第三章 局域网技术

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局域网技术课程目标●学完本课程,您应该能够:了解域网相关的标准掌握局域网组网结构了解局域网中的网络设备了解共享试网络工作的原理和存在的问题掌握以太网帧结构掌握以太网交换机工作原理掌握局域网连接技术,会制作网线,连接光纤掌握结合业务需求组建局域网选择相关技术、设备的原则课程内容局域网技术概述局域网数据转发技术局域网连接技术局域网案例和产品介绍什么是局域网●局域网定义局域网(LAN-LocalAreaNetwork)是将分散在有限地理范围内(如一栋大楼,一个部门)的多台计算机通过传输媒体连接起来的通信网络,通过功能完善的网络软件,实现计算机之间的相互通信和共享资源。1980年2月成立IEEE802委员会(IEEE-InstituteofElectricalandElectronicsEngineersINC,即电器和电子工程师协会)。该委员会制定了一系列局域网标准,称为IEEE802标准。目前许多802标准已经成为ISO国际标准。局域网组织结构图局域网所包含的技术●局域网,就网络本身而言是为各种网络应用传输数据服务的,对企业来说这些数据所承载的就是企业的生产管理销售数据,因此要求局域网具备高可靠、高性能、安全渗透、易扩展、易管理、高性价比。实际应用当中,根据业务的需求来选择相应的技术,提供适中的性能。●目前局域网主要是以太网,主要包括的技术有:二层数据转发技术,以太网交换机数据转发技术。二层网络可靠性、可扩展性技术,VLAN、trunk,以太通道、三层交换、环路避免STP网关冗余可靠性技术,HSRP/VRRPIP自动分配:DHCP二层数据转发安全技术,端口隔离,MAC学习控制、过滤等。局域网IEEE802标准图局域网的数据封装LLC子层和MAC子层●LLC子层和MAC子层LLC在MAC子层的支持下向网络层提供服务。通过DSAP和SSAP寻址。MAC子层的主要功能是进行合理的信道分配,解决信道竞争问题。通过MAC地址寻址。MAC地址:每一个设备有一个独无二的MAC地址,长度是48位。为了保证MAC地址的唯一性,IEEE规定MAC地址前24位为厂商代码(vendorcode),后24位为序列号(serialnumber)。VendorcodeSerialNumber常见局域网物理拓扑●总线型:早期以太网●环型:令牌环、FDDI●星型:企业网●网状型:数据中心总线型环型星型网状型课程内容局域网技术概述局域网数据转发技术局域网连接技术局域网案例和产品介绍局域网中的主要网络设备●二层交换机●三层交换机●路由器以太网帧结构●Ethernet_II●802.3共享式以太网工作原理CSMA/CD●共享式以太网组网设备:同轴电缆(总线型)、HUB(星型)总线、HUB属于物理层设备。●先听后说,边听边说●冲突域、广播域共享式网络数据传输过程是以广播的方式发送,所有的其他节点都可以收到信息,如果两个节点同时发送信息会产生冲突。●半双工信道共享介质,同一时时刻只能有一个方向的数据传输,因此是半双工通信。交换式以太网工作原理●交换式以太网组网设备:以太网交换机以太网交换机属于二层设备。●MAC地址学习学习源MAC。●根据MAC地址转发根据目的MAC转发。转发方式有存储转发、快速转发。●组播帧、广播帧、未知单播帧转发行为已经单播帧根据MAC表转表。组播帧、广播帧根据转发给所有的其他节点。未知单播帧Flooding给所有其他节点。以太网交换机MAC学习和数据转发(1)以太网交换机MAC学习和数据转发(2)以太网交换机MAC学习和数据转发(3)以太网交换机MAC学习和数据转发(4)微网段和全双工以太网●冲突域、广播域●全双工信道●微网段●全双工以太网:支持全双工网卡芯片+点对点的物理连接+全双工信道课程内容局域网技术概述局域网数据转发技术局域网连接技术局域网案例和产品介绍局域网连接图●5类/超5类双绞线●光纤●同铀电缆以太网工作介质协议传输介质最大网段长度10BASE2细同轴电缆185m10BASE5粗同轴电缆500m10BASE-T3、4、5和5e类UTP,2对100m100BASE-FX双股多模光纤电缆400m100BASE-T非屏蔽双绞线(UTP)100m100BASE-T44对3、4、5类UTP100m100BASE-TX2对UTP或屏蔽双绞线(STP)100m1000BASE-LX通过单模和多模光纤传输的长波长激光3km(多模)10km(单模)1000BASE-SX通过多模光纤传输的短波长激光220m(62.5μm)550m(50μm)1000BASE-CS2对150Ω平衡屏蔽STP铜电缆250m1000BASE-T4对5类UTP铜线100m1000BASE-ZX扩展波长单模光纤100km双绞线组网●直连网线T568A----T568A●交叉网线T568A----T568B●智能MDI/MDIX:自适应线序自动调整与对端一致。棕白棕绿白绿橙白橙蓝蓝白双绞线设备连接方式主机路由器交换机MDIX交换机MDI集线器主机交叉交叉直连N/A直连路由器交叉交叉直连N/A直连交换机MDIX直连直连交叉直连交叉交换机MDIN/AN/A直连交叉直连集线器直连直连交叉直连交叉以太网光接口速率双工协商●速率、双工协商:100M接口—100M全双工、1000M接口-1000M全双工、10G接口—10G全双工。●是否启用协商两端配置必须一致,是否默认开启协商因厂家不同而不同。光纤组网●光纤成对:一收一发●常见光模块和光接头:GBIC和SC、SFP和LC、光跳线和光传输FC、千兆光接口和MTRJ、10GXENPAK和SC、10GX2和SC、10GXFP和LC、广域网POS接口和ST。●光模块有单模、多模、接口速率(一般有155M、1.25G、2.5G、10G)区别。光纤和光接口课程内容局域网技术概述局域网数据转发技术局域网连接技术局域网案例和产品介绍局域网案例●结合业务需求组建局域网交换机产品的选择●产品的选择核心交换机:CiscoCatalyst3550-24接入交换机:CiscoCatalyst2950G-24,2950-24●选择的依据端口数,支持扩展模块(光模块),支持的协议,转发能力●交换机性能参数转发能力(线速转发)或背板带宽、100/1000M端口数、支持扩展板卡/模块数、可支持的协议Ciscocatalyst2950交换机产品介绍2950系列交换机Ciscocatalyst3550交换机产品介绍3550系列交换机课程重点●本章重点内容以太网帧结构以太网交换机工作原理局域网连接技术,会制作网线,选择/连接光纤,掌握结合业务需求组建局域网选择相关技术、设备的原则习题1.局域网中有哪些网络设备?其功能分别是什么?2.HUB属于什么类型的网络?使用HUB组网有什么问题?如何解决?3.请写出常用的以太网帧结构,并解释各部分内容。4.以太网交换机是如何完成数据转发的?对三种类型的以太网帧分别如何转发?5.如何使用双绞线、光纤来连接以太网?6.简述结合业务需求组建局域网选择相关技术、设备的原则。

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