI/MDIX 开关（MDIX：每个口内部交叉，直通线） *可堆迭10个 * Port Switch功能：分四个网段 网段间通信用网桥（交换机）

5、互连 HUB的总带宽为40MbpsSwitchhub4011 *管理功能：RMON *插入模块：UTP，Fiber 其它公司产品：Cisco,D-Link. 快速以太网集线器：100Mbps, 10/100Mbps 3Com SuperStack II HUB100 Accton EH3012A, EH3012B 3)机箱式HUB（Oncore System Concentrator) *高密度，多功能 17槽机箱：360个Ethernet Ports,或 140个Token Ring, 或 32个FDDI12 *容错功能 *管理功能（RMON） *交换功能133.1. 共享式以太网的问题 特

6、点：共享同一介质，单个冲突域 1）每个站点平均带宽=10Mbps/站点数 2）介质利用率低：20-30% 3）容易引起广播风暴 4）不适宜多媒体应用3.2. 解决办法 1）快速以太网（Fast Ethernat) a). 100Base-T (与10Base-T具有相同的介质访问 控制方法）14 *100Base-TX 5类双绞线 协议：802.3u 带宽：100Mbps 段长：100米 介质：5类UTP *100Base-T4 4对3，4，5类双绞线 *100Base-FX 光纤 b). Gigabit Ethernet (1000Mbps) c). 快速以太网互连规则 *最大长度：双绞线-

7、100米 光纤半双工-412米 光纤全双工-2000米(单模） *在单一中继器拓扑结构中，网络总跨度为 325米。 15 *两个中继器之间：5米 2) 网络微分段 a). 网桥（在数据链路层实现网络互连） 功能： 学习功能（自动更新路径表） 过滤功能（过滤同一端口的包） 分割网段（一个冲突域分为多个）光纤225mUTP100mSwitchRepeaterPCSwitchUTP100M RepeaterPC100mP c16 A B C D E F A B C D E FBridge10 Mbps10Mbps10Mbps1217 路径表： A -C: 过滤 A- D:转发 A- C，D-E： 同

8、时传送 多端口网桥： 三个冲突域 总带宽30MPort MAC1 A1 B2 D2 E2 F1 C12318 b). 交换机 交换机实质上是多端口网桥 一个端口是一个网段，可以接一台PC，也可以接一个共享HUB。B主干19u特点：拓扑结构从总线型变为星型 工作方式从串行变为并行 带宽从10Mbps变为10Mbps x 端口数 可以独占一个端口，永不会发生冲突 不能隔离广播风暴 SwitchHUBPCServer20 交换机类型 *以太网交换机（10Mbps) *以太网/快速以太网交换机（10/100M，10M） *快速以太网交换机（100M） *千兆位以太网交换机（1000M） *令牌环网交换

9、机 *FDDI交换机 *Ethernet/FDDI交换机 *ATM交换机21 交换机产品 生产公司：3Com.Cisco,Intel,Bay,Accton,D-Link. 类型：工作组级 部门级 企业级 c.路由器微分段 RouterRouterRouterSwitch223.典型交换机介绍（Link Switch 1000) 1) 端口 *10或24个10Base-T口 MDIX 连接（Midium Dependent Interface -Crossed) (HUB) (Adapter) 内部交叉，接设备用直通线 1 IRD+ -1 OTD+ 3,4,5类UTP，100米 2 IRD- -

10、 2 OTD- 3 OTD+ - 3 IRD+ 6 OTD- - 6 IRD- * 一个100Base-TX口(MDIX) 5 类UTP，100米 *插入模块-连主干网 100Mbps, RJ-45或光纤23 *主干网口：可指定任一口 用途：连主干网（每个VLAN需指定一个主干网口） 功能：Switch收到的帧，如目的地址未知（不在地址表 中），则送入该端口。2）与桥接的区别 比较项目 桥接 Switch1000 地址学习 所有端口 除主干网口以外的所有端口 转发模式 存储转发 存储转发 ，快速转发，智能转发 无碎包转发 包缓冲区满时 丢失其它包 请求智能流量控制，拟制源端发送 目的地址未知时

11、 送所有端口 只送主干网口 数据库容量 4000地址 500地址 生成树 支持 可选 （Spanning Tree)24 3)数据包转发 数据包源端口 目的地址 处理方法 任一端口（单址） 未知 转发到主干网口 任一端口（单址） 与源地址相同 过滤 任一端口（单址） 主干口外的口 转发到指定端口 任一端口（多址 不提供目的地址 转发到源端口所在 /广播包） VLAN的所有端口 主干网口（单址） 未知 过滤 主干网口（单址） 数据库中的地址 转发到目的端口 主干网口（多址 不提供目的地址 转发到指定VLAN的 /广播包） 所有端口 非 主 干 网 口 主干网口25 4）Switch 的配置与管理

12、 a. 连接：*控制台接终端：8位，无校验，一个停止位，波特率：自动 *网络连接：telnet 166.111.5.250 *通过SNMP管理软件 b. 登录: monitor 默认口令：monitor 只能看，不能修改 manager manager 能修改运行参数 security security 能修改所有管理参数 c. Switch Management Setup:设置IP地址、路由器及子网屏蔽码 d. 交换机设置 * 转发方式：快速转发、存储转发、无碎包转发和智能转发 *PACE：禁止/允许优先访问控制 *VLAN配置方式：按端口划分 手工，自动（按VLAN服务器数据库的要求）

13、*主干网口设置 e.交换机数据库（SDB）设置 *数据库格式26 Port MAC Address Permanent 10 08004e0849d1 No 数据库容量：500个MAC 10 00802aa345f3 No 三种类型：有时限（30m-277h) 10 0385an456q23 No 无时限(关机删除） 永久项 *数据库中加入MAC的方法： 学习方式；当某端口有一台机器开机，检测到MAC，记入数据库 手工方式： f.设置可恢复连接 主连接：网络正常运行时使用 后备连接：主连接故障时使用 主连接 后备连接：自动 后备连接 主连接：手动设置主后备27 5）VLAN (虚局域网) a.

14、 定义： 一组与位置和拓扑结构无关的设备,他们之间可以象在同一物理LAN一样通讯.这就意味着LAN段不受物理连接的硬件限制.而可以按使用的软件灵活分组. 如: 按组织结构分组, 按应用分组. VLAN 在逻辑上等价于广播域. 在同一VLAN内,站点间可以任意通讯. b. VLAN的优点 *) 在IP 网上设备可以改变或移动 *) 有助于控制广播流量(限定在同一VLAN内). *) 提供附加的安全性.VLAN间的站点通讯,要经过路由器. *）隔离作用。一个VLAN没有和路由器相连，此VLAN被隔离。28 c. 解决广播风暴的办法 *)对S1000,S3000设广播风暴控制,达到一定比例时断开,但

15、不能完全隔离. *)设路由器将大的子网分成若干小子网. *) 使用VLAN技术,能容易的解决广播风暴. d. VLAN 的种类: *) 基于端口的VLAN 特点: 1) 一个端口支持(并只属于)一个VLAN 2) 设置方便 3) 一个PC从一个VLAN移到另一个VLAN,并希望仍 属于以前的VLAN,要重新设置. 4) VLAN间通讯要用路由器.29 *) 基于MAC的VLAN 1) 按PC的网卡地址分VLAN ,一个VLAN 有一个MAC表. 2) 每台机器只属于一个VLAN. 3) 机器移动不用重新设置. 4) VLAN间通讯要用路由器. *) 基于第三层的VLAN(按IP地址分配的VLA

16、N) 1) 将类似路由功能引入VLAN. 2) 允许一台机器属于多个VLAN. 3)可以按传输协议划分VLAN. *) 基于策略VLAN 1) 不同的VLAN可选用不同的方法,如: VLAN1按IP, VLAN2按MAC, 306)SWITCH 1000 的VLAN 功能. 1) SWITCH 1000支持的VLAN由一组交换端口组成,每个端口只属于一个VLAN. SWITCH 1000 支持16个VLAN . 2) SWITCH 1000 默认的VLAN是VLAN1. 有如下特性: *) 包括全部端口. *) 只有VLAN1 允许通过SNMP访问交换机中的管理代理. 3) 如果VLAN通过B

17、ACKBONE PORT（主干口）和路由器相连，此主干口有以下特性： #）这个口收到的地址不存入SWITCH数据库。 #）未知地址都转发到主干口。 4）SWITCH之间VLAN的连接 以两个SWITCH为例 *）设置VLAN段，如VLAN1、VLAN231 *）服务器的连接，如放在26口。 *）设置VLT（VLAN干线）口。 *）设置主干口连到路由器上。 1 6 7 12 26口 对于一个端口有三种设定： *）属于哪个VLAN。 VLT *）是否为主干网口。 *）是否为VLT口 7) SWITCH1000的统计信息 7.1)综合统计信息 列出每个端口当前接受和发送数据信息.每2秒修改一次.收发

18、超过4.2BILLION(109) 时,从0开始. 每个端口可显示的统计信息: *) 接受的桢数 *)发送的桢数. *) 转发的桢数server1server2ROUTER32 *) 过滤的桢数. *) 接受的多点/广播祯. *) 发送的多点/广播祯. *) 出错的数量 . 7.2) 端口统计信息 *) 带宽利用率. *) 转发祯的比例(占接受祯) *) 广播祯占用的带宽. *) 出错祯比例. *) 端口流量统计: 接受,发送,多点发送,广播,碰撞,碎包,转发,过滤,包长度统计.334.1 路由器的特点与功能 4.11 路由器与中继器和 网桥的差别: 中继器: 信号放大,延长 电缆的有效连接长

19、度 网桥:在链路层实现互联的 存储转发设备.对从一个 网段接受的完整数据祯, 进行必要的比较和验证,决定丢 弃或转发.不进行路由选择. 路由器: 网间网发生在网络层实现的功能相对复杂.如:路由 选择,错误检测,多路重发,隔离广播信息,控制阻塞等.是 实现局域网和广域网互联的关键设备. 应用层 网 关 应用层表示层 表示层会话层 会话层传输层 传输层网络层 路由器 网络层链路层 网桥 链路层物理层 中继器 物理层34 4.2 路由器的特点: *) 不同网间存储转发分组 *) 可以连接不同类型的网络. *) 隔离网段间不必要的流向. *) 有各种控制功能.如:安全(放火墙),路由,管理控制. 4.

20、3 路由器主要性能: 1) 支持多种网络类型: 以太网,快速以太网,令牌网,FDDI, CDDI, ATM交换网,X.25,PSTN,ISDN,DDN,祯中继等. 2) 支持多种网络协议: TCP/IP,NOVELL/IPX,DECnet, IBM SNA等. 3) 维护升级方便.增减模块容易. 35 4.4 路由器的类型 4.4.1 CISCO的系列产品: 1) 模块式路由器(机箱) CISCO7505, 7507, 7513 下划线表示可插入模块数 CISCO 7000, 7010 插入5,3个模块数 CISCO 4000, 4500 , 可插入3个模块 模块支持的介质 Fast Ethe

21、rnet-100MBPS Ethernet(AUI)-10MBPS Token Ring-4/16Mbps FDDI-100Mbps ATM-34,45,100,155,622MBPS36 串口- RS232,449,V.35,V.21,E1, ISDN-线路交换 或分组交换(综合业务数字网) 2) 固定配置路由器 CISCO 2500系列 CISCO 2501- 1个Ethernet , 2串口 CISCO 2502- 1个TOKEN RING , 2串口 CISCO 2503- 1个Ethernet , 2串口,1个ISDN BR1 CISCO 2505- 8个Ethernet UTP H

22、UB口, 2串口 双LAN ROUTER Ethernet CISCO 2513- 1个Ethernet , 1 Token ring ,2串口 CISCO 2514- 2个Ethernet , 2串口250XX.2537 3) Access Server (访问服务器) CISCO 2509- 1个Ethernet , 2串口(同步),8个异步串口 CISCO 2511- 1个Ethernet , 2串口(同步),16个异步串口 CISCO 2512- 1个Token ring , 2串口(同步),16个异步串口 CISCO 4000 系列. (模块式路由器) 可支持三个模块,类型如下: *

23、) Ethernet : 1,2或6个端口 *) TOKEN RING : 1或2个端口 *) FDDI : 多模光纤, 1个端口 *) 异步串口: 2或4个口(电话拨号) *) ATM : 1个多模或单模 *) ISDN BRI: 4或8个口(BRI 基本速率,64KBPS)38 AS5100: 机箱式, 17个槽,可插入16个模块 支持: thernet , 同步串口, 异步串口 最大异步串口数:48 4.4.2 3COM 路由器 机箱式: NET BUILDER II Bridrge/ROUTERS 有4槽,8槽 和8个扩展槽 PORTS: 48个LAN ,或24个WAN. WAN接口:

24、 V.35,RS-232,RS499, RS530,X.21,X.25 协议: TCP/IP , IPX, DECnet, Apple Talk 模块类型: 6口 10Base-t 6口 10Base-FL 1口 100Base-tx39 1口 100Base-FX TOKEN RING FDDI WAN4.5 路由器的典型应用 LAN 4.5.1 局域网和广域网的互联 *) 校园网与广域网互联 两个同步串口接X.25和DDN 应有一个异步串口,可做DDR 路由.(DDR:Dial-On-Demand routing) 用拨号线代替DDN 专线做路由器,节省广域网开支. CISCO路由器DDR

25、适用于同步,异步串口和ISDN BRI接口HUBroutermodemX.25PSDNMODEMPC40 建立一个DDR连接通常经过以下几步: *) 确定达到目标地址的路由 *) 确定达到目标地址的DDR接口 *) 检查DDR接口 *) 确定数据包是感兴趣,还是不感兴趣 不感兴趣-连接未建立-丢弃 不感兴趣-连接已建立-发送 感兴趣 -连接未建立-建立连接 感兴趣 -连接已建立-发送 4.5.2 广域网(WAN)中我国常用的通讯方式 *) 介用电话交换网-PSTN 点对点. 异步MODEM,300BPS-56K BPS 协议: SLIP, PPP41 *) 公共分组交换网PSDN(X.25)

26、9.6KBPS-64KBPS-256K-2M BPS 入网方式: 同步MODEM. 协议: X.25 ,用户有10位地址码 *) 综合业务数据网ISDN 分两类速率接口 BRI :基本速率接口(2B+D) 64K+16K BPS PRI: 主速率接口(23B+D 或30B+D) 2.048M+64K BPS 应有ISDN适配器(网卡) *) 数字数据网DDN 点对点,速率2M(E1)-33M(E3)-150M BPS 同步和异步, 基带MODEM 4.5.3 LAN和LAN的互联 目的: 连接不同类型的局域网,FDDI ,ETHERNET,TOKEN RING42 将网络分成独立的广播域,隔离

27、广播风暴 网络安全,限制网络故障在一个子网内FDDIROUTERSWITCHROUTERFDDISWITCHSSSSRRRRROUTERSSSS435.1 校园网的应用 5.1.1 网络资源共享 5.1.2 CAI和远程教学 5.1.3 学校的管理信息系统,提高效率 5.1.4 办公自动化 5.1.5 图书情报检索系统 5.1.6 提供各种Internet 服务 *) 电子邮件 *) 文件传输 *) 远程登录(TELNET) *) BBS 5.2 组织结构和建设原则44 5.2.1 组织结构 *) 应有校园网管理委员会 *) 有技术和建设实施负责部门 5.2.2 建设原则 1) 统一规划,分布

28、实施,制定明确近期目标 2) 结构化设计,结构化布线 目的: 便于维护管理 便于升级 便于扩充 特征: *) 有层次,有结构. 层次应和学校的组织层次相对应 45switchswitchswitchHUBSERVERS.vserverpcpcR校级 (主干网)系级(中速)室级(低速)FDDIRRRSWITCH系级INERNETRINTERNETSSSS第一层:FDDI第二层:各系,处第三层:室,组46 *) 按客户机/服务器的体系结构建立各层网络应用 *) 网络应具有升级,更新和扩展的随时性和平滑性 3) 坚持先进性,开放性和标准化,事实求实的尽量采用先 进成熟技术 *) 根据不同应用选用不同的技术 *) 技术上先进,成