局域网交换技术概述.ppt
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1、局域网交换技术概述,3Com 大学制作更新于2001年12月3C-405,请浏览备注部分,本文档在备注部分包含了全部讲解文字信息为浏览这些有价值的附加信息,可在 Powerpoint中切换到备注视图.如果你正以“幻灯片放映方式”查看本演讲,你可以点击上面蓝色的超链接而直接进入某一单元.,技术单元,第1单元:千兆以太网第2单元:弹性第3单元:虚拟局域网(VLAN)及 链路聚合第4单元:第3层IP路由第5单元:服务质量(QoS)第6单元:IP组播第7单元:虚拟路由器冗余协议(VRRP)第8单元:远程监控(RMON),千兆以太网:技术概述,3Com 大学制作,千兆以太网:技术概述,在学完本技术单元后
2、,你将能够:定义千兆以太网技术理解为什么千兆以太网是以太网认识与千兆以太网技术相关的距离限制问题解释如何在铜线上实现千兆以太网功能,扩展以太网络带宽的新方向,以太网是最受理解的最广泛采用的局域网技术,可伸缩的网络带宽为大多数交换机所支持,千兆以太网传递非常高的带宽且与 10/100兆以太网兼容,高带宽低成本,千兆以太网提供最好的性能价格比,端到端的以太网技术管理和实施简单,为什么选择千兆以太网,以太网标准:千兆以太网 是 以太网,以太网是一种标准化的、交换的、基于分组的网络,支持10、100和 1000 Mbps 线路速率IEEE 802.3 非屏蔽双绞线(UTP)上的10BASE-T 以太网
3、IEEE 802.3u UTP或光线电缆上的100BASE-T 快速以太网IEEE 802.3ab 5类UTP电缆上的1000BASE-TX 千兆以太网IEEE 802.3z 多模及单模光线上的千兆以太网 1000BASE-SX 和1000BASE-LX三种以太网速率使用相同的 IEEE 802.3 帧格式、全双工操作以及流控方式,只有更快!,1000BASE-CX CopperXcvr,1000BASE-SXFiber OpticXcvr,1000BASE-TPMA,Gigabit Media Independent Interface(GMII)(可选),1000BASE-TPCS,多模光
4、纤,单模活多模光纤,非屏蔽双绞线,Media Access Control(MAC),1000BASE-LXFiber OpticXcvr,屏蔽铜线,802.3z,802.3ab,1000BASE-X PHY8B/10B-AutoNegotiation,千兆以太网的功能要素,PHY(物理层),数据速率5类 UTP单模光纤多模光纤,以太网,快速以太网,千兆 以太网,1000 Mbps,10 Mbps,100 Mbps,100 米,100 米,100 米,220-550 米,2 公里,412米(hd)2 公里(fd),5 公里以上,25 公里,20 公里,来源:3Com,以太网距离限制:对照表.要
5、注意!,千兆以太网(GbE)设计成运行在现有的铜线和光纤基础架构之上,但是当实施千兆以太网时,小心此时距离、串绕以及 抗dB损失等指标范围都要小得多.,只使用两对线:一对用于发送,另一对用于接收.,使用全部四对线:每对线以250Mbps 速度发送和接收.,5类上的10/100兆,5类上的千兆,铜线千兆以太网,新安装建议采用Cat-5eCat-6 作为 Cat-5e 的一种替换可从某些厂商得到,但它还没有标准化任何当前使用100BASE-TX 的链路可以轻松运行1000BASE-T计划使用现有5类布线系统运行 1000BASE-T 的用户应测试每条链路的质量,9微米 单模,1000BASE-LX
6、光纤,1000BASE-SX光纤,1000BASE-CX铜线,25米,5公里,220米275米,1000BASE-T铜线,100米,550米,50微米 多模,50微米 多模,4对 5类 5 UTP,平衡屏蔽电缆,62.5微米 多模,62.5微米 多模,来源:Gigabit Ethernet Alliance,数据中心,建筑主干,园区主干,接线间,应用,光纤千兆 与 铜线千兆,电缆测试资讯及词汇表,基本的电缆测试资讯由 ANSI/TIA/EIA-TSB-67-“双绞线电缆系统现场测试的传输性能规范”所提供 额外的对ELFEXT,PSELFEXT,以及往返损失的测试需求公布在 ANSI/TIA/E
7、IA-TSB 95获取更多的信息可访问:http:/www.gigabit-ethernet.org/technology/whitepapers/gige_0399/copper99_toc.html术语表在下面备注文本中,2-2202-2752-5002-5502-5502-5502-5502-5000,160120400500500400500NA,62.562.5505062.5505010,MMMMMMMMMMMMMMSM,1000BASE-LX,1000BASE-SX,收发器,光纤,带宽(MHz*km),最小范围(米),直径(微米),光纤链路上的千兆以太网:距离限制,复习题,以太网
8、标准支持哪些线路速度?在铜线上,以太网、快速以太网和千兆以太网支持的最远距离是多少?千兆以太网利用了5E类电缆中的几对线?,复习题答案,10Mbps,100Mbps,和 1000Mbps100 米4 对线返回目录,弹性网络技术概述,3Com 大学制作,弹性:技术概述,在学完本技术单元后,你将能够:定义弹性网络技术理解生成树协议(STP)和快速生成树协议(RSTP)之间的区别识别五种生成树状态,弹性链路 支持,简单、易实现的快速链路冗余,可作为生成树技术的备选每台交换机都有一条主链路和一条备用链路如果主链路失败,弹性链路 被激活工作在物理层无需管理生成树域或重配置,弹性链路运作过程,备份链路,主
9、链路,激活备份链路,主链路,X,主链路,弹性链路(“旧的”主链路),主链路激活正常操作;根据初始配置定义,主链路失败交换机检测到主链路丢失,开始恢复到弹性链路,弹性链路激活当原来的主链路恢复,它变成弹性链路,生成树协议(STP)(IEEE 802.1D),赋予你配置冗余路径的一种方法,但任何时候在两个设备间只维持一条数据传输路径STP监测所有路径的状态如果某条活动路径中断,STP 激活一条冗余路径然后相应地重新配置网络拓扑STP完全按照IEEE 802.1D MAC 网桥标准中描述的方式工作,STP 根桥/根端口,指派桥/指派端口,配置桥协议数据单元(Configuration Bridge
10、Protocol Data Units,CBPDUs)根桥(Root Bridge)根端口(Root Port)路径成本(Path Cost)指派桥(Designated Bridge)指派端口(Designated Port),生成树协议(STP)的基本功能,(R)根端口(D)指派网桥端口(B)备份端口,生成树配置,局域网网段1,局域网网段2,局域网网段3,(RB),PC=100,PC=19,PC=19,PC=19,PC=4,PC=19,网桥B,网桥C,网桥A,(R),(R),(DB)对网段1和网段3,(DB)对网段2,(D),(D),(D),(B),(PC)路径成本,(RB)根桥(DB)指
11、派桥,五种生成树状态,初始化,Blocking锁定,Disabled禁止,Listening监听,Learning学习,Forwarding转发,可配置的生成树参数,最长周期(Max Age)沟通时间(Hello Time)转发延迟(Forward Delay)优先级(Priority)路径成本(Path Cost)桥标识(Bridge Identifier),快速生成树协议(RSTP)(IEEE 802.1w),赋予你一种配置冗余路径的方法,同时仍在两个设备之间维持一条活动路径RSTP 监控所有路径的状态 如果一条活动路径中断,RSTP 激活一条冗余路径 然后相应地重新配置网络拓扑快速生成树
12、协议(RSTP)是生成树协议(STP)特性的增强,弹性比较,在 5 秒内恢复网络连接,链路失败后30 内恢复,在 5 秒内恢复备份链路为活动连接,自动配置,自动配置,手工配置,用户可允许/禁止每个网桥上的RSTP,用户可允许/禁止每个网桥上的 STP,用户要对每台交换机进行个别配置,快速生成树(RST),生成树(ST),弹性链路,复习题,当使用弹性链路时,你是否需要配置生成树域(Spanning Tree Domain)吗?A)是B)否生成树协议(STP)在桥接网络环境中阻止 _?A)弹性主干B)宕机C)环路D)数据包,复习题答案,BC返回目录,虚拟局域网(VLAN)及链路聚合:技术概述,3C
13、om 大学制作,虚拟局域网(VLAN)及链路聚合:技术概述,在学完本技术单元后,你将能够:定义虚拟局域网(VLAN)及链路聚合理解虚拟局域网(VLAN)的好处解释不同类型的标记理解链路聚合如何在你的网络中增加冗余性,网桥,传统的桥接局域网,主干,网桥,网桥,单个第2层广播域,桥接虚拟局域网,一个虚拟局域网(VLAN)是一个逻辑定义的第2层广播域.,广播域,VLAN 1,VLAN 2,Switch 4005,Switch 4005,支持802.1Q的交换机,广播域,主干,虚拟局域网(VLAN)的好处,优化性能:广播域控制阻止广播风暴提高可伸缩性提高可管理性:减少网络管理变动周期提高安全性:存取控
14、制,虚拟局域网(VLAN)的构成,成员关系(membership):定义如何选择成员识别(identification):定义帧与虚拟局域网(VLAN)是如何联系到一起的,虚拟局域网(VLAN)的构成,虚拟局域网(VLAN)的成员被组织成两种类型的虚拟局域网(VLAN):基于端口的 基于协议的,基于端口的虚拟局域网(VLAN),一个基于端口的 虚拟局域网(VLAN)包含一组未指定协议类型的网桥端口(即交换机端口).每台交换机标准配置中的缺省VLAN(VID 1)是基于端口的.两个或以上的基于端口的虚拟局域网(VLAN)可以交叉定义,通过使用802.1Q 标记相区别.每个端口只能是一个虚拟局域网
15、(VLAN)的未标记成员.如果你不删除(或修改)初始的缺省VLAN(VID 1),其他所有基于端口的虚拟局域网(VLAN)中的端口必须进行标记.,基于协议的虚拟局域网(VLAN),基于协议虚拟局域网(VLAN)包含一组网桥端口,该端口组定义了一种或多种协议目前支持的协议有:IPIPXDECnetAppleTalkSNAVINESX.25 NetBIOS基于协议虚拟局域网(VLAN)排斥任何不匹配协议类型定义的帧具有相同协议类型的基于协议虚拟局域网(VLAN)不能交叉,基于协议虚拟局域网(VLAN)举例,子网 2,1,IPX net 2,IPX VLAN,子网 1,IPX 网络 1 广播,2,3
16、,4,5,6,IP VLAN,端口号,IPX net 1,VLAN 交换机,缺省,缺省 VLAN,子网 3,基于网络的虚拟局域网(VLAN),一种基于网络的 虚拟局域网(VLAN)包含端口的一个协议子集组基于网络的 虚拟局域网(VLAN)排斥任何目的地址不是指定子网的帧基于网络的虚拟局域网(VLAN)可以重复提供,只要它们不指定相同的子网地址,虚拟局域网(VLAN)的构成帧标识,隐含标识:使用嵌入帧的信息显式标识:在帧中加入信息,示例:协议类型,示例:标准的 802.1 Q 标记,虚拟局域网(VLAN)隐含标记,没有加入标记,下行链路,示例:IP 协议,VLAN 1,VLAN 1,VLAN2,
17、VLAN 2,802.1Q enabled,802.1Q enabled,802.1Q enabled,下行链路,VLAN A,VLAN B,虚拟局域网(VLAN)显式标记,加入标记,移去标记,1,2,3,4,5,VLAN A,VLAN B,802.1Q enabled,802.1Q enabled,下行链路支持 VLANs A 和 B,802.1Q 帧标记,普通 Ethernet 帧,前导:7,SFD:1,DA:6,SA:6,Type/Length:2,数据:48 到 1500,CRC:4,前导:7,数据:48 到 1500,CRC:4,802.1Q 标记帧,2TPI,2TAG,VLAN I
18、D(VID)位,标识 4,096可能的 VLAN,CFI,用户优先级,3 位,1 位,12 位,插入的域,SFD:1,DA:6,SA:6,Type/Length:2,相关标准:IEEE 802.1p,IEEE 802.1p:有关桥接局域网中的传输级别和动态组播过滤服务的标准:解决用于时间关键帧的单独队列问题在第2层帧内提供 CoS 定义允许动态配置方式以及分布机制,链路聚合,聚合链路(主干化),多条点对点并行活动链路:交换机-到-交换机交换机-到-服务器需求:保留数据包通过链路的顺序支持生成树协议(STP)802.1ad 标准,聚合链路的好处,允许你产生高速、点对点或点对多点连接而无需改变或更
19、换现有的硬件或布线系统.提供增长的带宽和设备间冗余性.当配置了生成树、虚拟局域网(VLAN)、路由和SNMP管理时,聚合链路被当作单根电缆链路看待.,复习题,虚拟局域网(VLAN)工作在OSI模型的哪一层?虚拟局域网(VLAN)的两种类型是 _和_.哪种方式的虚拟局域网(VLAN)标识是把一种标记加到帧中?链路聚合的三个好处是什么?,复习题答案,第 2层基于端口的和基于网络的显式标识冗余性、高速点对点或点对多点连接、带宽提升返回目录,第3层IP路由:RIP1,2&OSPF 技术概述,3Com 大学制作,IP 路由:技术概述,在学完本技术单元后,你将能够:定义IP 路由理解第2层与第3层数据传递
20、解释 RIP 和 OSPF 带来的好处识别 UDP helper 的用途,标准的 IP 路由模式,转发决策的唯一依据是网络 ID(IP 地址加上子网掩码).子网可以帮助控制网络传输.这种路由类型是 网际路由(Internetwork routing).,158.101.145.0(255.255.255.0),158.101.112.0(255.255.255.0),第 3 层交换机,IP路由模式,在路由器和子网之间放入网桥引擎,从而允许到子网的多个连接.路由器根据IP地址进行转发.网桥根据 MAC地址进行转发.,158.101.112.0,158.101.48.0,158.101.32.0,
21、158.101.112.0(255.255.255.0),网桥,路由器,虚拟局域网(VLAN),IPVLAN 1,内网路由,网桥引擎,158.101.100.0,158.101.20.0,158.101.30.0,IP VLAN 1,IP VLAN 2,IP VLAN 3,赋予路由器的端口从逻辑上将网桥引擎分段IP 子网可以跨越多个端口子网内的传输通过交换不同子网间的传输被路由.,EnetMAC,EnetMAC,EnetMAC,EnetMAC,EnetMAC,EnetMAC,路由器引擎,IP VLAN 2,IP VLAN 3,路由器接口,RIP 1 的工作过程,N1直接N2直接N31步N41步
22、N5直接,网络2,网络1,网络 4,网络3,RIP 更新,RIP 更新,网络5,路由器B,更新间隔:30 秒最长路径:15 步 16 步:不可达到超时:180 秒,路由器 A,路由表(A),N11步N21步N3直接N4直接N5直接,路由表(B),路由器C,RIP-1 与 RIP-2 比较,低 单数据包类型,OSPF 工作过程,Router 5,Router 1,Router 2,Router 3,Router 4,Net 1,Net 2,Net 5,Net 3,Net 4,3.拓扑图,4.最短路径树,Router 1,Router 2,Router 3,10,Net 2,10,10,10,Ro
23、uter 4,Router 5,10,10,Net 3,Net 4,Net 5,Net 1,10,10,10,10,5.路由表,OSPF 指定路由器(Designated Router,DR)和备用指定路由器(BDR),DR 代表所在网络的其他路有器.BDR 在 DR 失败时替换它.每个多存取网络有一个 DR 和一个BDR.选举:DR:具有最高优先级的路由器.如果优先级相同,则取决于的“Router ID”.,多存取网络,OSPF:邻接,DR,路由器,BDR,Two way,路由器,双向(Two-way)状态,Two way路由器在邻居的 Hello 数据包中能看见自己Full任何路由器与 D
24、R 及 BDR 之间的都具有邻接性,OSPF:区域内(Intra-area)路由,单个区域:区域ID:0.0.0.0所有路由器属于该唯一区域.散播限制在区域内的LSA:路由器 LSA网络 LSA每台路由器有一棵最短路径树.区域 0.0.0.0 是缺省配置.,区域 0.0.0.0(主干),OSPF:区域间(Inter-area)路由,通过划分区域可产生更大的网络.所有区域要求经区域边界路由器(Area Border Router,ABR)连接到区域0.0.0.0.区域 0.0.0.0=主干区域(缺省).每个区域一个链路状态数据库.每台路由器有一棵最短路径树.,自治系统,ABR,区域 10.0.0
25、.0,ABR,区域 20.0.0.0,区域 30.0.0.0,ABR,区域 40.0.0.0,ABR,OSPF:区域类型,通行区域目的地为另一个区域的传输能够通过该区域根结区域目的地为另一个区域的传输不能通过该区域主干所有区域必须连接到主干区域,比较 RIP-1、RIP-2 与OSPF,收敛速度,慢,快速,传输方式,广播地址,组播地址,长度类型,按步长计算,路径成本(链路速度),距离限制,15 步,不限制步长,区域支持,NO,YES,协议复杂度,低 单数据包类型,高 多种数据包类型,更新间隔,更新(30秒),触发式更新,路由路径,单路径路由,多路径路由,VLSM 支持,NO,YES,带宽使用,
- 配套讲稿:
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