[精选]网络设备选型与部署32872.pptx

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1、网络工程设计与应用第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备清华大学出版社清华大学出版社 ISBN 978-7-302-26755-3网络工程设计与应用3.1 传输介质和连接器传输介质和连接器3.1.1 传输介质传输介质3.1.2 连接器连接器3.1.3 直通线、交叉线和全反线直通线、交叉线和全反线网络工程设计与应用3.1.1 传输介质传输介质传输介质有两大类：传输介质有两大类：有线传输介质和无线传输介质有线传输介质和无线传输介质有线传输介质有：有线传输介质有：双绞线；同轴电缆；光缆。双绞线；同轴电缆；光缆。常用的无线传输介质有：常用的无线传输介质有：无线电；红外线；微波；激光。无线电；红外线；

2、微波；激光。网络工程设计与应用 UTP-5非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线 非屏蔽双绞线（非屏蔽双绞线（UTP）集中多对双绞线，外面包）集中多对双绞线，外面包一层塑料增强保护层形成一层塑料增强保护层形成 价格便宜、安装方便。其特性阻抗为价格便宜、安装方便。其特性阻抗为100 双绞线施工用到的组网工具有：双绞线施工用到的组网工具有：压线钳、打线器、电缆测试仪等压线钳、打线器、电缆测试仪等 网络工程设计与应用光纤光纤光纤的纤芯采用高纯度的二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，光纤的纤芯采用高纯度的二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，以提高纤芯的光折射率以提高纤芯的光折射率光传输工作原理是：光纤通过特定角度射入光纤的光来

3、工作光传输工作原理是：光纤通过特定角度射入光纤的光来工作 光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机方式，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机 网络工程设计与应用光纤技术性能参数光纤技术性能参数 网络工程设计与应用3.1.2 连接器连接器连接器用于实现网络节点设备之间的连接，连接器的位置连接器用于实现网络节点设备之间的连接，连接器的位置在连接线的两端。在连接线的两端。以端节点与访问节点之间的连接器为例以端节点与访问节点之间的连接器为例一般把端节点一侧的设备称为数据终端设备（一

4、般把端节点一侧的设备称为数据终端设备（DTE）访问节点一侧的设备称为数据电路端接设备（访问节点一侧的设备称为数据电路端接设备（DCE）DTE为插头（针），为插头（针），DEC为插座（孔）为插座（孔）连接器的机械尺寸和线序的排列是有规则的，属于物理层连接器的机械尺寸和线序的排列是有规则的，属于物理层协议协议 网络工程设计与应用RJ45连接器的线序排列连接器的线序排列遵循遵循EIA/TIA 568A和和EIA/TIA 568B标准标准标准规定的线序必须严格遵守，标准规定的线序必须严格遵守，UTP-5使用时选择使用时选择橙和绿两个线对，原因有两个橙和绿两个线对，原因有两个一是开放性要求，二是每根线的

5、材质不一样一是开放性要求，二是每根线的材质不一样 网络工程设计与应用光纤有光纤有3种连接器种连接器光纤的连接是一种对接耦光纤的连接是一种对接耦合式连接合式连接 1、ST型连接器型连接器 2、SC型连接器型连接器 3、FC型连接器型连接器 网络工程设计与应用网络中常用的连接器和接口名称网络中常用的连接器和接口名称 网络工程设计与应用3.1.3 直通线、交叉线和全反线直通线、交叉线和全反线直通线用于异种设备之间的连接直通线用于异种设备之间的连接 交叉线用于同种设备之间的连接交叉线用于同种设备之间的连接 全反线计算机连接网络设备的控制口全反线计算机连接网络设备的控制口 网络工程设计与应用3.2 网络

6、适配器网络适配器3.2.1 网络适配器的用途网络适配器的用途3.2.2 网络适配器的连接网络适配器的连接网络工程设计与应用3.2.1 网络适配器的用途网络适配器的用途网络适配器也称为网卡网络适配器也称为网卡 提供网络中计算机主机与网络传输系统之间提供网络中计算机主机与网络传输系统之间的网络接口的网络接口 按有无物理上的通信线缆分类，分为有线网按有无物理上的通信线缆分类，分为有线网卡和无线网卡卡和无线网卡 网络工程设计与应用3.2.2网络适配器的连接网络适配器的连接从从CPU的观点来看，网卡同任何的观点来看，网卡同任何I/O控制器设备是一控制器设备是一样的样的可以把网络环境看成是计算机的外部设备

7、，网卡就可以把网络环境看成是计算机的外部设备，网卡就是是I/O适配器适配器 网络工程设计与应用3.3调制解调器调制解调器3.3.1 调制解调器的作用调制解调器的作用3.3.2 Modem的标准和分类的标准和分类3.3.3 Modem的基本功能的基本功能网络工程设计与应用3.3.1调制解调器的作用调制解调器的作用调制解调器调制解调器(Modem)属于属于DCE，是一种信号，是一种信号变换设备变换设备调制解调器是属于通信子网的设备，但是位调制解调器是属于通信子网的设备，但是位置通常在用户一侧置通常在用户一侧调制解调器用来把计算机设备输出的数字信调制解调器用来把计算机设备输出的数字信号变换成模拟信号

8、号变换成模拟信号 网络工程设计与应用3.3.2 Modem的标准和分类的标准和分类Modem的调制方式和数据传输率的标准由国际电的调制方式和数据传输率的标准由国际电信联盟信联盟(ITU)制订制订 Modem的主要分类方法有：的主要分类方法有：1、按通信设备、按通信设备2、按数据传输方式、按数据传输方式3、按通信方式、按通信方式(数据传输方向数据传输方向)4、按照、按照Modem支持的物理接口支持的物理接口5、按、按Modem安装的位置安装的位置网络工程设计与应用3.3.3 Modem的基本功能的基本功能1、提供双向同时通信方式；、提供双向同时通信方式；2、自动拨号和应答，安全可靠回呼；、自动拨

9、号和应答，安全可靠回呼；3、自动线路质量检测、自动协商速率；、自动线路质量检测、自动协商速率；4、自动呼叫监视、呼叫等待和自动重拨；、自动呼叫监视、呼叫等待和自动重拨；5、支持常用的文件传输协议；、支持常用的文件传输协议；6、具有存储电话号码、自动故障诊断、声光指示、具有存储电话号码、自动故障诊断、声光指示等；等；7、支持与、支持与Hayes AT命令集兼容，可以进行编程控命令集兼容，可以进行编程控制；制；8、可用于普通电话线路或专线；、可用于普通电话线路或专线；9、具有差错控制、数据压缩和传真功能。、具有差错控制、数据压缩和传真功能。网络工程设计与应用3.4网桥网桥3.4.1 网桥的功用网桥

10、的功用3.4.2 网桥的工作原理网桥的工作原理网络工程设计与应用3.4.1 网桥的功用网桥的功用网桥是在数据链路层实现网络互连的网络互网桥是在数据链路层实现网络互连的网络互连设备连设备网桥被广泛用于异种局域网的互连网桥被广泛用于异种局域网的互连 网桥的特点是：网桥的特点是：具有过滤功能，减少网络拥塞具有过滤功能，减少网络拥塞网桥扩展了网桥扩展了LAN的有效长度的有效长度防止错误扩散，网桥隔断了某些潜在的网络故障防止错误扩散，网桥隔断了某些潜在的网络故障 网络工程设计与应用3.4.2网桥的工作原理网桥的工作原理网桥具有自学习功能，网桥采用逆向学习的方法获网桥具有自学习功能，网桥采用逆向学习的方法

11、获得路径信息得路径信息 透明网桥能够一边转发帧，一边通过学习建立起端透明网桥能够一边转发帧，一边通过学习建立起端口和网络地址的对照表口和网络地址的对照表 网桥的操作过程是：网桥的操作过程是：侦听每个端口上是否有帧到达；侦听每个端口上是否有帧到达；保存到达帧的源保存到达帧的源MAC地址以及接收它的端口号到站表缓地址以及接收它的端口号到站表缓冲区；冲区；查看接收到的每个帧的目的查看接收到的每个帧的目的MAC地址，若站缓冲区中无地址，若站缓冲区中无此地址，广播此地址，广播MAC地址，转发该帧到所有其它端口，若地址，转发该帧到所有其它端口，若站缓冲区中存在该站缓冲区中存在该MAC地址，则转发到相应端口

12、，若源地址，则转发到相应端口，若源MAC地址和目的地址和目的MAC地址所对应的端口相同，则将该帧地址所对应的端口相同，则将该帧丢弃丢弃 网络工程设计与应用3.5 路由器路由器3.5.1 路由器的作用路由器的作用3.5.2 路由器的结构路由器的结构3.5.3 路由器的工作原理路由器的工作原理网络工程设计与应用3.5.1 路由器的作用路由器的作用路由器路由器(Router)是在网络层实现互连的网络设备是在网络层实现互连的网络设备 路由器通过路由器通过IP分组中的分组中的IP地址标识，查找路由表中地址标识，查找路由表中的表项，确定如何转发的表项，确定如何转发IP分组分组 网络工程设计与应用3.5.2

13、 路由器的结构路由器的结构路由器由输入端口、交换结构、选路处理器（路路由器由输入端口、交换结构、选路处理器（路由选择模块）、输出端口组成由选择模块）、输出端口组成 路由器的交换结构有三种交换方式：路由器的交换结构有三种交换方式：1、经内存交换、经内存交换、2、经一根总线交换、经一根总线交换、3、经一个互、经一个互联网络交换联网络交换 网络工程设计与应用3.5.3 路由器的工作原理路由器的工作原理路由器可以根据网络层的协议类型、网络号、主机路由器可以根据网络层的协议类型、网络号、主机的网络地址、子网掩码、高层协议的类型等来监控、的网络地址、子网掩码、高层协议的类型等来监控、拦截和过滤信息拦截和过

14、滤信息路由器通过路由器通过IP地址和子网掩码的组合区分各个子网地址和子网掩码的组合区分各个子网路由器还有流量控制能力，可以采用优化的路由算路由器还有流量控制能力，可以采用优化的路由算法均衡网络负载法均衡网络负载 路由器也需要操作系统才能进行网络系统配置路由器也需要操作系统才能进行网络系统配置 路由器的主要技术指标路由器的主要技术指标 路由器类型指标路由器类型指标路由器的性能指标路由器的性能指标 网络工程设计与应用3.6 交换机交换机3.6.1 交换机概述交换机概述3.6.2 交换机的工作原理交换机的工作原理3.6.3 交换机的工作方式交换机的工作方式3.6.4 交换机的分类交换机的分类3.6.

15、5 以太网交换机以太网交换机3.6.6 交换机的级联和堆叠交换机的级联和堆叠3.6.7 多层交换的概念多层交换的概念3.6.8 局域网采用三层交换技术局域网采用三层交换技术3.6.9 三层交换与传统路由器的比较三层交换与传统路由器的比较网络工程设计与应用3.6.1 交换机概述交换机概述交换机（交换机（switch）是一个多端口的网桥，交换机是）是一个多端口的网桥，交换机是一种组网设备一种组网设备 网络工程设计与应用交换机的重要特性交换机的重要特性交换机的重要特性主要包括：交换机的重要特性主要包括：1、MAC地址表的大小；地址表的大小；2、端口的自适应能力；、端口的自适应能力；3、模块的热插拔；

16、、模块的热插拔；4、端口限速；、端口限速；5、背板总线带宽；、背板总线带宽；6、转发速率；、转发速率；7、端口聚合。、端口聚合。网络工程设计与应用3.6.2 交换机的工作原理交换机的工作原理交换机从源端口读取帧，依据帧的目的交换机从源端口读取帧，依据帧的目的MAC地址，地址，通过通过MAC地址（转发）表，将帧交换到目的端口地址（转发）表，将帧交换到目的端口交换机采用交换机采用“逆向学习逆向学习”获得地址表的信息获得地址表的信息 网络工程设计与应用3.6.3 交换机的工作方式交换机的工作方式交换机的交换方式有三种：交换机的交换方式有三种：存储转发；存储转发；直通；直通；碎片丢弃碎片丢弃 网络工程

17、设计与应用3.6.4 交换机的分类交换机的分类根据物理结构可分为：根据物理结构可分为：独立式；独立式；堆叠式；堆叠式；模块化模块化 网络工程设计与应用3.6.5 以太网交换机以太网交换机以太网交换机用来构建以太网以太网交换机用来构建以太网以太网交换机依据在组网中位置和作用的不以太网交换机依据在组网中位置和作用的不同，分为同，分为核心层交换机、汇聚层交换机和接入层交换机核心层交换机、汇聚层交换机和接入层交换机管理接口用于对交换机进行配置和控制管理管理接口用于对交换机进行配置和控制管理 交换机支持交换机支持VLAN，初始时，交换机的所有端口，初始时，交换机的所有端口均属于均属于VLAN 1 网络工

18、程设计与应用3.6.7 多层交换的概念多层交换的概念一个想法是使交换机既保持交换的高性能，一个想法是使交换机既保持交换的高性能，又具有路由能力，这种思想导致了三层路由又具有路由能力，这种思想导致了三层路由交换机的出现交换机的出现三层交换机能够实现路由器的全部功能，是三层交换机能够实现路由器的全部功能，是Intranet的主要组网设备的主要组网设备网络工程设计与应用3.6.8 局域网采用三层交换技术局域网采用三层交换技术局域网采用的三层交换技术主要有两种：局域网采用的三层交换技术主要有两种：下一跳解析协议；下一跳解析协议；NetFlow交换交换 网络工程设计与应用其原理是：假设两个使用其原理是：

19、假设两个使用IP协议的站点协议的站点A、B通过第三层交通过第三层交换机进行通信，发送站点换机进行通信，发送站点A在开始发送时，把自己的在开始发送时，把自己的IP地址地址与与B站的站的IP地址比较，判断地址比较，判断B站是否与自己在同一子网内。站是否与自己在同一子网内。若目的站若目的站B与发送站与发送站A在同一子网内，则进行二层的转发。在同一子网内，则进行二层的转发。若两个站点不在同一子网内，如发送站若两个站点不在同一子网内，如发送站A要与目的站要与目的站B通信，通信，发送站发送站A要向要向“缺省网关缺省网关”发出发出ARP(地址解析地址解析)封包，而封包，而“缺省网关缺省网关”的的IP地址其实

20、是三层交换机的三层交换模块。当地址其实是三层交换机的三层交换模块。当发送站发送站A对对“缺省网关缺省网关”的的IP地址广播出一个地址广播出一个ARP请求时，请求时，如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道B站的站的MAC地址，则向发送站地址，则向发送站A回复回复B的的MAC地址。否则三层交换模块地址。否则三层交换模块根据路由信息向根据路由信息向B站广播一个站广播一个ARP请求，请求，B站得到此站得到此ARP请请求后向三层交换模块回复其求后向三层交换模块回复其MAC地址，三层交换模块保存地址，三层交换模块保存此地址并回复给发送站此地址并回复给发送站A,

21、同时将同时将B站的站的MAC地址发送到二层地址发送到二层交换引擎的交换引擎的MAC地址表中。从这以后，当地址表中。从这以后，当A向向B发送的数据发送的数据包便全部交给二层交换处理，信息得以高速交换。由于仅仅包便全部交给二层交换处理，信息得以高速交换。由于仅仅在路由过程中才需要三层处理，绝大部分数据都通过二层交在路由过程中才需要三层处理，绝大部分数据都通过二层交换转发，因此三层交换机的速度很快，接近二层交换机的速换转发，因此三层交换机的速度很快，接近二层交换机的速度，同时比相同路由器的价格低很多。度，同时比相同路由器的价格低很多。网络工程设计与应用3.6.9 三层交换与传统路由器的比较三层交换与

22、传统路由器的比较网络工程设计与应用3.7网络服务器主机网络服务器主机3.7.1 服务器主机基本概念服务器主机基本概念3.7.2 服务器主机和集群技术服务器主机和集群技术网络工程设计与应用3.7.1 服务器主机基本概念服务器主机基本概念服务器是软件的概念服务器是软件的概念人们通常讲的服务器其实是装有服务器软件人们通常讲的服务器其实是装有服务器软件的主机的主机 服务器的类型可以依据服务器的类型可以依据4方面进行划分方面进行划分 可靠性通常采用冗余技术，冗余技术是一种可靠性通常采用冗余技术，冗余技术是一种部件级的部件级的“热备概念热备概念”网络工程设计与应用3.7.2 服务器主机和集群技术服务器主机

23、和集群技术刀片式服务器是一种高可用、高密度的低成本服务刀片式服务器是一种高可用、高密度的低成本服务器平台，适合集群计算环境器平台，适合集群计算环境每个刀片就是一块系统主板，刀片单元包含：每个刀片就是一块系统主板，刀片单元包含：CPU、硬盘、内存、网络接口等器件，、硬盘、内存、网络接口等器件，机箱为多个刀片单元提供共享的基础设施（如背板、机箱为多个刀片单元提供共享的基础设施（如背板、电源等）电源等）服务器主机均采用服务器主机均采用SMP（对称式多处理器）技术（对称式多处理器）技术SMP指在一台计算机上汇集多个指在一台计算机上汇集多个CPU，各，各CPU之间共享之间共享内存系统及系统总线内存系统及系统总线 服务器集群技术的主要特点服务器集群技术的主要特点 网络工程设计与应用演讲完毕，谢谢观看！