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局域网概述局域网概述n掌握局域网定义掌握局域网定义n掌握局域网使用的技术掌握局域网使用的技术n了解局域网的设计模型了解局域网的设计模型课程目标课程目标学习完本课程,您应该能够:
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n第一节第一节局域网的定义局域网的定义n第二节第二节以太局域网的演进以太局域网的演进n第三节第三节局域网的数据流量局域网的数据流量n第四节第四节交换和路由交换和路由n第五节第五节局域网的设计局域网的设计目录目录局域网定义局域网定义ll局域网是一种互联各种设备的通信网络,并在这些局域网是一种互联各种设备的通信网络,并在这些局域网是一种互联各种设备的通信网络,并在这些局域网是一种互联各种设备的通信网络,并在这些设备间提供信息交换的途径。
设备间提供信息交换的途径。
设备间提供信息交换的途径。
设备间提供信息交换的途径。
ll局域网同其它数据网络的主要区别:
局域网同其它数据网络的主要区别:
局域网同其它数据网络的主要区别:
局域网同其它数据网络的主要区别:
覆盖范围覆盖范围通常的范围是一座通常的范围是一座/一组大楼,或者是一个园区。
地理一组大楼,或者是一个园区。
地理范围的不同,技术解决方案也随之不同。
范围的不同,技术解决方案也随之不同。
所有权和控制权所有权和控制权通常局域网由互联设备的组织所拥有。
因此,局域网通常局域网由互联设备的组织所拥有。
因此,局域网是由用户投资建设并管理维护的。
是由用户投资建设并管理维护的。
速率和成本的差别速率和成本的差别一方面,局域网内部数据的速率通常高于城域网或广一方面,局域网内部数据的速率通常高于城域网或广域网;另一方面,局域网用户获得和使用某速率的成本域网;另一方面,局域网用户获得和使用某速率的成本远低于城域网远低于城域网/广域网。
广域网。
n第一节第一节局域网的定义局域网的定义n第二节第二节以太局域网的演进以太局域网的演进n第三节第三节局域网的数据流量局域网的数据流量n第四节第四节交换和路由交换和路由n第五节第五节局域网的设计局域网的设计目录目录传统以太网传统以太网ll以太网最初是基于同轴电缆的。
以太网最初是基于同轴电缆的。
以太网最初是基于同轴电缆的。
以太网最初是基于同轴电缆的。
ll网络中所有主机的收发都依赖于同一套物理介质,网络中所有主机的收发都依赖于同一套物理介质,网络中所有主机的收发都依赖于同一套物理介质,网络中所有主机的收发都依赖于同一套物理介质,即共享介质。
即共享介质。
即共享介质。
即共享介质。
ll同一时刻只能有一台主机在发送,各主机通过遵循同一时刻只能有一台主机在发送,各主机通过遵循同一时刻只能有一台主机在发送,各主机通过遵循同一时刻只能有一台主机在发送,各主机通过遵循CSMA/CDCSMA/CD规则来保证网络的正常通讯。
规则来保证网络的正常通讯。
规则来保证网络的正常通讯。
规则来保证网络的正常通讯。
发送监听监听监听传统以太网的缺陷传统以太网的缺陷ll传统的以太网在主机数目较多的情况下,性能受到传统的以太网在主机数目较多的情况下,性能受到传统的以太网在主机数目较多的情况下,性能受到传统的以太网在主机数目较多的情况下,性能受到严重影响:
严重影响:
严重影响:
严重影响:
网络中个别主机的故障,会影响所有主机的通讯。
网络中个别主机的故障,会影响所有主机的通讯。
多台主机在同时试图发送数据时,会使得网络冲突严重,多台主机在同时试图发送数据时,会使得网络冲突严重,致使网络利用率大大降低。
致使网络利用率大大降低。
以太网所采用的以太网所采用的CSMA/CDCSMA/CD技术,保证了将信道因冲突而技术,保证了将信道因冲突而产生的浪费缩减到最小,但不能保证网络高负荷时的传输效产生的浪费缩减到最小,但不能保证网络高负荷时的传输效率。
率。
某台主机发送的广播报文,会被网络中所有主机接收;在某台主机发送的广播报文,会被网络中所有主机接收;在广播报文较多的情况下,网络性能受到严重影响。
广播风暴广播报文较多的情况下,网络性能受到严重影响。
广播风暴更会使得网络崩溃。
更会使得网络崩溃。
并非所有的广播报文都是无用的,并非所有的广播报文都是无用的,ARPARP请求、请求、NETBIOSNETBIOS的的名字请求,都是有用的和必需的。
名字请求,都是有用的和必需的。
交换式以太网交换式以太网ll强烈的市场需求推动了交换式以太网的发展强烈的市场需求推动了交换式以太网的发展强烈的市场需求推动了交换式以太网的发展强烈的市场需求推动了交换式以太网的发展用户迫切希望能够独享更高的带宽用户迫切希望能够独享更高的带宽需要找到解决冲突和广播泛滥的方法需要找到解决冲突和广播泛滥的方法ll交换式以太网交换式以太网交换式以太网交换式以太网平时网络中所有的主机都不连通,当主机需要通信时,通平时网络中所有的主机都不连通,当主机需要通信时,通过交换设备连接对端主机,完成后断开。
过交换设备连接对端主机,完成后断开。
交换设备包括:
交换式集线器和交换机。
交换设备包括:
交换式集线器和交换机。
使用交换设备组网,物理上和逻辑上均为星型结构。
使用交换设备组网,物理上和逻辑上均为星型结构。
ll交换式以太网的优势交换式以太网的优势交换式以太网的优势交换式以太网的优势扩展了网络带宽扩展了网络带宽分割了网络冲突域,使得网络冲突被限制在最小的范围内分割了网络冲突域,使得网络冲突被限制在最小的范围内交换机作为更加智能的交换设备,能够提供更多用户所要交换机作为更加智能的交换设备,能够提供更多用户所要求的功能:
优先级、虚拟网、远程检测求的功能:
优先级、虚拟网、远程检测交换式以太网的技术发展交换式以太网的技术发展ll随着交换式以太网技术的出现和不断发展,局域网性能发生随着交换式以太网技术的出现和不断发展,局域网性能发生随着交换式以太网技术的出现和不断发展,局域网性能发生随着交换式以太网技术的出现和不断发展,局域网性能发生了质的飞跃。
每一项新技术的涌现,都使得以太网向着高性了质的飞跃。
每一项新技术的涌现,都使得以太网向着高性了质的飞跃。
每一项新技术的涌现,都使得以太网向着高性了质的飞跃。
每一项新技术的涌现,都使得以太网向着高性能、高可靠性、高灵活度、易于管理的目标跨越了一大步。
能、高可靠性、高灵活度、易于管理的目标跨越了一大步。
能、高可靠性、高灵活度、易于管理的目标跨越了一大步。
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虚拟局域网(虚拟局域网(VLANVLAN)信息流优先级信息流优先级组播组播三层交换三层交换远程检测远程检测RMONRMON生成树协议(生成树协议(SpanningTreeProtocolSpanningTreeProtocol)千兆以太网千兆以太网万兆以太网万兆以太网n第一节第一节局域网的定义局域网的定义n第二节第二节以太局域网的演进以太局域网的演进n第三节第三节局域网的数据流量局域网的数据流量n第四节第四节交换和路由交换和路由n第五节第五节局域网的设计局域网的设计目录目录局域网数据流量的区分局域网数据流量的区分ll在考虑局域网的需求时,参照主机设备、应用和协在考虑局域网的需求时,参照主机设备、应用和协在考虑局域网的需求时,参照主机设备、应用和协在考虑局域网的需求时,参照主机设备、应用和协议数据流的特征,分析数据流量和流量分布是非常重议数据流的特征,分析数据流量和流量分布是非常重议数据流的特征,分析数据流量和流量分布是非常重议数据流的特征,分析数据流量和流量分布是非常重要的。
要的。
要的。
要的。
根据组织的行政构成划分根据组织的行政构成划分根据主机类型划分根据主机类型划分根据主机物理分布划分根据主机物理分布划分根据应用类型划分根据应用类型划分80/20规则规则ll通常,我们按照组织内的工作单位将网络主机划分到一个个的通常,我们按照组织内的工作单位将网络主机划分到一个个的通常,我们按照组织内的工作单位将网络主机划分到一个个的通常,我们按照组织内的工作单位将网络主机划分到一个个的逻辑网络内,从而将这些主机的大部分流量限制在一个比较小逻辑网络内,从而将这些主机的大部分流量限制在一个比较小逻辑网络内,从而将这些主机的大部分流量限制在一个比较小逻辑网络内,从而将这些主机的大部分流量限制在一个比较小的范围内,以减少对其它主机的影响,并降低网络主干的负载。
的范围内,以减少对其它主机的影响,并降低网络主干的负载。
的范围内,以减少对其它主机的影响,并降低网络主干的负载。
的范围内,以减少对其它主机的影响,并降低网络主干的负载。
ll在这样的划分下,传统网络中的数据流量模式遵循在这样的划分下,传统网络中的数据流量模式遵循在这样的划分下,传统网络中的数据流量模式遵循在这样的划分下,传统网络中的数据流量模式遵循80/2080/20规则。
规则。
规则。
规则。
市场部子网市场部子网市场部子网市场部子网销售部子网销售部子网销售部子网销售部子网20%20%20%20%的数据流的数据流的数据流的数据流需跨越逻辑子网需跨越逻辑子网需跨越逻辑子网需跨越逻辑子网80%80%80%80%的数据流量的数据流量的数据流量的数据流量在本地在本地在本地在本地20/80规则的出现规则的出现市场部子网市场部子网市场部子网市场部子网销售部子网销售部子网销售部子网销售部子网20%20%20%20%的数据流量的数据流量的数据流量的数据流量在本地在本地在本地在本地工程部子网工程部子网工程部子网工程部子网企业服务企业服务企业服务企业服务80%80%80%80%的数据流的数据流的数据流的数据流需跨越网段需跨越网段需跨越网段需跨越网段n第一节第一节局域网的定义局域网的定义n第二节第二节以太局域网的演进以太局域网的演进n第三节第三节局域网的数据流量局域网的数据流量n第四节第四节交换和路由交换和路由n第五节第五节局域网的设计局域网的设计目录目录二层交换的不足二层交换的不足ll使用使用使用使用VLANVLAN来划分网络,提高网络效率来划分网络,提高网络效率来划分网络,提高网络效率来划分网络,提高网络效率llVLANVLAN间通信通过路由器完成间通信通过路由器完成间通信通过路由器完成间通信通过路由器完成ll路由器价格昂贵,速率较低路由器价格昂贵,速率较低路由器价格昂贵,速率较低路由器价格昂贵,速率较低传统路由器整机传统路由器整机6464字节包转发能力通常字节包转发能力通常100000100000ppsppsSwitchSwitch单个单个100100MM端口端口6464字节包转发能力字节包转发能力148810148810ppspps,线速交换。
线速交换。
VLAN1VLAN1VLANVLAN22VLAN3VLAN3三层交换技术三层交换技术ll三层交换技术的实质就是通过硬件实现路由,三层三层交换技术的实质就是通过硬件实现路由,三层三层交换技术的实质就是通过硬件实现路由,三层三层交换技术的实质就是通过硬件实现路由,三层交换机对于数据包的处理过程与传统路由器基本相同。
交换机对于数据包的处理过程与传统路由器基本相同。
交换机对于数据包的处理过程与传统路由器基本相同。
交换机对于数据包的处理过程与传统路由器基本相同。
交换芯片中的路由转发表交换芯片中的路由转发表交换芯片中的路由转发表交换芯片中的路由转发表IPIP报头报头报头报头SASASASADADADADA有效载荷有效载荷有效载荷有效载荷FCSFCSFCSFCSIPIPIPIP报头报头报头报头SASASASADADADADA有效载荷有效载荷有效载荷有效载荷FCSFCSFCSFCSSASASASADADAIPIPIPIP报文报文报文报文FCSFCSFCSFCS以太网数据帧以太网数据帧SASASASADADADADAIPIPIPIP报文报文报文报文FCSFCSFCSFCS以太网数据帧以太网数据帧根据目的根据目的IPIP地址查找下一跳地址查找下一跳确定下一跳确定下一跳IPIP地址并修改地址并修改IPIP报头报头查看查看IPIP报文报文根据下一跳根据下一跳IPIP地址查找地址查找ARPARP表,表,修改以太网帧
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