网络工程师认证课件2(局域网)

1、1、局域网技术基础、局域网技术基础2、CSMA/CD3、以太网、以太网4、交换式以太网和虚拟局域网、交换式以太网和虚拟局域网5、局域网互联、局域网互联6、无线局域网、无线局域网目目 录录局域网技术基础局域网技术基础1、拓扑结构和传输介质、拓扑结构和传输介质2、局域网体系结构、局域网体系结构IEEE 802标准标准局域网参考模型局域网参考模型3、逻辑链路控制子层、逻辑链路控制子层LLC地址地址LLC服务服务4、介质访问控制技术、介质访问控制技术局域网体系结构局域网体系结构1、IEEE 802标准标准IEEE802体系结构体系结构2、局域网参考模型、局域网参考模型IEEE802体系结构体系结构2、

2、局域网参考模型、局域网参考模型（26）B（27）D产生环路产生环路 l环路问题环路问题将会将会导致导致：广播风暴广播风暴、多帧复制多帧复制，MACMAC地址表地址表的的不稳定不稳定等问题。等问题。PC2PC1SW1SW3VOD ServerSW2解决方法：环临时生成树思想解决方法：环临时生成树思想l临时关闭网络中冗余的链路临时关闭网络中冗余的链路VOD ServerPC2PC1SW1SW3SW2生成树协议生成树协议STP 的基本概念的基本概念l生成树协议（生成树协议（STPSTP）：）：IEEE802.1dIEEE802.1d标准标准l主要思想主要思想: :网络中存在备份链路时，只允许主链路激

3、网络中存在备份链路时，只允许主链路激活，如果主链路因故障而断开，备用链路才打开。活，如果主链路因故障而断开，备用链路才打开。l主要作用主要作用：避免回路，冗余备份。：避免回路，冗余备份。l生成树协议实现交换网络中，生成树协议实现交换网络中，生成没有环路的网络，生成没有环路的网络，主链路出现故障，自动切换到备份链路主链路出现故障，自动切换到备份链路，保证网络的，保证网络的正常通信。正常通信。CSMA/CD协议协议l以太网工作原理以太网工作原理以太网采用以太网采用CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多路访问带冲突检测的载波侦听多路访问），规则是规则是 先听后先听后发发、边发边听、冲突停止、延迟后发

4、、边发边听、冲突停止、延迟后发CSMA三种类型三种类型非非坚持坚持CSMA：有冲突随机延迟时间到再监听，：有冲突随机延迟时间到再监听，媒体利用率低媒体利用率低1-坚持坚持CSMA：只要媒体空闲，：只要媒体空闲，站点就立即发送，冲突不可避站点就立即发送，冲突不可避免免，以太网采用的方式，以太网采用的方式P-坚持坚持CSMA：是非坚持和：是非坚持和1型坚持的折中型坚持的折中。CSMA/CD协议协议习题习题如，如，冲突次数冲突次数为为2，则则避让的时间片取值范围是避让的时间片取值范围是r=022 =0,1,2,3。需要需要注意注意：在这种算法中要预设一个可以选择的最大时间片数在这种算法中要预设一个可

5、以选择的最大时间片数k，即是即是当采用避让算法时最终取值是当采用避让算法时最终取值是min(k,r)。（超出预设时间片数时。（超出预设时间片数时，随机随机避让的时间片只能避让的时间片只能取取k） 。习题习题l以太网帧格式以太网帧格式以太网以太网l以太网帧格式以太网帧格式 MAC地址是地址是物理地址，物理地址，共共48bit，前，前24位位为为厂商信息，后厂商信息，后24位位为为产品产品ID，第第8位为位为0表示表示单播单播地址地址，第第8位为位为1表示表示组播组播地址，地址，采用十六进制表示采用十六进制表示。如，。如，0000 0000 0100 0100 0100 0100 0100 010

6、0 0100 0100 0100 1111写为写为00-44-44-44-44-4F，这是单播，这是单播地址，第八位为地址，第八位为0，通过十六进制判断是否单播可判断，通过十六进制判断是否单播可判断十六进制十六进制表示的第表示的第2位如果为偶数就是单播，奇数为组播位如果为偶数就是单播，奇数为组播。以太网以太网l以太网帧格式以太网帧格式类型类型/长度长度为上层协议的为上层协议的SAP数据最小为数据最小为46字节字节，源和目标，源和目标MAC+类型类型+帧校验帧校验+数据数据=64字字节，小于节，小于64字节通常字节通常被当作被当作碎片碎片丢弃丢弃，数据最大为，数据最大为MTU（最大最大传输单元传

7、输单元）。）。帧校验帧校验只有检错没有纠错能力，采用只有检错没有纠错能力，采用CRC-32以太网都采用相同的帧格式，由于速度变快，网络跨度变短以太网都采用相同的帧格式，由于速度变快，网络跨度变短以太网以太网l以太网帧格式以太网帧格式类型类型/长度长度为上层协议的为上层协议的SAP数据最小为数据最小为46字节字节，源和目标，源和目标MAC+类型类型+帧校验帧校验+数据数据=64字字节，小于节，小于64字节通常字节通常被当作被当作碎片碎片丢弃丢弃，数据最大为，数据最大为MTU（最大最大传输单元传输单元）。）。帧校验帧校验只有检错没有纠错能力，采用只有检错没有纠错能力，采用CRC-32以太网都采用相

8、同的帧格式，由于速度变快，网络跨度变短以太网都采用相同的帧格式，由于速度变快，网络跨度变短以太网以太网习题习题习题：习题：P108-110交换式以太网和虚拟局域网交换式以太网和虚拟局域网1、交换式以太网、交换式以太网2、虚拟局域网、虚拟局域网3、划分虚拟局域网的方法、划分虚拟局域网的方法4、虚拟局域网中继、虚拟局域网中继5、VLAN帧标记帧标记6、VTP协议和协议和VTP修剪修剪虚拟局域网的优点虚拟局域网的优点l切割广播域，减少广播提高网络性能切割广播域，减少广播提高网络性能l不不同同VLAN在不同广播域，增加网络安全在不同广播域，增加网络安全l使网络易于维护，更具逻辑性使网络易于维护，更具逻

9、辑性划分虚拟局域网的方法划分虚拟局域网的方法1、根据端口划分：静态根据端口划分：静态VLAN。l按按VLAN交换机上物理端口和内部的交换机上物理端口和内部的PVC（永久虚电（永久虚电路）端口来划分。路）端口来划分。 l优点：优点：定义定义VLAN成员时非常简单，只要将所有的端成员时非常简单，只要将所有的端口都定义为相应的口都定义为相应的VLAN组即可。组即可。l缺点：缺点：如果某用户离开原来端口如果某用户离开原来端口到一个新交换机到一个新交换机的某的某个端口，必须个端口，必须重新定义重新定义。 l应用范围应用范围：适合于任何大小的网络：适合于任何大小的网络划分虚拟局域网的方法划分虚拟局域网的方

10、法2、根据根据MAC地址划分地址划分：动态动态VLAN，需要一台，需要一台VMPS服务器服务器；根据每个用户主机的；根据每个用户主机的MAC地址来划分。地址来划分。优点：优点：当用户物理位置从一个交换机换当用户物理位置从一个交换机换到其到其他的交换他的交换机时，机时，VLAN不用重新配置不用重新配置。 缺点：缺点：初始化时初始化时，所有所有的用户都的用户都必须进行配置必须进行配置。 应用范围：应用范围：适用于适用于小型局域网小型局域网。划分虚拟局域网的方法划分虚拟局域网的方法3、根据网络层地址或协议划分根据网络层地址或协议划分：动态动态VLAN，可分为，可分为IP、IPX、DECnet、App

11、leTalk等等VLAN网络。网络。优点：优点：用户的用户的物理位置改变物理位置改变了，了，不不需要需要重新配置重新配置所属所属的的VLAN，而且可以根据协议类型来划分，而且可以根据协议类型来划分VLAN，并且可以，并且可以减少网络通信量减少网络通信量，可使，可使广播域跨越多个广播域跨越多个VLAN交换机。交换机。缺点：缺点：效率低下。效率低下。 应用范围：应用范围： 适用于需要同时运行多协议的网络。适用于需要同时运行多协议的网络。划分虚拟局域网的方法划分虚拟局域网的方法4、根据根据IP组播地址划分组播地址划分：动态动态VLAN，可以，可以跨网段跨网段。即认为一个即认为一个IP组播组播组是一个

12、组是一个VLAN。优点优点：更大的灵活性，很容易通过路由器进行扩展。：更大的灵活性，很容易通过路由器进行扩展。缺点缺点：适合局域网，效率不高。：适合局域网，效率不高。应用范围：应用范围： 适合于不在同一地理范围的局域网。适合于不在同一地理范围的局域网。5、根据策略划分，动态根据策略划分，动态VLANVLAN封装模式封装模式l802.1Q：在以太网帧的源：在以太网帧的源MAC和类型长度中增加和类型长度中增加4字节的字节的VLAN标记标记。lISL：在以太网帧前增加：在以太网帧前增加26字节的字节的VLAN标记，标记，CISCO专有专有VLAN编号编号lVLAN 1 默认存在默认存在，不能删除不能

13、删除，所有端口默认都在所有端口默认都在VLAN 1中中。lVLAN 1002 1005 预留给令牌网络预留给令牌网络lISL模式下最大模式下最大VLAN编号为编号为1023VTP协议和协议和VTP修剪修剪1、VTP VLAN中继协议，中继协议，VLAN TRUNKING PROTOCOL，是是CISCO专用协议。专用协议。2、VTP作用作用 VTP利用第利用第2层中继帧，在一组交换机之间进行层中继帧，在一组交换机之间进行VLAN通信，通信，VTP从一个中心控制点开始，从一个中心控制点开始，维护整个企业网上维护整个企业网上VLAN的添加、的添加、删除和重命名工作，确保配置的一致性删除和重命名工作

14、，确保配置的一致性。VTP协议和协议和VTP修剪修剪3、 VTP的优点的优点保持配置的保持配置的一致性一致性提供提供跨跨不同介质类型、以太网配置虚拟局域网的方法不同介质类型、以太网配置虚拟局域网的方法提供提供跟踪跟踪和和监视监视虚拟局域网的方法虚拟局域网的方法提供提供检测添加检测添加到另一个交换机上的虚拟局域的方法到另一个交换机上的虚拟局域的方法提供从一个交换机在整个管理域中增加虚拟局域网的方法提供从一个交换机在整个管理域中增加虚拟局域网的方法VTP协议和协议和VTP修剪修剪4、 VTP的工作原理的工作原理 为了实现为了实现VTP功能，必须先建立一个功能，必须先建立一个VTP管理域管理域（由一

15、个以由一个以上共享上共享VTP域名的相互接连的域名的相互接连的交换机交换机组成组成），使它能管理网络上，使它能管理网络上当前的当前的VLAN。在同一管理域中的交换机共享它们的。在同一管理域中的交换机共享它们的VLAN信息信息，并且，并且，一个交换机只能参加到一个一个交换机只能参加到一个VTP管理域，不同域中的交管理域，不同域中的交换机不能共享换机不能共享VTP信息信息。VTP协议和协议和VTP修剪修剪5、 VTP的运行模式的运行模式 （1）服务器模式（）服务器模式（SERVER缺省缺省）：）： VTP服务器服务器控制其所在域中控制其所在域中VALN的生成和修改的生成和修改。所有的。所有的VTP

16、信息都被通告在本域中的其他交换机，而且，所有这些信息都被通告在本域中的其他交换机，而且，所有这些VTP信息都是被其他交换机同步接收的。信息都是被其他交换机同步接收的。 （2）客户机模式（）客户机模式（CLIENT） VTP客户机客户机不允许管理员创建、修改或删除不允许管理员创建、修改或删除VLAN。它们。它们监监听听本域中其他交换机的本域中其他交换机的VTP通告，并通告，并相应修改相应修改它们的它们的VTP配置情配置情况。况。VTP协议和协议和VTP修剪修剪5、 VTP的运行模式的运行模式 （1）透明模式（）透明模式（TRANSPARENT） VTP透明模式中的交换机透明模式中的交换机不参与不

17、参与VTP。当交换机处于透明模式。当交换机处于透明模式时，它不通告其时，它不通告其VLAN配置信息。而且，它的配置信息。而且，它的VLAN数据库数据库更新更新与收到与收到的通告也的通告也不保持同步不保持同步。但它可以。但它可以创建和删除本地创建和删除本地的的VLAN。但这些。但这些VLAN的变更的变更不会传播到其他不会传播到其他任何交换机上。任何交换机上。习题习题习题习题VLAN中继协议（中继协议（VTP的作用是（的作用是（1）。按照）。按照VTP协议，交换协议，交换机的运行模式有（机的运行模式有（2），如果要启动），如果要启动VTP动态修剪，则（）动态修剪，则（）（1）A.启动启动VLAN自

18、动配置过程自动配置过程 B.减少减少VLAN配置信息的冲突配置信息的冲突C.让同一管理域中的所有交换机共享让同一管理域中的所有交换机共享VLAN配置信息配置信息D.建立动态配置建立动态配置VLAN的环境的环境（2）P114（3）局域网互连局域网互连P117802.11无线局域网无线局域网 l802.11采用采用CSMA/CAl802.11工作标准工作标准 l80211：使用使用2.4GHZ频段，速度为频段，速度为1Mbps或或2Mbpsl802.11a：使用使用5GHZ频段，使用频段，使用OFDM（正交频分复用正交频分复用）调制，支持调制，支持54Mbpsl80211b：使用使用2.4GHZ频

19、段，速度为频段，速度为11Mbps，支持，支持WEP对等加密对等加密l80211g：使用使用2.4GHZ频段，使用频段，使用CKK和和OFDM调制，调制，支持支持54Mbpsl无线网络的拓扑无线网络的拓扑l对等网络对等网络lAd-hocCSMA/CA协议协议 由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突。IEEE802.11全新定义了一种新的协议，即全新定义了一种新的协议，即载波侦听多点接载波侦听多点接入入/ 避免冲撞（避免冲撞（CSMA/CA）。一方面，载波侦听查看介质。一方面，载波侦听查看介质是否空闲；另一方面，通过随机的时间等待，使信号冲突发是

20、否空闲；另一方面，通过随机的时间等待，使信号冲突发生的概率减到最小，当介质被侦听到空闲时，则优先发送。生的概率减到最小，当介质被侦听到空闲时，则优先发送。为了系统更加稳固，为了系统更加稳固，IEEE802.11 还提供了带确认帧还提供了带确认帧ACK 的的CSMA/CA。CSMA/CA工作过程工作过程 无线局域网协议标准无线局域网协议标准 l无线局域网设备之间的通讯标准，IEEEIEEE组织(Institute of Electrical and Electronic Engineers，电气和电子工程师协会)正式发布的共有四个四个：IEEE 802.11IEEE 802.11、IEEE 80

21、2.11aIEEE 802.11a、IEEE 802.11bIEEE 802.11b、IEEE 802.11gIEEE 802.11g，最新IEEE IEEE 802.11n802.11n草案也即将通过 WLAN传输使用的频段传输使用的频段802.11b 最初的802.11标准存在缺陷，1999年IEEE进行了很多更新，推出了802.11b标准，该标准工作在2.4GHz频带，最大数据传输速率可达11Mbps。802.11a802.11b工作于公共频段，容易与同一工作频段的蓝牙、微波炉等设备形成干扰，且速度较低，为了解决这个问题，在802.11b后，又推出802.11a标。该标准工作于5.8GH

22、z5.8GHz频段频段，最大数据传输速率提高到54Mbps54Mbps。802.11b与与802.11a的兼容性问题的兼容性问题 用户从802.11b标准的区域进入802.11a标准的区域中，无法与AP节点进行联系。 解决问题一：双频双模解决问题一：双频双模双频双模双频双模（双频指同时支持（双频指同时支持2.4GHz2.4GHz和和5.8GHz5.8GHz，双模指，双模指同时支持同时支持802.11b802.11b、802.11a802.11a二种模式）二种模式）的的APAP可支持二可支持二种不同标准的种不同标准的WLANWLAN网卡接入网络网卡接入网络。 解决问题二：解决问题二： 802.1

23、1g无法平滑升级无法平滑升级802.11g802.11g标准获得通过标准获得通过解决问题三：双频三模解决问题三：双频三模双频三模双频三模（双频指同时支持（双频指同时支持2.4GHz2.4GHz和和5.8GHz5.8GHz，三模指同时支，三模指同时支持持802.11b802.11b、802.11a802.11a、802.11g802.11g三种模式）三种模式）的的APAP可支持三种不可支持三种不同标准的同标准的WLANWLAN网卡接入网络。网卡接入网络。 常用协议与技术常用协议与技术802.11e对于教师、学生等不对于教师、学生等不同的无线用户，定义同的无线用户，定义不同的优先传输级别，不同的优先传输级别，充分利用有限的带宽。充分利用有限的带宽。802.11f保证移动笔记本电脑保证移动笔记本电脑在校内不同的在校内不同的AP之间之间移动不会中断，尤其移动不会中断，尤其适用于今后的校园无适用于今后的校园无线语音运营。线