项目一构建SOHO型网络

项目一构建SOHO型网络教学目标通过本章学习使学员能够：1、掌握网络传输介质应用场合及特点；2、掌握集线器、交换机之间的区别及应用场合；3、精通二层交换机功能原理和特点；4、熟悉实验室网络环境5、掌握利用交换机组建小型办公网络主要内容项目描述知识准备项目实施项目小结课程议题项目描述小型办公和家居网络（SOHO）是我们日常生活中最常见的网络组织形式，出现在家庭、办公室、网吧等工作环境中。通过构建完好的小型网络环境，可以实现网络内部的设备之间的相互通信，共享网络内部资源，从而提高工作的效率，为我们的生活和工作带来方便。小型办公网络工作场景小型办公网络工作拓扑腾飞网络公司早期是只有10台PC的小公司，公司网络建设初期使用集线器来互连网络。在设备很少、应用不多的情况下，公司网络基本上能满足日常需求。随公司经营不断发展，网络规模的扩大，网络设备增多，公司网络速度越来越慢，过慢的网络影响了公司日常的办公需求。这些问题促使公司决定改造网络，扩展网络的规模，提高网络的速度，优化和配置网络，更具有些管理的功能，保证网络的安全。小型办公网络项目任务为了满足腾飞网络公司网络构建的需求，我们需要了解腾飞网络目前存在的问题：连网设备太多；网络速度太慢；网络应用太少……面对网络目前存在的这些问题。因此改造网络的核心在于更换网络的互联设备，使用交换机来重构网络。交换机是比集线器更智能化，更安全，更具有管理性能的设备，使用交换机来重新组建网络，使网络的性能会得到很大的提高，但也会给网络的管理带来更多的技术难题。小型办公网络项目需求分析课程议题知识准备知识准备计算机网络基础知识常见网络线缆介绍集线器的工作原理交换机的工作原理网管型交换机的基本操作网络实验室环境介绍课程议题计算机网络基础知识计算机网络介绍SOHOServerIntranet移动宽带上网计算机网络就是利用通信线路和通信设备，用一定的连接方法，将分布在不同地理位置，具有独立功能的多台计算机相互连接起来，在网络软件的支持下进行数据通信，实现资源共享。海淀区教委1000M双绞线1000M光纤北京市教委网络西城区教委东城区教委学校A学校M学校B学校N朝阳区教委学校X学校Y学校E学校F广域网链路北京市校校通网络计算机网络发展的阶段计算机网络的发展简单通信功能的单机系统复杂通信功能的多机系统标准化及高速互联时间共享资源为主的计算机网络20世纪50年代20世纪60年代20世纪60-70年代20世纪80年代计算机网络功能服务供应商用户间相互通信均衡负荷及分布处理功能资源共享按地理位置分类局域网（LAN）城域网（MAN）广域网（WAN）互联网（INTERNET）局域网（LAN）广域网（WAN）以太网按传输介质分类有线网常用铜轴电缆和双绞线连接网络，特点是价格便宜，安装方便，传输距离短光纤网采用光导纤维作为传输介质，特点是传输距离长，传输率高可达1000Mbps，抗干扰能力强。无线网采用电磁波承载技术，无需线缆，特点是价格较贵，联网方式灵活，常用于辅助联网。按网络拓朴结构分星型总线型树型环型网型按传输方式分单工半双工全双工按服务方式分类客户机/服务器网络对等网络OSI参考模型体系结构特点OSI模型每层都有自己的功能集；层与层之间相互独立又相互依靠；上层依赖于下层，下层为上层提供服务。4.传输层2.数据链路层3.网络层1.物理层5.会话层6.表示层面向用户应用面向数据传输7.应用层OSI参考模型网络设备传输数据的过程是按照OSI参考模型的层次结构运动的。5.会话层6.表示层7.应用层4.传输层2.数据链路层1.物理层4.传输层2.数据链路层3.网络层1.物理层5.会话层6.表示层7.应用层数据3.网络层允许接入网络资源应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层建立、管理和终止会话将分组从源端传送到目的端；提供网络互联在媒体上传输比特；提供机械的和电气的规约对数据进行转换、加密和压缩提供可靠的端到端的报文传输和差错控制将分组数据封装成帧；提供节点到节点方式的传输各层间的联系数据报文封装数据数据数据网络层报头数据数据链路层报头0101110101001000010传输层数据链路层物理层网络层表示层应用层会话层源端口、目的端口源IP、目的IP、协议号源MAC、目的MAC、帧类型二进制流“0、1”传输层报头协议数据单元（PDU）数据段Segment数据包Packet数据帧Frame比特Bit数据链路层—以太网IEEE802.3以太网标准MAC层管理网络设备的物理地址，物理地址也被称作MAC地址。LLC层主要负责对各种网络协议进行封装，使得协议能在物理线路上传输。数据链路层LLC层MAC层数据源地址帧检测序列类型目的地址可变2664XXXXXXXXXXXX由厂商分配给设备由IEEE分配给厂商(如:锐捷网络00-D0-F8)前导位MAC地址8单位:字节EthernetII的帧格式MAC地址由48bit构成，采用12位16进制数表示课程议题常见网络线缆介绍网络传输介质-双绞线线序标准：568A白绿、绿、白橙、兰、白兰、橙、白棕、棕568B白橙、橙、白绿、兰、白兰、绿、白棕、棕线缆种类交叉线相同设备类型接口使用交叉线直连线不同设备类型接口使用直连线有效线缆长度100米智能MDI/MDIX不需要知道电缆另一端为MDI还是MDIX设备两种电缆（普通、交叉）都可连接交换机、集线器或NIC设备。消除由于电缆配错引起的连接错误简化10/100M网络安装维护，降低开销。光纤中心是光传播的玻璃芯芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤分为单模光纤和多模光纤光柱保护层核心线缆保护层光线结构示意图网络传输介质-光纤网络传输介质-光纤FC－PC型光尾纤接头外形图SC－PC型光尾纤接头外形图ST-PC型光尾纤接头外形图FC/PC－SC/PC型光尾纤外形图网络传输介质续常见介质型号型号代表的传输介质10Base2细同轴电缆10Base5粗同轴电缆10BaseT双绞线100BaseTX5类以上双绞线100BaseFX单模、多模光纤1000BaseTX超5类以上双绞线1000BaseSX短波多模光纤1000BaseLX长波单、多模光纤课程议题集线器工作原理共享式以太网•工作机制CSMA/CD：载波侦听、多路访问、冲突检测听当PCA要发一个数据包给PCD的时候,首先PCA要先听HUB的链路上是否有数据在跑,如果有那么PCA等待,如果没有那么PCA将数据包发出.这样的做法是由于HUB上的链路是共享的,所以采用了发数据包之前先进行冲突检测的方法,那么我们称为CSMA/CD.PCAPCBPCCPCD空闲数据听数据现在的情况是PCA和PCC都要发数据,但是两人刚才都检测到HUB上是空闲的.那么两人都发.结果发生了冲突.两人都同时启动BACKOFF动作.随机的生成一个秒数,再发数据包.如果再与其他PC发送的数据包冲突.那么再次BACKOFF,BACKOFF一共可进行15次.PCAPCBPCCPCD冲突听数据随机秒数共享式以太网冲突域功能负责在两个节点的物理层上按比特传递信息，完成信号的整形、放大和复制功能，以此来延长网络的长度。特点：所有用户共享10M带宽任何用户发送数据时，所有用户都可以接收到在某一时刻只允许一个用户传输数据物理层设备-集线器课程议题交换机工作原理数据链路层设备—以太网交换机特点以太网交换机是一种具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的网络产品。二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。交换机MAC地址表学习（一）MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444F0/1F0/3F0/2F0/4ACBD交换机初始化时MAC地址表是空的。交换机MAC地址表学习（二）MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444F0/1:0260.8c01.1111F0/1F0/3F0/2F0/4ACBD主机之间互相发送数据，交换机会学习数据帧的源MAC地址。交换机帧转发原理（一）已知单播帧过滤操作FilteringF0/1:0260.8c01.1111F0/2:0260.8c01.2222F0/3:0260.8c01.3333F0/4:0260.8c01.44440260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444XXMAC地址表F0/1F0/3F0/2F0/4ACBD交换机帧转发原理（二）未知单播帧，广播帧：执行广播操作Flooding(泛洪)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444F0/1F0/3F0/2F0/4F0/1:0260.8c01.1111F0/2:0260.8c01.2222F0/3:0260.8c01.3333F0/4:0260.8c01.4444MAC地址表ACBD冲突域与广播域1234四个冲突域、一个广播域转发方式交换机的三种转发方式直通式存储转发式无碎片直通式（更高级的直通式转发）直通式直通式（CutThrough）方式处理过程在输入端口检测到一个数据包后，只检查其包头，取出目的地址，通过内部的地址表确定相应的输出端口，然后把数据包转发到输出端口．这样就完成了交换。因为它只检查数据包的包头（通常只检查14个字节）。Cut存储转发式存储转发（StoreandForward）处理过程是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一，在这种工作方式下．交换机的控制器先缓存输入到端口的数据包，然后进行CRC校验，滤掉不正确的帧，确认包正确后，取出目的地址，通过内部的地址表确定相应的输出端口，然后把数据包转发到输出端口。无碎片直通式无碎片直通（FragmentFreeThrough）过程是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案，它检查数据包的长度是否够64Bytes（512bit）如果小于64Bytes，说明该包是碎片（即在信息发送过程中由于冲突而产生的残缺不全的帧），则丢弃该包，如果大于64Bytes，则发送该包。该方式的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢。交换机互连方式级联：交换机之间利用以太网接口连接起来扩展网络范围单链路带宽瓶颈延时大堆叠:通过堆叠线缆将交换机的背板连接起来，扩大级联带宽堆叠线缆短（1米）解决带宽瓶颈（单链路1G或更大）延时小统一管理堆叠－菊花链链路带宽1G锐捷交换机支持最多8台交换机堆叠图1堆叠模块M2031前面板M2031堆叠-主从式链路带宽2.66GROMFlashInterfaceCPURAM交换机设备硬件组成交换机设备=硬件构件+软件操作系统(RGNOS)交换机性能参数背板带宽24X100MX2＝4.8GS2126G12.8G包转发率S2126G6.6MPPSMAC地址表大小8K线速交换1,000Mbps/8bit/(64+8+12)byte=1,488,095pps课程议题网管型交换机的基本操作交换机的管理方式带外管理通过带外对交换机进行管理(PC与交换机直接相连)带内管理通过Telnet对交换机进行远程管理通过Web对交换机进行远程管理通过SNMP工作站对交换机进行远程管理Console口及配置线缆Console口(RJ45)DB9-DB9线缆Console口(DB9)RJ45-DB9转换器＋反转线缆DB9-RJ45线缆带外交换机配置连线利用配置线将主机的COM口和交换机的console口相连打开超级终端从开始-〉程序-〉附件-〉通