六章局域网技术.ppt
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1、第六章 局域网技术,6.1 XX医院网络项目企业网需求6.2 企业网技术选型6.3 项目中的企业网选择和拓朴结构6.4 实践:项目中的交换机应用配置6.5 实践:项目中的路由应用配置,6.1 XX医院网络项目企业网需求应用需求:安全需求:网络管理需求:高可用性需求:,6.2 企业网技术选型6.2.1知识点:快速以太网 100BASE-T协议结构如图:,6.2.2知识点:千兆以太网千兆以太网有四个标准:1000Base-SX标准 1000Base-LX标准1000Base-CX标准 1000Base-T标准千兆以太网协议层次如下图:,6.2.3知识点:万兆位以太网千兆以太网接口基本应用在点到点线
2、路,不再共享带宽。碰撞检测,载波监听和多重访问已不再重要。千兆以太网与传统低速以太网最大的相似之处在于采用相同的以太网帧结构。万兆以太网技术与千兆以太网类似,仍然保留了以太网帧结构。通过不同的编码方式或波分复用提供10Gbit/s传输速度。就其本质而言,10G以太网仍是以太网的一种类型。,10GBASEX 4对发送器/接收器在3.125GHz速度(数据流速度为2.5Gbit/s)下工作;10GBASER产生的时钟速率为10.3GHz;10GBASEW是广域网接口其时钟为9.953GHz数据流为9.585Gbit/s。10GBASE-SR/SW传输距离按照波长不同由2m到300m。10GBASE
3、-LR/LW传输距离为2m到10km。10GBASE-ER/EW传输距离为2m到40km。,万兆以太网在设计之初就考虑城域骨干网需求:首先带宽10G足够满足现阶段以及未来一段时间内城域骨干网带宽需求(现阶段多数城域骨干网骨干带宽不超过2.5G);其次万兆以太网最长传输距离可达40公里,且可以配合10G传输通道使用,足够满足大多数城市城域网覆盖。,采用万兆以太网作为城域网骨干相对于POS或者ATM链路的优势:首先可以节约成本,以太网端口价格远远低于相应的POS端口或者ATM端口。其次可以使端到端采用以太网帧成为可能一方面可以端到端使用链路层的VLAN信息以及优先级信息另一方面可以省略在数据设备上
4、的多次链路层封装解封装以及可能存在的数据包分片,简化网络设备。在城域网骨干层采用万兆以太网链路可以提高网络性价比并简化网络。,6.2.4知识点:ATMATM 是一种高速分组交换技术。分组交换的基本数据传输单元是分组,而ATM的基本数据传输单元是信元。信元有一个5字节的信元头(header)与一个48字节的用户数据。物理链路(physical link)是连接ATM交换机到ATM交换机,ATM交换机到ATM主机的物理线路。每条物理链路可以包括一条或多条虚通路VP(VP,Virtual Path),每条虚通路VP又可以包括一条或多条虚通道VC(VC,Virtual Channel)。,ATM网的虚
5、连接可以分为两级:虚通路连接虚通道连接,ATM局域网有以下几种类型:作为连接到ATM广域网的网关。主干ATM交换机。工作组ATM。,ATM主干局域网举例:,第六章 局域网技术,6.1 XX医院网络项目企业网需求6.2 企业网技术选型6.3 项目中的企业网选择和拓朴结构6.4 实践:项目中的交换机应用配置6.5 实践:项目中的路由应用配置,6.3 项目中的企业网选择和拓朴结构园区网的网络技术采用快速以太网和千兆以太网,广域网接入采用百兆以太网光纤链路。核心层采用单模光纤链路千兆以太网承担分布层设备的接入。分布层网络采用多模光纤链路千兆以太网承担接入层设备的接入,采用单模光纤链路千兆以太网连入核心
6、层设备。接入层网络以超五类双绞线百兆以太网交换到桌面,或者再下一级的子网络设备。接入层采用多模光纤链路千兆以太网接入分布层设备。,楼层内的子网络设备以超五类UTP双绞线10/100M以太网链路连入接入层交换机,个别大量设备接入的子网络设备应该以多模光纤链路千兆以太网接入接入层交换机,也有子网络设备提供IEEE802.11a/b/g的54M无线局域网移动终端接入。当前城域网建设很快,提供了100M/1000M的企业网接入,接入类型一般是透明以太网或者是ATM网技术;边界路由器设备要有高速光纤接口连接城域网。,第六章 局域网技术,6.1 XX医院网络项目企业网需求6.2 企业网技术选型6.3 项目
7、中的企业网选择和拓朴结构6.4 实践:项目中的交换机应用配置6.5 实践:项目中的路由应用配置,6.4 实践:项目中的交换机应用配置6.4.1知识点:cisco交换机VLAN一、VLAN的概念:虚拟局域网是以局域网交换机为基础,通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地址划分成一个个网段从而实现虚拟工作组,以缩小广播域,减少广播风暴,提高网络通信的速度与效率。,二、VLAN的分类:基于交换端口划分的VLAN;基于MAC地址划分的VLAN;基于网络层协议划分的VLAN:基于IP组播划分的VLAN。三、VLAN的优点:简化网络管理,减少管理开销;控制网络广播包;提高了网络的安全性。四、VLAN的配置:
8、1、VLAN的创建2、将端口划入相应vlan3、查看vlan信息,五、VLAN中继协议VTP1、VTP的概念 VTP(VLAN Trunk protocol)是虚拟网络中继协议,VTP允许管理员从VTP服务器上对网络中所有vlan的增加、删除和重命名进行管理。该信息将自动传播到本域内所有的交换机上。,2VTP域VTP被组织成管理域,它是由一组交换机组成,且这些交换机应该具备以下几点要求:(1)域内的每台交换机都必须使用相同的VTP域名。(2)VTP域内的所有交换机形成了一棵相互连接的树。(3)交换机之间必须启用中继(连接的接口为trunk)。(4)一台交换机只能属于一个VTP域。,3VTP模式
9、(1)服务器模式(Server)(2)客户机模式(Client)(3)透明模式(Transparent)4VTP通告5VTP版本6VTP修正号7VTP修剪减少Trunk链路中不必要的广播、组播和其他单播流量。VTP修剪只将广播发送到真正需要该信息的Trunk线路上。Vlan 1不能启用修剪。,六、VTP配置1VTP配置的常用命令(1)配置VTP管理域(2)配置VTP模式(3)设置VTP口令(4)配置VTP版本(5)启用与关闭VTP修剪(6)从可修剪列表中去除某VLAN(7)检查VTP修剪的配置(8)查看端口的trunk信息,七、VLAN的识别方法1交换机间链路(Inter-Switch-Lin
10、k,ISL)2IEEE 802.1Q VLAN标准3ISL和IEEE802.1Q的比较4配置Trunk端口的命令,6.4.2知识点:cisco交换机生成树交换网络中既能保证冗余链路以提供链路备份,又能避免环路、广播风暴等问题产生的技术就是生成树技术。环路的危害性广播风暴 多帧复制 MAC地址表的不稳定,一、生成树协议1生成树协议的基本原理,2生成树协议的工作过程(1)在网络中选择一个交换机为根交换机(Root Bridge)(2)(Root Port)根端口的选择()指定(designated port)端口的选择()删除桥接环(bridging loop),生成树协议的端口状态Disable
11、d(禁用):Blocking(阻塞):Listening(监听):Learning(学习):Forwarding(转发):生成树协议的缺点STP协议的缺陷主要表现在收敛速度上。,生成树协议的发展生成树协议的发展过程划分成三代。第一代生成树协议:STP/RSTP IEEE802.1d/IEEE802.1w第二代生成树协议:PVST/PVST+第三代生成树协议:MISTP/MSTP,二、生成树协议的配置命令(1)打开、关闭STP协议(2)设置生成树协议的类型(3)配置交换机在所有VLAN或指定VLAN中的优先级(4)设置端口在所有VLAN或指定VLAN中的优先级(5)设置指定VLAN的转发延迟时间
12、(端口状态改变的时间间隔),(6)设置指定VLAN的Hello(呼叫)计时器(定时发送BPDU报文的时间间隔)(7)设置指定VLAN的max-age(BPDU报文消息生存的最长时间)(8)设置端口路径代价的默认计算方法(9)在端口或者接口上启用STP Root Guard功能(10)显示所有VLAN的STP信息,6.4.3知识点:cisco交换机以太网链路聚合IEEE802.3ad把多个物理接口捆绑在一起形成一个简单的逻辑接口,这个逻辑接口我们称之为一个aggregate port(以下简称AP)。端口聚合配置命令:channel-group number mode on|auto|desir
13、able non-silient,6.4.4知识点:cisco交换机三层配置一、一次路由,多次交换的工作机制:数据流的第一个数据包采用CPU软件实现三层路由;然后交换机把数据流三层转发需要的相关信息表项(源IP地址、目的IP地址、下一跳MAC地址、数据转发出口MAC地址)下载到ASIC芯片;该数据流后续数据包的三层转发就可以直接通过ASIC芯片采用流精确匹配来硬件实现 当另一个不同的数据流需要进行三层交换的时候需要重复同一个过程:一次路由、多次交换。,2层交换机使用的是MAC地址交换表,而3层交换机使用的是基于IP地址的交换表:,二、配置三层交换启用三层交换功能:protocol routin
14、g开启ip路由功能,则执行以下命令:ip routing配置3层接口:1、选择物理端口配置命令:interface type mod/portCisco Catalyst三层交换机端口的模块号均为0,只有一个模块插槽。可选的光纤模块,其模块号也为0。,2端口的2层与3层选择将端口设置为3层,配置命令:no switchport将端口设置为2层,配置命令:switchport3为3层端口配置IP地址4、VLAN路由:,6.4.5项目中的交换机应用配置策略及实施交换机应用配置策略:启用VLAN生成树协议PVST;核心交换机因为要实现所有VLAN的交换,所以必须在所有端口启用trunk;将网关地址和
15、MAC地址绑定,防止arp攻击。开启IP subnet-zero,使用ip subnet-zero命令之后,才能使用全0网段;在汇聚层(分布层)启用IP classless即IP无类别路由查找功能;接口层的2960交换机不具备三层交换功能,为二层交换机VLAN指定的IP地址仅用于telnet的管理;,核心层的4503交换机是三层交换机,为VLAN创建虚拟子接口,可以实现虚拟子接口之间的路由,实现VLAN之间的通信。指定的VLAN虚拟子接口IP地址成为该VLAN的默认网关地址;三层交换机启用IP协议路由功能,用命令:ip routing。一、XX医院网络工程项目的企业网网段和VLAN划分表,二、
16、设备端口地址分配1、主cisco catalyst 4503交换机端口分配表2、从cisco catalyst 4503交换机端口分配表3、汇聚层(分布层)行政楼Cisco Catalyst 3750交换机端口分配表4、汇聚层(分布层)门诊楼一号Cisco Catalyst 3750交换机端口分配表5、汇聚层(分布层)门诊楼二号Cisco Catalyst 3750交换机端口分配表6、接入层门诊楼三号Cisco Catalyst 2960交换机端口分配表,相关的交换机设备配置:1、Main4503配置2、slave4503在main4503基础上的配置改动3、门诊楼汇聚层3750交换机配置4、
17、门诊楼接入层三号2960交换机相关配置,第六章 局域网技术,6.1 XX医院网络项目企业网需求6.2 企业网技术选型6.3 项目中的企业网选择和拓朴结构6.4 实践:项目中的交换机应用配置6.5 实践:项目中的路由应用配置,6.5 实践:项目中的路由应用配置6.5.1知识点:IP地址与子网规划一、IP地址的分类,二、保留IP地址(1)回环地址(2)网络地址两个特殊的地址:0.0.0.0:255.255.255.255:,三、IP地址的管理私有地址(Private Address),四、IP地址的子网划分1.子网与子网掩码,例如,通过从默认主机部分借2位并将其分配给子网地址的网络部分,可将B类网
18、络135.15.0.0划分成两个独立的子网。这样的子网中主机IP地址的前18位为网络地址,后14位为主机地址。子网-1:10000111.00001111.01000000.00000000子网-2:10000111.00001111.10000000.00000000子网掩码:11111111.11111111.11000000.00000000=255.255.192.0,五、可变长度子网掩码固定子网掩码的局限性:在划分子网后每一个子网所能够提供的有效主机地址的数量是相同的,其灵活性不足,这在实际应用过程中可能无法适应各种不同的应用环境,而且在某些极端状况下,对IP地址的浪费很严重。可变长
19、度子网掩码(VLSM):允许在一个网络中使用多个不同的子网掩码,实际上是把子网进一步子网化。这样每一个网络中所能够提供的主机地址数目就可能是不同的。,可变长度掩码设计实例:某单位有4个部门,分别拥有55台、25、10、5台主机。现假设申请到一个C类IP地址X.X.X.0,如何确定子网掩码以及每个子网的IP地址范围才能使每个部门有独立的网络,即不同部门的网络号各不相同?(1)由于网络1有55台主机,所以进行子网划分时,要保留6位主机位(26-2=6255),因此借来的子网位只能有2位。这样就分成了2个子网(22-2=2),其中第一个子网分配给网络1:X.X.X.01 000000 即:X.X.X
20、.64/255.255.255.192(26位掩码),划分出的第二个子网:X.X.X.10 000000 即:X.X.X.128/255.255.255.192(26位掩码)(2)对第二个子网进一步划分子网,保留5位主机位,再借一位主机位作为子网位,划分出的两个子网为:X.X.X.100 00000 即:X.X.X.128/255.255.255.224(27位掩码)X.X.X.101 00000 即:X.X.X.160/255.255.255.224(27位掩码)可以把X.X.X.128/255.255.255.224(27位掩码)分配给网络2使用。,(3)从X.X.X.101 00000
21、即X.X.X.160/255.255.255.224(27位子网掩码)网络再子网化可以得到网络3和网络4。只能再借一位主机位作为子网位,这时主机位数为4。划分出的两个子网如下:X.X.X.1010 0000 即:X.X.X.160/255.255.255.240(28位掩码)X.X.X.1011 0000 即:X.X.X.176/255.255.255.240(28位掩码)把它们分配给网络3和网络4,每个子网可容纳14台主机。,六、无类别域间路由使用子网划分的方法来解决部分IP地址分配的问题,也造成了一定的IP地址资源浪费。因为每划分一个子网,都要造成子网号全部为0和全部为1的两个子网无法使用
22、,另外对于任何一个子网还要分别占用一个网络地址和广播地址。目前这种有类的IP地址分配方案具有很大的局限性。,无类别域间路由(CIDR):CIDR对原来用于分配A类、B类和C类地址的有类别路由选择进程进行了重新构建。CIDR用13-27位长的前缀取代了原来地址结构对地址的网络部分的限制,这样对应的主机位就是19-5位。这意味着如果采用这种技术进行地址分配,那么一个机构所分配的地址可以是连续的一个地址块,这个地址块中所包含的主机地址数量既可以少到32个,也可以多到50万个以上,从而能够更好地满足机构对地址的特殊需求。,CIDR地址中包含标准的32位IP地址和有关网络前缀位数的信息。以“202.14
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