黄河学院校园网工程设计.docx

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1、江海职业技术学院毕 业 设 计毕业设计题目： 黄河学院校园网工程设计 学 生 学 号： 121010212 学 生 姓 名： 所在系 （部）： 信息工程系 专 业 及班级： 计算机应用技术 指 导 教 师： 完 成 日 期： 2015年4月 计算机应用专业毕业设计任务书一、课题名称 黄河学院校园网工程设计二、课题类型 模拟课题三、设计（论文、作业）的目的本课题将模拟黄河学院校园网的网络部署为目标，在进行校园组建后要进行综合化的网络管理来提高本部与分院校的联络，也要便于每个系对于教师与学员的管理。网络的范围为整个黄河学院本部。四、设计（论文、作业）的名称、任务与内容、小组划分黄河学院校园网工程设

2、计。4个学生首先将会分析黄河学园校园管理与教学管理的要求做出需求分析；然后跟据分析的结果设计整个校园网的网络拓扑结构图，根据拓扑图提供实际的实施过程计划，并算出整个校园网完成需要的时间与材料及整个工程的实施费用。工程实施完成后最后进行校园的系统集成，将学校的web服务器与数据库服务器进行安全管理设计。对整个院系的计算机进行有效管理与部署。最后对整个校园网工程做总结。整个方案以4个学生为一组,进行为期8周的网络设计，最终拿出合适的方案。五、设计（论文、作业）时间安排第一周：项目初始化，接触案例，项目实施的过程与方法的介绍第二周：调查整个校园的物理机构与重要校方部门，了解具体所在位置第三周：为整个

3、校园网规划网络实施的拓扑图及相关的网络设备的选购第四周：为整个校园网进行综合布线的具体实施方案第五周：为整个校园网部署主要的web服务与活动目录服务器。第六周：为每个系每个专业实施有效的部署，为每个部门进行有效的安全部署第七周：对校园的主要服务进行数据备份与恢复第八周：模拟投标过程对方案书做出评价六、设计（论文、作业）地点校内集中完成或顶岗实习期间完成七、设计（论文、作业）提交成果及要求 毕业设计报告，一万字以上。八、成绩考核依据及评分标准 根据报告完成情况综合评分。九、主要参考资料1李大友编计算机网络清华大学出版社2012年2雷建军著计算机网络实用技术中国水利水电出版社2010年十、选做各课

4、题的学生班级、姓名执笔人：14年11月扬州江海职业技术学院毕业设计(论文)开题报告姓名王默系部专业信息工程系班级计算机1202学号121010212指导教师冯政军题 目黄河校园网设计课题来源1、选题背景与意义，国内外发展状况我们完全可以预期互联网在中国的渗透率将会继续提高，尤其是随着移动终端与智能手机的普及，无线宽带覆盖区域的提升，互联网将在现有基础上更进一步影响公众生活的方方面面，互联网将在创新商业模式，促进传统产业升级、承载社会价值，最终促进整个社会的与谐发展上发挥更为重要的作用。由互联网与信息化所创新的商业模式，比如网络媒体、网络社区、网络游戏、即时通讯、搜索、电子商务等，不但高效便捷地

5、提升了人们的学习工作效率，丰富了人们的文化娱乐需求，而且还极大地推动了社会经济的发展。跨入信息时代后,各行各业各部门的上网工程、信息化建设日益普遍,教育领域尤为如此,以CERNET为中心的骨干网将全国的教育科研单位连为一体,实现信息资源共享。但是目前在这其中,中小学校特别是不发达地区、偏远山区的中小学上网率与信息化建设还非常滞后,在实施“校校通”工程的大背景下,立足实际、满足应用、抓紧信息化建设,认真思考如何改变传统教育模式,构建以信息技术为基础的现代化教育是一项十分重要且富有意义的工作,对促进本地区教育的跨越式发展具有重要的意义。为此,本文试从网络服务提供商或系统集成商的角度来思考如何为校园

6、网提供一个可行的设计方案。2、主要工作内容，工作思路及预期成果互联网相关技术知识方案总体设计方案详细设计与功能实现测试与优化3、调研总结与文献综述l 蔡开裕、范金鹏,计算机网络,机械工业出版社,2012年2 梁波、方耿、刘铭,局域网组建、管理与维护教程,冶金工业出版社,20123 武等编,校园网组建,清华大学出版社,2014年4 祖主编,网络系统集成与管理,人民邮电出版社,2013年5 远生,计算机网络教程,清华大学出版社,2012年6 勇领,系统分析与设计,清华大学出版社,2013年,7 杨军编,网络设备的连接与调试,电子工业出版社,2012年8龚春红，校园网建设方案分析与设计,湖南财经高等

7、专科学校专报，2013年9沈鑫，交换式以太网原理丶技术及实现M,人民邮电出版社，2013年10孙梅青,校园网络的优化与管理J,2013年11方莉英,校园网优化技术研究J,中国科技信息,2014年12华为3COM技术,高校校园网典型应用案例集Z1,2014年13曾明、李建军,网络工程与网络管理,电子工业出版社,2014年工作进度与安排起讫日期工 作 内 容 与 要 求备 注2014.12.01-2014.12.07讨论系统功能与技术要点；分工查阅资料2014.12.08-2014.12.14搜集相应资料，写出总体设计2014.12.15-2015.01.11小组成员完成相应分工查阅资料2015.

8、01.12-2015.01-21小组成员分工设计子网络2015.03.02-2015.03-08全组成员合成主网络2015.03.09-2015.03.20同组成员集中测试，优化2015.03.23-2015.04.01编写毕业设计报告指导教师意见 （签名） 年 月 日扬州江海职业技术学院毕业设计(论文)中期检查专业：计算机应用技术论文（设计）题目黄河校园网络设计与实现班级、学号姓名指导教师职称讲师计划完成时间2015年4月计划完成的内容： 讨论校园网络的功能与技术要点，同组内部分工查阅资料；搜集相应资料，写出总体设计；小组成员完成相应分工集中调试、优化；编写毕业设计报告。 已经完成的内容：讨

9、论校园网络的功能与技术要点，同组内部分工查阅资料；搜集相应资料，写出总体设计；存在问题及解决方案： “集中调试、优化”网络出现问题，ping不通；解决方案：参考文献，相互讨论，不断调试，请教教师讲解；指导教师意见： 签字年 月 日注：1、此表由指导教师填写（一生一表），学生所在系存档。2、本表作为中期检查的重要材料请认真填写。第 - 32 - 页摘 要跨入信息时代后,各行各业各部门的上网工程、信息化建设日益普遍,教育领域尤为如此,以CERNET为中心的骨干网将全国的教育科研单位连为一体,实现信息资源共享。但是目前在这其中,中小学校特别是不发达地区、偏远山区的中小学上网率与信息化建设还非常滞后,

10、在实施“校校通”工程的大背景下,立足实际、满足应用、抓紧信息化建设,认真思考如何改变传统教育模式,构建以信息技术为基础的现代化教育是一项十分重要且富有意义的工作,对促进本地区教育的跨越式发展具有重要的意义。为此,本文试从网络服务提供商或系统集成商的角度来思考如何为这些中小学校园网提供一个可行的设计方案。本研究中,我们以黄河校园网络建设为实证对象,通过研究比较与分析,提出采用基于第三层交换的千兆以太网作为校园网主干,打造“千兆到交换、百兆到桌面”的应用型多功能校园网络,以此来满足解决欠发达地区学校园网络的应用需求。本文第一章首先介绍了本论文选题的背景、所进行的主要工作以及相关章节内容安排。第二章

11、介绍了所涉及的相关网络技术与知识。分析总结了主流技术的特点与应用。第三章,以黄河校园网络方案设计为实证对象,从该学校既有的网络实际、使用状况及缺点不足入手,认真细致分析其需求(包括基本需求、功能需求与性能需求),然后按照制定的设计原则与组网目标,从网络规划、网络安全机制、网络结构与实现等方面进行总体方案设计,实现整体网络方案定型。第四章是方案详细设计及工程实践。从主干网络、设备选型、综合布线等方面详细介绍设计方案,并重点阐述了多媒体教室网络系统、VLAN规划管理等部分。随后介绍该方案的具体工程实施及施工管理等方面内容。第五章,给出了网络测试方案,并分析介绍了该方案的优点与不足,指出方案可以改进

12、与完善的方向。关键词:校园网络千兆以太网VLAN方案设计目 录第一章绪论.41.1论文背景.41.2主要工作.51.3论文组织结构. . .5第二章相关技术基础. .52.1网络主干技术.,62.1.1传统以太网络技术.62.1.2千兆以太网络技术.72.1.3ATM网络.82.1.4FODI网络.92.2网络交换技术.92.2.1交换技术概述.92.2.2三层交换技术.92.3局域网体系结构.102.3.1局域网参考模型.102.3.2IEEE802标准.112.4VLAN技术.112.4.1虚拟网络基本概念.112.4.2虚拟局域网的实现技术. .112.4.3虚拟网络的优点.122.5综

13、合布线系统.122.5.1综合布线系统概述.122.5.2综合布线系统组成简介.132.5.3设计综合布线系统依据的标准.15第三章方案总体设计.153.1黄河校园网络现状. . .153.2需求分析.163.2.1基本需求.163.2.2设计目标.163.2.3功能需求.163.2.4性能需求.173.3设计原则.183.4物理拓扑结构.193.5网络安全机制.203.6软件体系结构.203.6.1软件体系设计原则.203.6.2服务器的划分.21第四章方案详细设计及工程实践.224.1网络系统设计.224.2综合布线系统的设计实施.234.2.1综合布线系统的总体考虑.234.2.2主干光

14、纤布线.244.2.3楼宇内部布线.254.3系统选型二,.264.3.1防火墙.264.3.2网络设备,.26 4.4VLAN划分及管理.284.5多媒体教室系统设计.314.5.1多媒体教室概述.314.5.2系统结构及实施.32第五章测试与优化.335.1网络测试方案.335.1.1测试目的.335.1.2测试内容.335.3系统维护.355.4方案的优化与改进.35总结.37参考文献.38第一章 绪论1.1 论文背景21世纪,人类迈入了知识经济、信息资讯时代,在计算机与网络技术的巨大推动下,我们所处的社会环境正发生着深刻的变革,信息化、网络化已经渗透到我们工作生活与学习的方方面面。由于

15、计算机网络技术与通信技术的飞速发展,人们对信息的要求越来越强烈,“网络就是计算机”的说法被全世界普遍接受,信息与网络技术使得世界变得平坦,地球村正在变成现实。一个部门、一个学校或者是一个行业,而是所有Internet世界上的资源,使得学校教学、科研、管理与决策更为有效。国自1993年与internet连通以来,已建成了四大主干信息网:中国公众信息网ChinaNET,中国金桥网ChinaGBN,中国教育科研网CERNET与中科院网CASNET。全国各大中城市的网络节点相继开通。广东省已经建立了面向本地服务的公共信息网。internet显不出诱人的商业前景,被国人称为“第二国道的建设”。在新形势下

16、,为了保证我们能顺应潮流发展前行,我国提出了实施科教兴国与人才强国战略。而这些战略的最终实施必须靠教育这项基础性工作来帮助实现。在当前各种上网工程、信息化项目蓬勃发展中,认真思考如何改变传统教育模式,构建以信息技术为基础的现代化教育是一项十分重要且富有意义的工作。百年大计,教育为本。随着信息技术的飞速发展,中小学校园网的建设己经逐渐提到议事日程上来。当前由于网络、数据库及与之相关的应用技术不断发展,尤其国际互联网(internet)与内部网(intranet)技术的广泛应用,世界正在迈入网络中心计算(NetworkCentricComputing)时代。人们传统的交互与工作模式正在改变。处在不

17、同地理位置的人们可以共享数据,使用群件技术(Groware)进而能够协同工作;多媒体数据的存储、传输、应用技术的不断成熟;以上这些计算机技术的发展对学校传统的计算机业务系统产生影响,使用户能更方便、更直观的使用系统,也使系统的性能更完善、功能更强大。internet的发展带动了全世界的信息产业的发展,也为现代学校应用程序结构提供了一个新的计算模式,这种计算模式能真正适应学校发展的需要,使学校的计算机应用提高到一个新的水平。将internet技术应用到学校内部,并建立基于这种开放技术的学校应用程序,使学校本身具有了internet的特性,这种应用体系结构就是intranet学校内部网。1.2主要

18、工作跨入信息时代后,各行各业各部门的上网工程、信息化建设日益普遍,教育领域尤为如此,以CERNET为中心的骨干网将全国的教育科研单位连为一体,实现信息资源共享。但是目前在这其中,中小学校特别是不发达地区、偏远山区的中小学上网率与信息化建设还非常滞后,在实施“校校通”工程的大背景下,立足实际、满足应用、抓紧信息化建设,对促进本地区教育的跨越式发展具有重要的意义。为此,本文试从网络服务提供商或系统集成商的角度来思考如何为这些中小学校园网提供一个可行的设计方案。所作的主要工作如下:首先是进行一些基础性工作,就是收集、阅读相关的技术书籍、组网案例、资料文献,巩固与丰富自己的相关知识,并从中找到一些可以

19、参考借鉴的网络集成实例,对自己所要进行的课题研究提供有益的帮助。其次是在课题确定后,紧密围绕课题进行实际调查、需求分析、方案选择及定型。这其中包括到相类似的中小学校走访、调查,到电信运营商了解咨询情况,到相关单位、部门交流了解其内部网络的建设情况、运用情况。最后是针对课题中所要研究的中小学校园网络设计方案,结合身边的一个实例,运用系统集成与工程设计的思路方法,循序渐进、按部就班的进行下去。最终完成此次的课题研究,并总结优、缺点,提出方案优化设计及改进方向。1.3论文组织结构本文组织如下:第一章介绍了本论文选题的背景、所进行的主要工作以及相关章节内容安排。第二章介绍了所涉及的相关网络技术与知识。

20、分析总结了主流技术的特点与应用。第三章,以张家界某中学的校园网络方案设计为实证,首先分析其需求,后从设计原则、网络规划、网络结构与实现等方面进行总体方案设计。第四章,从主干网络、设备选型等方面详细介绍设计方案,并重点阐述了多媒体教室网络系统、VLAN规划管理等部分。第五章,介绍该方案的具体工程施工、综合布线、施工管理等方面。第六章,分析介绍了该方案的优点与不足,指出方案可以改进与完善的地方,对方案进行优化。第二章相关技术基础 2.1网络主干技术随着信息技术的不断发展进步,现代计算机网络传输技术已取得突飞猛进的发展。在局域网与城域网组网中有多种可选的主流网络技术,以下将针对不同技术类型,简单阐明

21、其特点,为随后的技术选型提供必要的科学依据。2.1.1传统以太网络技术早期局域网技术的关键是如何解决连接在同一总线上的多个网络节点有秩序的共享一个信道的问题,而以太网络正是利用载波监听多路访问/碰撞检测(CsM刀CD)技术成功地提高了局域网络共享信道的传输利用率,从而得以发展与流行的。特别是近几年交换式以太网与looM快速以太网产生与应用,使以太网络成为当今局域网应用较为广泛的主流技术之一。2然而,以太网络在发展早期所提出的共享带宽、信道争用机制限制了网络后来的发展,即使是近几年发展起来的链路层交换技术(即交换式以太网技术)与提高收发时钟频率(即快速以太网技术)也不能从根本上解决这一问题,具体

22、表现在:(l)不提供服务质量保证(QualityofServiee)以太网提供的是一种所谓”无连接”的网络服务,网络本身对所传输的信息包无法进行诸如交付时间、包间延迟、占用带宽等等关于服务质量的控制。这种传送方式就象邮局递送信件一样,信息包一旦交给传输介质,无论是发送端还是接收端都无法再对中间的传输过程进行仟何有效控制,这就是所谓没有”服务质量保证(QoS)”。而且以太网的包(帧)长度本身是不确定的,这就导致网络设备对每一个帧的处理与转发延迟处于随机、不可控状态。这两个因素的存在,使得以太网的帧在传输时的延迟与延迟的突发变化(抖动)就显得非常严重。我们知道,多媒体信息(音频、视频等等)与时间的

23、关系非常紧密,如视频要求每秒钟固定数量的画面、音频要求每秒钟固定数量的量化比特流等等,这些定时性很强的信息在传送时并不要求在某一个瞬间提供”过多”的带宽,但要求在长时间内能够保持一直有”不多不少正合适”带宽,否则视频的画面就会有”跳动”,声音就可能”结巴”。显然,以太网对传输过程的不可控性与对帧处理延时的过多抖动都不适于现在大量涌现出的具有较强定时性要求的多媒体信息的传输。(2)带宽利用率较低对信道的共享及争用机制导致信道的实际利用带宽远低于物理提供的带宽,虽然基于CSMA/CD机制的以太网可以使网络节点对带宽的争用以一种”秩序”进行,但其带宽有效利用率仍低于10%。以太网的交换技术可以降低争

24、用的机率,但为了与原有网卡及应用软件的兼容,CSM刀CD仍必须存在,且交换中对转发端口的定位是在于动态学习动态刷新中进行的,这就使在统计上仍存在大量的包是以共享争用的方式传递的,交换技术可使利用率提高至20%一50%。除以上两点以外,以太网传输机制所固有的对网络半径、冗余拓扑与负载平衡能力的限制以及网络的附加服务能力薄弱等等,也都是以太网络的不足之处。但以太网以成熟的技术、广泛的用户基础与较高的性能价格比,仍是传统数据传输的网络应用中较为优秀的解决方案。2.1.2千兆以太网络技术千兆位以太网(GigabitEthernet)是IEEE802.3以太网标准的劣、一展,传输速度为每秒1000兆位(

25、即1GbPs)。应用于大型校园网,能把现有的10Mbps以太网与loOMbPs快速以太网连接起来。它可取代100MbpsFDDI网,也是ATM技术的强劲对手。千兆位以太网采用同样的CSMA/CD协议,同样的帧格式,是现有以太网最自然的升级途径,使用户对以太网原有设备管理工具的投资得以保护。千兆位以太网是超高速主干网的一种选择方案。在数据、话音、视频等实时业务方面它虽然不能提供真正意义上的服务质量(QOS),但千兆位以太网频宽较高,能克服原以太网的一些弱点,提供服务保证等特性。IEEE802.3Z工作组己确定了以下一组规范,统称为1000Base一X。(l)l000Base一LX:多模光纤传输距

26、离为550米,单模光纤传输距离为3000米。(2)lo00Base一sx:62.5微米多模光纤传输距离为300米,50微米多模光纤传输距离为550米。(3)1000Base一cx:用于短距离设备的连接,使用高速率双绞铜缆,最大传输距离为25米。(4)l000Base一T:5类铜缆传输最大距离为100米。千兆位以太网支持交换机之间、交换机与终端之间的全双工连接,支持共享网络的半双工连接方式,使用中继器与CSM刀CD冲突检测机制。千兆位以太网联盟(GEA)为千兆位以太网的应用提出以下几种方案:(1)更新快速以太主干网:更换核心交换机,全面提高原有网络性能。(2)用于交换机到服务器链路:服务器使用千

27、兆位以太网卜,直接与千兆位以太网交换机相接,提供每秒百万个包的处理能力。(3)千兆位以太网到桌面台式机。高性能工作站安装千兆位以太网卡,直接与千兆以太网相连。(4)用于交换机之间的链路。千兆位以太网交换机用光纤相接,提供一条高性能主干线路。(5)更新FDDI主干:保留现有光缆,提高带宽10倍。2.1.3 ATM网络“ATM(异步传输模式)”这一名词最早就为与 中继通讯中常用的技术“STM(同步传输模式)”相对应而产生的,它既汲取了话务通讯中电路交换的“有连接”服务与服务质量保证,又保持了以太、FDDI等传统网络中带宽可变、适于突发性传输的灵活性,从而成为迄今为止适用范围最广、技术最先进、传输效

28、果最理想的网络互连手段。概括起来,具有如下特点:(1)实现网络传输有连接服务,实现服务质量保证(Qos)这是ATM先进于其他网络交换技术、最有魅力的特点所在。以太网、FDDI等传统网络由于受当时技术所限,传输机制主要围绕解决信息包冲突碰撞问题、保证发端的信息包能够到达收端就可以了,并不考虑“如何到达”。而提出ATM技术的主要目标则是为了解决传输的服务质量问题,不仅要能够到达,还要控制如何到达,因而ATM技术是网络通讯技术中革命性的突破,具有其他技术在产生时所不具备的”天生优势”。(2)交换吞吐量大ATM交换理论在建立时,充分利用了当时刚刚成熟的超大规模集成电路(VLSI)技术,其定长的帧结构使

29、所有交换工作能用纯硬件完成,因而肖rM交换机本身硬件交换性能就远大于一般传统网络交换设备。(3)带宽利用率高ATM是有连接的网络服务,内部交换是通过建立“虚电路”完成的。每一个虚电路所需带宽由服务质量保证体系按需分配,不同的应用要求分配不同的信道带宽。一经分配,该带宽就由所属应用以统计的方式所占用,有传输则提供始终如一的持续带宽,无传输则自动让出带宽给其他通讯使用,因而带宽分配灵活,利用率极高,可达90%以上。(4)具有灵活的组网拓扑结构与负载平衡能力,伸缩性、可靠性极高由于ATM采用有连接的网络服务,因而在戌1,M网络中可以存在多条兀余链路,实现环接、并行连接等兀余拓扑结构,在传输时可同时传

30、输,带宽按链路兀余数目加倍,使全网具有极高的可伸缩性与可靠性,这在传统网络中都是难以做到的。比如:以太网是不能同时启动两条与两条以上的兀余链路的,这样会导致永无休止的“回环包”占据所有有用带宽,让网络崩溃。一旦网络中出现兀余,则必须启动一种称之为SpanningTree算法的寻径技术,堵塞住所有冗余链路端口。用这种算法重新拓扑后的网络不仅会失去所有负载平衡功能,而且还会带来额外的网络负担,降低网络性能。(5)局域网与广域网技术统一ATM是现今唯一可同时应用于局域网、广域网两种网络应用领域的网络技术,两种技术的统一是网络未来发展的趋势,也是实现宽带综合业务数字网(B一ISDN)这一计算机网络未来

31、的宏远目标的必由之路,具有广阔的发展前景。在整个业界的充分重视下,ATM近八年的发展已使其走向一个成熟稳定发展的轨道,逐步占据网络市场的主流。Al,M是一个在现有技术水平上己获得成熟的发展、同时兼具有新技术所特有的勃勃生命力的技术。不过,ATM有一个不足之处就是,采用ATM技术来构建网络主干,需要较高的成本。其经济可行性较差,对不发达地区的中小学所建的中等规模偏小的校园网络就更是如此。2.1.4FDDI网络FDDI的英文全称为“FiberDistributednataInterface”,中文名为“光纤分布式数据接口”,是80年代中期发展起来的一项局域网技术,支持的数据通信能力要高于当时的以太

32、网(10MbPs)与令牌网(4或16MbPs),为繁忙网络上的高容量输入输出提供了一种良好的访问方法。FDDI标准为ANSIX3T9.5/1509384。FDDI作为一种高性能的高速宽带LAN技术,被广泛运用于以前的校园网络建设中。其物理结构是二个平行的、相对作反向传输的双环结构网,它采用定时的令牌传送协议。因此,它可以被看作是一个令牌环网协议的高速版本。FDDI有两种接入方式:双端口连接站(DAS),单端口连接站(sAS)。DAs方式比较贵,但有冗余功能;SAS需要有源集中器,且无冗余功能。FDDI的优点是兀余、内置网络管理,具有广泛的适用性。但是,采用FDDI技术组网价格昂贵并且复杂,因为

33、它只支持光缆与5类电缆,所以使用环境受到限制,从以太网升级更是面临大量移植问题,其始终未成为主流技术,发展速度也比较缓慢,前景不被看好。2.2网络交换技术2.2.1交换技术概述在网络中通信双方进行数据传输,最简单的方式就是直接互联。但在大型网络中,让所有设备都两两相连是不现实的。这时可以在网络中设置中间节点,让其对数据进行转发,以实现数据传输。这些节点并不关心数据的内容,只提供数据交换功能,使数据从一个节点传到另一个节点,直至到达目的地。这样的节点设备我们一般称为交换机,其采用的交换技术一般有:电路交换、报文交换与分组交换等几不中。2.2.2三层交换技术传统的局域网交换机是一种第二层网络连接设

34、备,它在操作过程中不断收集信息去建立起它本身的一个MAC地址表。这个表相当简单,基本上说明了某个贴C地址是在哪个端口上被发现的。这样当交换机收到一个数据包时,它便会查看一下该数据包的目的MAC地址,核对一下自己的地址表以确认该从哪个端口把数据包发出去。但当交换机收到一个不认识的数据包时,也就是说如果目的MAC地址不在MAC地址表中,交换机便会把该数据包“扩散”出去,即从所有端口发出去,就如同交换机收到一个广播包一样,这就暴露出传统局域网交换机的弱点:不能有效的解决广播风暴与异种网络互连以及安全性控制等问题。第三层交换也称多层交换技术或IP交换技术,是相对于传统交换概念提出的。众所周知,传统的交

35、换技术是在051网络标准模型中的第二层数据链路层进行操作的,而第二层交换技术在网络模型中的第二层实现了分组的高速转发。简单的说,第三层交换技术就是“第二层交换技术十第二层转发”。第三层交换技术的出现,解决了局域网中网段划分之后网段中的子网必须依赖路由器进行管理的局面,解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。 一个具有第三层交换功能的设备,是一个带有第三层路由功能的第二层交换机,但它是两者的有机结合,而不是简单地把路由器设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上。2.3局域网体系结构2.3.1局域网参考模型由于局域网大多采用共享信道,当通信局限于一个局域网内部时,任意两个结点之间都有唯一的链路

36、,即网络层的功能可由链路层来完成,所以局域网中不单独设立网络层。IEEE802提出的局域网参考模型(LAN/RM),如图2一1所示。图2-1 IEEE802参考模型与051参考模型的对应关系与工50/RM相比,LAN/RM只相当于051的最低两层。物理层用来建立物理连接是必须的。数据链路层把数据转换成帧来传输,并实现帧的顺序控制、差错控制及流量控制等功能,使不可靠的链路变成可靠的链路,也是必要的。2.3.21EEE802标准iEEE802委员会为局域网制定了一系列标准,它们统称为工EEE802标准。工EEE802各标准之间的关系如图2一2所示。2.4 Vlan技术2.4.1虚拟网络基本概念虚拟

37、网络(Virt:,alNetwork)是建立在交换技术基础上的。将网络上的结点按工作性质与需要划分成若干个“逻辑工作组”,一个逻辑工作组就是一个虚拟网络。在传统的局域网中,通常一个工作组是在同一个网段上,每个网段可以是一个逻辑工作组或子网。多个逻辑工作组之间通过互连不同网段的网桥或路由器来交换数据。如果一个逻辑工作组的结点要转移到另一个逻辑工作组时,就需要将结点计算机从一个网段撤出,连接到另一个网段,甚至需要重新布线,因此逻辑工作组的组成要受到结点所在网段物理位置的限制。虚拟网络是建立在局域网交换机或ATM交换机之上的,它以软件方式来实现逻辑工作组的划分与管理,逻辑工作组的结点组成不受物理位置

38、的限制。2,4.2虚拟局域网的实现技术虚拟局域网在功能与操作上与传统局域网基本相同,它与传统局域网的主要区别在于“虚拟”二字上。即虚拟局域网的组网方法与传统局域网不同。虚拟局域网的一组结点可以位于不同的物理网段上,但是并不受物理位置的束缚,相互间的通信就好像它们在同一个局域网中一样。不同虚拟局域网组网方法的区别,主要表现在对虚拟局域网成员的定义方法上,通常有以下4种:(l)用交换机端口号定义虚拟局域网(2)用MAC地址定义虚拟局域网(3)用网络层地址定义虚拟局域网(4)用IP广播组定义虚拟局域网2.4.3虚拟网络的优点(l)广播控制交换机可以隔离碰撞,把连接到交换机上的主机的流量转发到对应的端口,VLAN进一步提供在不同的VLAN间完全隔离,广播与多址流量只能在VLAN