第3章 组建以太网、虚拟局域网

NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&TrainingITEducation&Training计算机网络原理与应用NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training复习•MAC地址的结构•以太网的介质访问控制方法•以太网组网类型：10Base-5、10Base-2、10Base-T和10Base-F的代表意义?NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training•了解组建局域网的常用设备和技术•了解虚拟局域网的产生和相关概念•掌握虚拟局域网的工作原理•掌握虚拟局域网的组网方式•常用的数据链路层设备第3章数据链路层3.6组建以太网3.7虚拟局域网NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training3.6组建以太网•组建以太网需要–网卡–通信介质–局域网设备NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training3.6.1适配器（网卡）•适配器主要完成数据链路层和物理层的功能：–帧的封装与解封装。接收高层的数据，将其封装成帧；收到一个帧后，如果是发给自己的，去掉帧的首部和尾部，将数据交给高层协议。–实现介质访问协议。主要是实现CSMA/CD协议–对数据进行编码和译码。即如何表示0和1的问题。10Mbps的以太网采用曼彻斯特编码。NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training3.6.2通信介质•传统以太网可使用的传输媒体有四种：–铜缆（粗缆或细缆）–铜线（双绞线）–光缆•这样，以太网就有四种不同的物理层。10BASE-5粗缆10BASE-2细缆10BASE-T双绞线10BASE-F光缆以太网物理层标准NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training铜缆或铜线连接到以太网的示意图主机箱主机箱主机箱双绞线集线器BNCT型接头收发器电缆网卡插入式分接头MAUMDI保护外层外导体屏蔽层内导体收发器DB-15连接器BNC连接器插口RJ-45插头NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training四种电缆对比表名称电缆最大区间长度结点数/段优点10Base-5粗同轴电缆500m100用于主干很好10Base-2细同轴电缆185m30最便宜的系统10Base-T双绞线100m1024易于维护10Base-F光纤2000m1024最适于在楼间使用NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training3.6.3局域网设备-集线器•主要的局域网设备有集线器和交换机•主机将帧发给集线器后，集线器会将这个帧以广播的方式发送给其他所有的主机•集线器不能识别数据帧的格式和内容，它做的就是将表示这个帧的电信号发送给其他所有的主机•集线器是工作在物理层上的设备，用集线器连接起来的局域网中所有主机要共享集线器的带宽NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training•某大学有三个系，各自有一个局域网用多个集线器可连成更大的局域网三个独立的冲突域一系二系三系冲突域冲突域冲突域NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training用集线器组成更大的局域网都在一个冲突域中一系三系二系主干集线器一个更大的冲突域冲突域NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training•优点–使原来属于不同冲突域的局域网上的计算机能够进行跨冲突域的通信。–扩大了局域网覆盖的地理范围。•缺点–冲突域增大了，但总的吞吐量并未提高。–如果不同的冲突域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来。用集线器扩展局域网NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training•1990年问世的交换式集线器(switchinghub)，可明显地提高局域网的性能。•交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机（表明此交换机工作在数据链路层）。3.6.3局域网设备-以太网交换机NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training3.6.3局域网设备-交换机•交换机是工作在数据链路层的设备。•交换机收到一个数据帧后，能够识别出这个帧的结构，根据帧的目的地址，将这个帧转发到对应的某个端口上去，而不是广播到其他所有的端口•在每个交换机内部都维护有一张表，这个表记录了交换机上每个端口所连接主机的MAC地址信息，交换机根据这个表来把数据帧转发到正确的端口上NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training•以太网交换机的每个接口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。•交换机能同时连通许多对的接口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据。•以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，其交换速率就较高。以太网交换机的特点NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training•对于普通10Mb/s的共享式以太网，若共有N个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10Mb/s)的N分之一。•使用以太网交换机时，虽然在每个接口到主机的带宽还是10Mb/s，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此对于拥有N对接口的交换机的总容量为N10Mb/s。这正是交换机的最大优点。独占传输媒体的带宽NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training用以太网交换机扩展局域网一系三系二系10BASE-T至因特网100Mb/s100Mb/s100Mb/s万维网服务器电子邮件服务器以太网交换机路由器NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training举例大连东软信息技术职业学院校园网络拓扑图小网通教育网网通出口资源中心安全策略管理中心网管平台QuidView认证计费平台CAMS入侵监测系统D200S8508S8508S5648PS8508OSPFArea0D座E座四层E座三层E座二层E座一层S3952P-EIG座四层G座三层G座二层I座二层S3952P-EIF座F座F座H座四层三层二层、二层学生三期公寓行政、图书馆A座B座C座学院学生二期公寓D、E、F学院学生二期公寓D、E、FOSPFArea6OSPFArea4OSPFArea5OSPFArea1OSPFArea2OSPFArea3S3952P-EIS5648P万兆千兆单模光纤千兆铜缆百兆光纤C6509NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training举例二期学生公寓的网络设备情况：A、B、C三栋楼有一对光纤联入学院的校园网络，为千兆上联；网络设备为Cisco3550-24-EMI(支持2-layerSwitching;3-layerRouting);Cisco3550下联一般交换机（中心机房A201有一般交换机10个左右；分机房C201也有一般交换机10个左右，分机房通过5类双绞线连接到A201上的Cisco3550上的10/100Mpbs接口上；中心机房A201与分机房C201中的一般交换机下联各个寝室的5口一般交换机，此5口交换机下联到学生用户的桌面）NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoftInstituteofInformationDate:08.Mar.2010ITEducation&Training3.7虚拟局域网•什么是虚拟局域网？•为什么使用虚拟局域网？•虚拟局域网的帧格式？•虚拟局域网的组网方法？NeusoftInstituteofInformationDate:25.Feb2005ITEducation&TrainingNeusoft