数据网组建与维护 课件 项目1 企业网络工程分析

项目1企业网络工程分析用微课学•数据网组建与维护——基于华为eNSP（工作手册式）221世纪是一个以网络为核心的大数据时代，数字化、网络化已经成为21世纪的主要特征，现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开网络。本项目通过认识数据通信网络和绘制企业网络工程拓扑两个任务来了解数据通信网的基本概念和发展历史、理解网络架构、掌握常用网络设备的作用以及命名规则。项目1企业网络工程分析学习目标项目描述主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑任务1认识数据通信网5知识目标：可描述局域网和广域网的区别。可说出计算机网络发展四个阶段。可归纳以太网发展各个阶段的特点。技能目标：会查看自己计算机的MAC地址能根据网络拓扑图填写交换机MAC地址表内容能判断冲突域和广播域素养目标：初步形成社会责任感初步形成发展创新思维任务1认识数据通信网络学习目标学习目标6本任务从介绍数据通信网络基本概念开始，学习数据通信和计算机通信的关系、数据通信网的组成分类和拓扑结构，了解计算机网络和局域网的发展史。任务1认识数据通信网络任务分析主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.1.1数据通信网络的相关概念81.什么数据通信？DCEDTEDCEDTE数据通信传输的信息是数字的,而信道可以是模拟的或数字的。从上个世纪50年代末期开始，计算机技术与通信技术相结合，一种新的通信方式——“数据通信”应运而生。9数据终端包含如下：目前常见的终端设备分为两类：一类是胖终端，一类是瘦终端。那么，把以PC为代表的基于开放性工业标准架构、功能比较强大的设备叫做“胖终端”，其他归入“瘦终端”。摄像机摄像头会议电视触摸屏网络打印机传真机卫星智能机器人智能手表手机可视电话图1-1数据终端1.1.1数据通信网络的相关概念102.计算机通信和数据通信的区别？

计算机通信主要指计算机和计算机与终端之间的数据通信。

广义而言，数据通信也就是计算机通信。

为通信而构成的网络也就是计算机网络，只是计算机网络侧重于解决计算机资源的共享和负荷的分担，而数据通信网则侧重于传输和交换。1.1.1数据通信网络的相关概念113.数据通信网的组成数据通信网是一个由分布在各地的数据终端设备、数据交换设备和数据传输链路所构成的网络，在网络协议的支持下实现数据终端间的数据传输和交换。数据通信网络的硬件构成包含数据终端设备、数据交换设备及传输链路。图1-2数据通信网示意图1.1.1数据通信网络的相关概念124.数据通信网的分类

（1）根据网络覆盖地理范围的大小，数据通信网络可以分为局域网、城域网和广域网。图1-3某企业局域网拓扑图图1-4某市教育城域网拓扑图图1-5某企业虚拟专用网络拓扑图1.1.1数据通信网络的相关概念13区分局域网和广域网分解室路由器物资供销办公大楼台车工区木业公司运输公司铸造分厂机电分厂综合保障钢架车间组装车间装备部Internet路由器东莞车辆厂局域网企业服务器广域网三层交换佛山车辆厂

局域网广域网广域网覆盖距离广局域网覆盖小范围广域网租用ISP链路局域网自己花钱买设备1.1.1数据通信网络的相关概念144.数据通信网的分类（2）根据网络交换功能的不同划分，数据通信网络可分为电路交换网、报文交换网、分组交换网。目前数据通信网络主要采用分组交换技术，电话网络采用电路交换技术。（3）根据网络的使用者划分，数据通信网络可划分为公用网络和专用网络。（4）根据网络的传输技术划分，数据通信网络可以划分为广播式网络和点到点网络。1.1.1数据通信网络的相关概念155.数据通信网的拓扑结构在数据通信网络中，常见的网络拓扑结构主要有总线型、星形、环形、树形和分布式结构。图1-6常见的网络拓扑结构1.1.1数据通信网络的相关概念16任务训练1.说一说数据通信网络的定义，查找网络资源，举例（三个以上）说明数据通信网络应用。2.举例说明局域网和广域网如何区分？3.归纳描述常见的网络拓扑结构有哪些？1.1.1数据通信网络的相关概念主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.1.2计算机网络的发展历史181.单机系统阶段图1-8单级系统1945年，宾夕法尼亚大学第一台计算机诞生

早期，人们在计算机距离较远的地方设置远程终端，并在计算机上增加通信控制功能，经线路连接输送数据进行成批处理这就产生了具有通信功能的单终端联机系统。19单机系统缺点：数据通信采用电路交换，线路利用率不高，质量不高；2.不同类型、不同规格、不同速率的终端很难互相通信；电话线典型应用：美国航空订票系统不适合计算机数据传输1.1.2计算机网络的发展历史20单机系统阶段：寻找新的适合于计算机通信的技术

1961麻省理工学院的LeonardKleinrock发表了第一篇关于分组交换网络技术的论文，美国国防部对这种数据包的交换网络设计感兴趣。

1969年11月，美国国防部高级研究计划管理局（ARPA--AdvancedResearchProjectsAgency）开始建立一个命名为ARPANET的网络。1.1.2计算机网络的发展历史21图1-9多主机时期的计算机网络2.多主机网络互联阶段20世纪60年代中期至70年代，第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来为用户提供服务的，典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPANet。1.1.2计算机网络的发展历史ARPANET的网络：把分布在洛杉矶的加利福尼亚州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他州大学四所大学的十几台大型计算机连接了起来。222.多主机网络互联阶段阶段成果：当今主流局域网技术---以太网(Ethernet)就是在此时期产生的。IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers）美国电气和电子工程师协会成立了如今闻名的802委员会，制定一系列的局域网技术标准。1.1.2计算机网络的发展历史真正网络主要贡献：（1）完成了对计算机网络的定义、分类。（2）提出了报文分组交换的数据交换方法。（3）采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系。233.标准化网阶段Internet阶段80’s－90’s，此阶段，ARPANET推出了TCP/IP协议，被采用为网络传输协议。同时广域网技术迅速发展，多种支持计算机数据远程传输的协议被开发出来。1977年，国家化标准组织成立，专门研究网络体系结构，互联协议标准；1984年，国家化标准组织正式颁布了一个国际标准OSI/RM；许多研究机构、计算机厂商和公司都推出了自己的网络协议系统。例如IBM公司的SNA，NOVELL的IPX/SPX协议，APPLE公司的AppleTalk协议等1.1.2计算机网络的发展历史243.标准化网络阶段Internet阶段成果：路由器连接多个网络形成互联网路由器路由器广域网Office1局域网Office2局域网1.1.2计算机网络的发展历史253.标准化网阶段Internet阶段成果：路由器连接多个网络形成互联网政府教育金融1.1.2计算机网络的发展历史263.标准化网阶段Internet阶段成果：路由器连接多个网络形成互联网美国中国英国海底光缆海底光缆海底光缆国际出口路由器代表一个网络1.1.2计算机网络的发展历史274.Internet互联时代从低速互联网到高速互联网从数据网络到综合网络从Internet到移动Internet从Internet到物联网从Internet到安全Internet20世纪90年代末至今的第四代计算机网络，由于局域网技术发展成熟，出现光纤及高速网络技术、多媒体网络、智能网络，整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统，发展为以Internet为代表的互联网。1.1.2计算机网络的发展历史互联网持续发展过程：28互联网+（应用）1.1.2计算机网络的发展历史29计算机网络发展历史小结1.1.2计算机网络的发展历史30任务训练1.说一说计算机网络发展经历哪几个阶段？2.查找网络资源，说明未来网络有什么特点？1.1.2计算机网络的发展历史主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.1.3以太网（局域网）的发展历史321.同轴电缆组建的局域网（总线型以太网）帧示意图总线型以太网网（广播信道）ABCDEFMAMBMCMDMEMF线缆采用同轴线缆，缺点是设备采用串联，单点故障等于崩溃。MAMB最早局域网MBMBMBMBMBMBMB需要给帧添加源地址和目标地址并且要进行冲突检测怎么检测？331.同轴电缆组建的局域网（总线型以太网）帧示意图总线型以太网网ABCDEFMAMBMCMDMEMFMAMBMBMBMBMBMBMBMB1.每个计算机发送数据机会均等（多路访问）

2.发送之前检测链路是否有信号在传递（载波侦听）

3.开始发送了也要检测是否在链路上产生冲突（冲突检测）带冲突检测的载波侦听多路访问技术（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，CSMA/CD）协议CSMA/CD

工作过程：

1.1.3以太网（局域网）的发展历史341.同轴电缆组建的局域网（总线型以太网）

每台计算机的网卡都有MAC地址，MAC地址作用是判断接收数据是否给自己。1.1.3以太网（局域网）的发展历史352.集线器组建的以太网广播信道局域网--星型集线器MAMBMCMDMCMCMCMAABCD介质改进：双绞线，收发不同，制作简单1.1.3以太网（局域网）的发展历史362.集线器组建的以太网广播信道局域网--星型集线器MAMBMCMDMCMCMCMAABCD特点：增加互连设备集线器（HUB），可以信号恢复，但仍是共享带宽，不安全，处于同一冲突域需要MAC地址使用的CSMA/CD协议结构上，物理上是星型，但逻辑上仍是总线型。1.1.3以太网（局域网）的发展历史372.集线器组建的以太网练习：冲突域和广播域的辨析。设备类型（都有四个接口）冲突域广播域集线器111.1.3以太网（局域网）的发展历史383.集线器组建的以太网扩展以太网：集线器教室1三个独立的冲突域集线器教室2集线器教室3集线器教室1一个大的冲突域教室2集线器教室3集线器主干集线器1.1.3以太网（局域网）的发展历史393.网桥优化以太网集线器1ABCDEF1.网桥基于MAC地址转发帧，工作在数据链路层。2.一个接口一个冲突域。冲突域数量增加，冲突减少。3.实现帧的存储转发，增加了时延。4.E1接口和E2接口可以是不同的带宽。网桥集线器1集线器2ABCDEFMAMBMCMDMEMFE0MBMBMEMBMEMEE1冲突域冲突域集线器2MAC地址表怎么形成？1.1.3以太网（局域网）的发展历史40MAC地址表构建过程：ABMAMBE0网桥1E1CDMC集线器1集线器2MDMAE0MBE0MCE1MDE11.假设A发送一个数据帧给B，并携带源MAC和目的MAC2.

MAC地址表是空的，网桥会怎么办？3.网桥向其它端口广播该帧4.

B收到回送一个帧请思考，接下来MAC地址表还有几条条目？分别是什么？1.1.3以太网（局域网）的发展历史41练习：冲突域和广播域的辨析设备类型（都有四个接口）冲突域广播域集线器网桥11411.1.3以太网（局域网）的发展历史424.交换机组网（交换式以太网）交换机1ABCD全双工100M100MMBMBMCMDMAMCEME100M100M100M100M100ME抓不到其他计算机之间通信数据服务器网络设备为交换机端口独享带宽，接口到计算机且全双工全双工模式不再使用CSMA/CD

协议接口可以工作在不同的速率隔离冲突域但是不能隔离广播域1.1.3以太网（局域网）的发展历史43练习：冲突域和广播域的辨析。设备类型（都有四个接口）冲突域广播域集线器网桥交换机114141如何隔离广播域？1.1.3以太网（局域网）的发展历史44路由器隔离广播域示意图路由器交换机交换机集线器集线器广播域广播域冲突域冲突域半双工半双工全双工全双工全双工全双工全双工全双工CSMA/CD协议CSMA/CD协议路由器的作用？1.1.3以太网（局域网）的发展历史45小结：局域网发展历史1、同轴电缆组建的局域网（关键词：同轴电缆、网卡、MAC地址、CSMA/CD、冲突）2、集线器组建的局域网（关键词：双绞线、集线器、MAC地址、CSMA/CD、冲突域）3、网桥优化以太网（关键词：双绞线、网桥、MAC地址表寻址、冲突域减少）4、交换机组网（关键词：接口直连计算机、隔离冲突域，全双工、MAC地址表寻址）1.1.3以太网（局域网）的发展历史46任务训练1.简单描述以太网（局域网）的发展过程。2.说一说交换机组建的以太网特点。3.若4个以太网接口的交换机组网，判断有几个广播域、几个冲突域？1.1.3以太网（局域网）的发展历史主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.1.4以太网网卡48

在以太网中，每一个网络中的主机都有一个硬件地址，这个硬件地址又称为物理地址或MAC地址。IEEE802.3标准为局域网规定了一种48bit的地址，局域网的每台计算机都在网卡中固化了这个MAC地址，用以表示局域网内不同的计算机。MAC地址有48bit，它可以转换成12bit的十六进制数，如00-50-56-C0-00-08。

MAC地址分为两部分：生产商ID和设备ID。前三个字节是由IEEE的注册管理机构负责给不同厂家分配的代码（高位24bit），也称为“编制上唯一的标识符（OrganizationallyUniqueIdentifier)”，后三个字节（低位24bit）由各厂家自行指派给生产的适配器接口，称为扩展标识符（唯一性）。

在生产网卡时，MAC地址被固化在网卡的EPROM中。当把这块网卡插入某台计算机后，网卡上的MAC地址就成为这台计算机的MAC地址了。

连接在以太网上的路由器接口和计算机网卡一样，也有MAC地址。49任务训练：在计算机上查找网卡的MAC地址1.1.4以太网网卡任务2

分析企业网工程案例任务2分析企业网工程案例51知识目标：可描述企业局域网的二层结构和三层结构可归纳二层交换机和三层交换机的区别可比较三层交换机和路由器的性能和应用技能目标：能绘制企业局域网工程拓扑能识别网络拓扑中交换机、路由器和服务器能根据设备名称识别设备位置素养目标：养成规范操作的良好习惯形成可持续发展的工程伦理意识学习目标52本任务从学习企业局域网架构开始，引领大家了解二层结构和三层结构网络的应用、常用网络设备的特点，然后通过绘制一个真实的企业网工程拓扑，让大家直观了解企业局域网需求、施工规范、逻辑拓扑和命名规则。任务分析任务2分析企业网工程案例主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.2.1企业局域网架构54

企业局域网结构千变万化，网络的规划与园区环境、应用类型密不可分。就目前而言，企业的局域网可以设计成二层结构或三层结构。图1-17二层结构的网络拓扑图图1-18三层结构的网络拓扑图55任务训练1.说一说二层和三层网络结构的局域网分别应用在什么场合？2.归纳说出三层网络结构的优点。1.2.1企业局域网架构主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.2.2常用网络设备571.二层交换机

二层交换机只有交换功能，主要用在小型局域网、机器数量在二、三十台以下的环境。在这样的网络环境中，广播包影响不大，二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低廉的价格为小型网络用户提供了完善的解决方案。华为二层28口接入交换机582.路由器路由器的一个重要功能就是可以隔离广播域（当然也就隔离了冲突域）。路由器的另一个更重要的功能就是“路由”。所谓的路由，就是指把需要传送的数据从一个网络通过合理的传输路径传送到指定的另一个网络。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到一个网络或其他路由器，并且在数据传输过程中对来自网络的数据流量及拥塞情况进行控制。华为HuaweiAR3260-S企业级路由器1.2.2常用网络设备593.三层交换机三层交换机同时具有路由和交换功能，但不是把路由器设备的硬件及软件简单地叠加在二层交换机上。从硬件上看，二层交换机的接口模块都是通过高速背板/总线（速率可高达几十Gbit/s）交换数据的。与之相同，在三层交换机中，与路由器有关的第三层路由硬件模块也插接在高速背板/总线上。这种方式使得路由模块可以与需要路由的其他模块间进行高速数据交换，从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制。在软件方面，三层交换机也有重大的举措，对于三层路由功能（如路由信息的更新、路由表维护、路由计算、路由的确定等功能），用优化、高效的软件实现。华为三层交换机S57001.2.2常用网络设备604.三层交换机和路由器的区别三层交换机和路由器都具有路由功能。但是三层交换机的主要功能仍是数据交换，它的路由功能通常比较简单，因为它所面对的主要是简单的局域网连接，路由路径远没有路由器那么复杂，它用在局域网中的主要用途还是提供快速数据交换功能，满足局域网数据交换频繁的应用特点。

从整体性能上比较的话，三层交换机的性能要远优于路由器，非常适用于数据交换频繁的局域网中；而路由器虽然路由功能非常强大，但它的数据包转发效率远低于三层交换机，更适合于数据交换不是很频繁的不同类型网络的互联1.2.2常用网络设备61任务训练1.归纳说出三层交换机和路由器的适用范围和区别。2.归纳说出二层交换机和三层交换机的适用范围和区别。1.2.2常用网络设备主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.1.3绘制企业局域网工程拓扑631.项目概述本项目工程是南方科技集团有限公司的网络工程建设项目，目前工程进度是综合布线已经完成，下一步将完成的工程任务是网络设备的配置与调试。

该公司总部设在广州，分公司设在珠海。公司总部和分公司概况（包括建筑物、部门及接入点等），见下表。64南方科技集团广州总部概况珠海分公司概况建筑楼层部门接入点行政楼1楼大厅接待台8办公室8产品展示中心62楼人事部10财务部10会议室23楼市场部15经理室2小会议室5科技楼1楼技术部20测试部222楼研发一部603楼研发二部40建筑楼层部门接入点办公楼1楼销售部60客服部602楼财务部4管理部8公司总部分公司1.1.3绘制企业局域网工程拓扑65产品展厅办公室大厅接待台一楼接入交换机二楼接入交换机三楼接入交换机三楼接入交换机一楼接入交换机InternetVPN接入路由器接入路由器服务区汇聚交换机核心交换机核心交换机网管二楼接入交换机科技楼汇聚交换机行政楼汇聚交换机公司总部分公司行政楼科技楼图例路由器核心交换机无线AP无线APOA服务器SQL服务器FTP服务器Mail服务器DNS服务器Web服务器汇聚交换机接入交换机无线接入点（AP）服务器区小会议室经理室市场部会议室财务部人事部研发1部研发2部技术部测试部测试部移动办公分公司由器汇聚交换机财务部管理部销售部客服部信息中心广域网专线1.1.3绘制企业局域网工程拓扑662.网络拓扑说明（1）信息中心：集中公司所有的信息数据，并建立统一的服务平台，将全公司的信息资源进行统一分配和管理。集中互联网出口，汇聚多家互联网运营商的Internet出口，做到互联网出口互为备份，并根据目的网络不同做到数据负载均衡。通过广域网专线与珠海分公司互联。（2）核心层：该层核心交换机一般都是三层交换机或者三层以上的交换机，是整个企业网的灵魂。在进行网络规划设计时核心层设备通常要占大部分投资，因为核心层设备对于冗余能力、可靠性和传输速度方面要