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第 9 章 局域网体系结构

第 9 章 局域网体系结构. 2005 年 8 月 计算机系网络教研室 田华. 学习目标. 了解 千兆位以太网、万兆位以太网技术标准，网络组成 综合布线基本概念和知识 Cisco 交换机基本配置命令 理解 VLAN 工作原理. 千兆以太网. IEEE 802.3z 和 IEEE 802.3ab 与所有现有的以太网标准相兼容 帧格式 最大帧长与最小帧长的限制 操作模式 全双工模式 半双工模式。 将最小帧长从 64byte->512byte. 千兆以太网. 为与现有协议相兼容并尽可能提高线路效率， 802.3z 采取了两个新举措。

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第 9 章 局域网体系结构

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  1. 第9章 局域网体系结构 2005年8月 计算机系网络教研室 田华

  2. 学习目标 • 了解 • 千兆位以太网、万兆位以太网技术标准，网络组成 • 综合布线基本概念和知识 • Cisco交换机基本配置命令 • 理解 • VLAN工作原理

  3. 千兆以太网 • IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab • 与所有现有的以太网标准相兼容 • 帧格式 • 最大帧长与最小帧长的限制 • 操作模式 • 全双工模式 • 半双工模式。 • 将最小帧长从64byte->512byte

  4. 千兆以太网 • 为与现有协议相兼容并尽可能提高线路效率，802.3z采取了两个新举措。 • 载波扩展（carrier extension） • 即由物理层硬件在发送时将帧填充至512字节长，并由接收硬件在接收时自动去掉，这种操作是不为链路层所知的，所以链路层软件不需要作任何修改。 • 帧突发（frame bursting） • 当发送端有多个帧准备发送时，可以将这些帧放在一起传输，这样当总的突发数据块超过512字节时可以不用填充，而当不足512字节时仍由物理层进行填充

  5. 千兆以太网物理层标准

  6. 示波器中看到的PAM5波形

  7. 向千兆位以太网迁移 • 100Mbps交换机+千兆位以太网模块 • 将交换机和服务器的网卡替换成千兆位网卡 • 校园和建筑物主干网升级 • 建筑物间-多模光纤 • 园区-单模光纤

  8. 千兆位以太网应用示例

  9. 万兆位以太网 • IEEE 802.ae • 传输介质 • 光纤 • 编码方式 • 64B/66B（广域网的编码方式） • 8B/10B（传统以太网编码方式） • 工作模式 • 全双工模式

  10. 高速局域网提高网络速率技术 • 更换介质，使用多对线 • 10M->100M->1000M->10000M • 3类 -> 5类 ->多线对5类-> 光纤 • 使用特殊信号编码 • 10M ->100M ->1000M->10000M • 曼彻斯特->4B/5B->PMA5 -> 8B/10B 8B/6T 8B/10B 64B/66B • 使用交换式以太网或是用交换机隔离冲突域 • 10M ->100M ->1000M ->10000M 共享/交换->共享/交换->共享/交换->交换

  11. VLAN的产生 • 广播域 • 广播帧（目标MAC地址全部为1）所能传递到的范围 • 交换式以太网可以隔离冲突域，但不能隔绝广播帧

  12. VLAN • 虚拟局域网 • 实现：在局域网帧头加VLAN标志 • 将局域网上的用户或节点划分成若干个“逻辑工作组-VLAN”，同一个VLAN中的所有成员共同拥有一个VLAN ID，组成一个虚拟局域网络； • 同一个VLAN中的成员均能收到同一个VLAN中的其他成员发来的广播包，但收不到其他VLAN中成员发来的广播包； • 不同VLAN成员之间不可直接通信，需要通过路由支持才能通信，而同一VLAN中的成员通过VLAN交换机可以直接通信，不需路由支持。 • 逻辑组的拥护或节点可以根据功能、部门、应用等因素划分而无需考虑所处的物理位置。

  13. VLAN的划分方法 • 静态VLAN • 动态VLAN

  14. 静态VLAN • 静态将交换机的一些端口划分给一个VLAN • 这些端口一直保持这种配置关系直到人工改变它们

  15. 静态VLAN

  16. 动态VLAN • VLAN的端口动态分配 • 分配原则 • MAC地址 • 逻辑地址 • 数据包的协议类型

  17. 动态VLAN

  18. 动态VLAN

  19. 动态VLAN • 基于用户的VLAN • 根据交换机各端口所连的计算机上当前登录的用户，来决定该端口属于哪个VLAN。 • 用户识别信息 • 例如：Windows域中使用的用户名

  20. VLAN的优点 • 减少网络管理开销 • 控制广播活动 • 提供较好的网络安全性 • 利用现有的集线器以节省开支

  21. 局域网交换机配置举例 • 组建交换式以太网步骤 • 配置网卡同于共享式以太网 • 使用直通双绞线连接交换机和计算机。 • 使用交叉双绞线连接2个交换机。 • 交换机加电，并启动计算机，配置计算机TCP/IP属性。

  22. 配置局域网交换机 • 交换机 • 是没有显示器和键盘的专用计算机系统 • 交换机软件 • 交换机硬件 • 只提供处理交换端口的能力

  23. 使用配置终端配置局域网交换机 • 建立配置终端和交换机之间连接 • 配置终端加电。 • 如果使用计算机超级终端程序代替配置终端，则启动计算机，并启动程序->附件->通讯->超级终端程序 • 超级终端程序启动后，出现新建连接窗口。 • 在新建连接窗口中，选择新连接的图标，并输入新连接的标识名 • 按照提示窗口配置连接使用的串行接口，根据实际连接选择COM1或者COM2。 • 继续配置串行口属性，接口速率（每秒位数）：9600；数据位：8；奇偶校验：无；停止位：1；流控制：无。

  24. 配置通信端口com

  25. cisco4006 con0 is now available Press RETURN to get started. switch>enable password: switch#

  26. 进入特权模式 #enable Passwd: 显示交换机当前配置信息 #Show running-config 显示交换机端口|MAC地址对应表 #show mac-address-table 查看交换机端口与端口所连计算机网卡MAC地址的对应关系，并与实际物理连接比较。 显示vlan信息 #show vlan 添加vlan switch(vlan) #vlan database switch(vlan)#vlan 7 switch(vlan)#exit 将端口分配给一个VLAN switch(config)#interface fastethernet2/2 switch(config-if)#switchport mode access switch(config-if)#switchport access vlan 7 switch(config-if)#exit switch(config)# 交换机命令

  27. switch#show run Building configuration … ! version 12.0 service timestamps debug uptime no service timestamps log uptime no service password-encryption ! hostname switch4006 ! enable secret jhadfdasfoidf enable password cisco ! no ip domain-lookup ! interface GigabitEthernet1/1 ! interface GigabitEthernet1/2 ! interface FastEthernet2/1 ! interface FastEthernet2/2 ! interface FastEthernet2/40 switchport mode access switchport access vlan 6 ! interface FastEthernet2/41 switchport mode access switchport access vlan 6 ! interface FastEthernet2/42 switchport mode access switchport access vlan 6 ! interface FastEthernet2/43 switchport mode access switchport access vlan 6 ! interface FastEthernet2/44 switchport mode access switchport access vlan 6 ! interface vlan 6 ip address 202.207.126.129 255.255.255.192 ! define interface-range aaa Fastethernet 2/40-45 ! line con 0 transport input none ! line aux 0 ! line vty 0 4 password cisco1 ! login end switch#

  28. switch#show vlan VLAN Name Status Ports ----------------------------------------------------------------- 1 default active Gi1/1,Gi1/2,Fa2/1,Fa2/2, Fa2/3,Fa2/4,Fa2/5,Fa2/6, Fa2/7,Fa2/8,Fa2/9,Fa2/10, Fa2/11,Fa2/14,Fa2/15,Fa2/16, Fa2/17,Fa2/18,Fa2/19,Fa2/20, Fa2/21,Fa2/22,Fa2/23,Fa2/24, Fa2/25,Fa2/26,Fa2/27,Fa2/28, Fa2/29,Fa2/30,Fa2/31,Fa2/32, Fa2/33,Fa2/34,Fa2/35,Fa2/36, Fa2/37,Fa2/38,Fa2/39,Fa2/47, Fa2/48 6 vlan6 active Fa2/46,Fa2/40,Fa2/41,Fa2/42, Fa2/43,Fa2/44,Fa2/45 1002 fddi-default active 1003 token-ring-default active 1004 fddinet-default active 1005 trnet-default active switch#

  29. 交换机配置命令 • 成组配置交换机端口 • Step 1 xx(config)#configure terminal 进入配置状态 • Step 2 xx(config)#interface range {port-range} 进入组配置状态 • Step 3 使用平时的端口配置命令进行配置 • Step 4 xx(config-if)#end 退回 • Step 5 xx#show interfaces [interface-id] 验证配置 • Step 6 xx#copy running-config startup-config 保存配置

  30. 综合布线系统 • 综合布线发展历程和综合布线标准 • 综合布线系统构成

  31. 综合布线的发展历程 • 美国电话电报(AT＆T)公司的贝尔(Bell)实验室 • 在办公楼和工厂试验成功的基础上,于20世纪80年代末期率先推出SYSTIMATMPDS(建筑与建筑群综合布线系统) • 现已推出结构化布线系统SCS。 • 中华人民共和国国家标准GB/T50311-2000命名为综合布线GCS(Generic cabling system)。

  32. 综合布线系统六个子系统 • 工作区子系统 • 配线(水平)子系统 • 干线(垂直)子系统 • 设备间子系统 • 管理子系统 • 建筑群子系统

  33. 建筑群配线架 建筑群主干电缆 建筑物配线架 建筑物主干电缆 楼层配线架 水平布线电缆 转接点 通信口 CD TO BD BD BD TO FD FD FD FD TO TO TO TP TO TO TO TO TO 综合布线系统总结构图

  34. 工作区子系统 • 工作区子系统，由终端设备至信息插座的连接器件组成。 • 包括： • 连线 • 连接器或适配器等。 • 属于最终用户的办公区域。

  35. WORK AREA SUBSYSTEM工作区子系统

  36. 水平（配线）子系统 • 从用户工作区连接至垂直主干线子系统的线路便是水平布线子系统。 • 水平布线子系统总是在一个楼层上，并与信息插座连接。

  37. HORIZONTAL SUBSYSTEM水平配线子系统

  38. 垂直（干线）子系统 • 垂直干线子系统由连接主设备间至各楼层配线间之间的线缆构成 • 其功能主要是 • 把各分层配线架与主配线架相连。 • 常用光缆、铜缆、大对数双绞线提供楼层之间及与外界通讯的通道，使整个布线系统组成一个有机的整体

  39. RISER BACKBONE SUBSYSTEM垂直干线子系统

  40. 管理子系统 • 管理子系统由交连、互连以及I/O组成。 • 管理点为连接其它子系统提供连接的手段。 • 交连和互连允许将通信线路定位或生定位在建筑物的不同部分，以便能更容易地管理通信线路。 • I/O位于用户工作区，使得在移动终端设备时能方便地进行插拨。

  41. ADMINISTRATION SUBSYSTEM管理子系统

  42. 设备间子系统 • 设备间子系统由设备间中的电缆、连接器和有关的支撑硬件组成。还包括设备间和邻近单元如建筑物的入口区中的导线。 • 作用 • 把公共系统设备的各种不同设备连接起来。 • 该子系统将中继线交叉连接处和布线交叉连接处与公共系统设备连接起来。

  43. EQUIPMENT SUBSYSTEM设备间子系统

  44. 建筑群子系统 • 建筑群子系统将一个建筑物中电缆延伸到建筑物群的另外一些建筑物中的通信设备和装置上。 • 它支持提供楼群之间通信所需的硬件。

  45. CAMPUS SUBSYSTEM建筑群子系统

  46. 链路长度限制

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