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《网络工程规划与设计》第二章_图文


第 2 章 高速局域网规划 设计

【本章要点】 当前,以太网技术在局域网范围市场占 有率超过90%,以太网采用CSMA/CD机制, 即带碰撞检测的载波监听多重访问。本章重 点介绍高速以太网、以太网设备及网络互连 等知识。

2.1高速以太网技术概述
2.1.1 以太网技术发展简介

1.以太网简史 2.以太网和IEEE802.3的工作原理 3.以太网和IEEE802. 3服务的差别 2.1.2 以太网技术标准

2.1.3 万兆以太网
1.万兆以太网技术简介 (1)10G串行物理媒体层 10GBASE-SR/SW传输距离按照波长不同由2m到300m。10GBASELR/LW传输距离为2m到10km。10GBASE-ER/EW传输距离为2m到40km。 (2)PMD(物理介质相关)子层 PMD子层的功能是支持在PMA子层和介质之间交换串行化的符号代码位。 PMD子层将这些电信号转换成适合于在某种特定介质上传输的形式。 PMD是物理层的最低子层,标准中规定物理层负责从介质上发送和接收 信号。 (3)PMA(物理介质接入)子层 PMA子层提供了PCS和PMD层之间的串行化服务接口。和PCS子层的连 接称为PMA服务接口。另外PMA子层还从接收位流中分离出用于对接收 到的数据进行正确的符号对齐(定界)的符号定时时钟。

2.1.3 万兆以太网
(4)WIS(广域网接口)子层 WIS子层是可选的物理子层,可用在PMA与PCS之间,产生适配ANSI定 义的SONET STS-192c传输格式或99vU定义SDH VC-4-64c容器速率的 以太网数据流。该速率数据流可以直接映射到传输层而不需要高层处理。 (5)PCS(物理编码)子层 PCS子层位于协调子层(通过GMII)和物理介质接入层(PMA)子层之 间。PCS子层完成将经过完善定义的以太网MAC功能映射到现存的编码 和物理层信号系统的功能上去。PCS子层和上层RS/MAC的接口由XGMII 提供,与下层PMA接口使用PMA服务接口。 (6)RS(协调子层)和XGMII(10Gbit/s介质无关接口)

2.万兆以太网技术发展前景 万兆以太网在设计之初就考虑城域骨干网需求。首先, 10G的带宽 可充分满足现阶段以及未来一段时间内城域骨干网带宽需求。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可以省 略骨干网设备的POS或者ATM链路。 10G以太网可以应用在校园网、城域网、企业网等。但是由于当前 宽带业务并未广泛开展,人们对单端口10G骨干网的带宽没有迫切需求, 所以10G以太网技术相对其他替代的链路层技术(例如2.5G POS、捆绑 的千兆以太网)并没有明显优势。思科和JUNIPER公司已推出10G以太 网接口(依据802.3ae草案实现),但在国内几乎没有应用。目前城域 网的问题不是缺少带宽,而是如何将城域网建设成为可管理、可运营并 且可盈利的网络。所以10G以太网技术的应用将取决于宽带业务的开展。 只有广泛开展宽带业务,例如视频组播、高清晰度电视和实时游戏等, 才能促使10G以太网技术广泛应用,推动网络健康有序发展。

2.1.4 光以太网(Optical Ethernet)
1.光以太网技术简介 2.用光以太网变革现有的城域网

2.1.5 光接入网络技术
1.光接入网络简介 2.PON 3.PON关键技术 4.PON发展

2.2 以太网设备
2.2.1 网络传输介质互联设备 2.2.2 网络物理层互联设备 1.中继器 2.集线器

2.2.3 数据链路层互联设备
1.网桥 2.交换器

2.2.4 网络层互联设备
路由器(Router)是用于连接多个逻辑上分开的网络。逻辑网 络是指一个单独的网络或一个子网。当数据从一个子网传输到另一 个子网时,可通过路由器来完成。因此,路由器具有判断网络地址 和选择路径的功能,它能在多网络互联环境中建立灵活的连接,可 用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。路由器是属 于网络应用层的一种互联设备,只接收源站或其他路由器的信息, 它不关心各子网使用的硬件设备,但要求运行与网络层协议相一致 的软件。路由器分本地路由器和远程路由器,本地路由器是用来连 接网络传输介质的,如光纤、同轴电缆和双绞线;远程路由器是用 来与远程传输介质连接并要求相应的设备,如电话线要配调制解调 器,无线要通过无线接收机和发射机。

2.2.5 应用层互联设备
在一个计算机网络中,当连接不同类型而协议差别又较大的网络 时,则要选用网关设备。网关的功能体现在OSI模型的最高层,它将 协议进行转换,将数据重新分组,以便在两个不同类型的网络系统 之间进行通信。由于协议转换是一件复杂的事,一般来说,网关只 进行一对一转换,或是少数几种特定应用协议的转换,网关很难实 现通用的协议转换。用于网关转换的应用协议有电子邮件、文件传 输和远程工作站登录等。 网关和多协议路由器(或特殊用途的通信服务器)组合在一起可 以连接多种不同的系统。 和网桥一样网关可以是本地的,也可以是 远程的。

2.3网络多层交换与互连
2.3.1 VLAN的设计 1. 基于端口的VLAN 2. 基于MAC地址的VLAN 3. 基于路由的VLAN 4. 基于策略的VLAN

2.3.2 多层交换技术
1.交换技术如何转发数据 2.路由器与交换机转发数据的区别 3.第三层交换技术 4.第四层交换技术 5.第七层交换技术

2.4无线局域网设计
2.4.1 无线通信技术简介 1.无线通信技术的发展过程
2.我国无线通信技术的发展 3.今后无线通信技术的趋势 4.无线通信技术在数字社区中的应用

2.4.2 无线局域网的组建
1.家庭无线局域网的组建
(1)选择组网方式 (2)硬件安装 (3)设置网络环境 2.组建办公无线局域网 (1)组建前的准备 (2)安装网络设备 (3)设置网络环境

2.4.3

无线局域网的管理
14.多站点管理 15.推动未来的无线局域网管理 16.自动化 17.客户化 18.灵活性 19.向802.11扩展 20.移动设备管理 21.统一的管理

1.无线局域网规划工具 2.自动部署和操作 3.监视和控制 4.优化和扩展性 5.报告和记录 6.RF频谱管理 7.安全 8.移动性管理 9.排除故障和缓解措施 10.可访问的界面 11.管理语音服务 12.位置和跟踪 13.访客和客户访问

2.5企业网设计与安装实例
2.5.1企业网需求分析

1.带宽性能需求
2.稳定可靠需求

3.服务质量需求
4.网络安全需求

5.应用服务需求

2.5.2企业网整体设计
1.企业路由 组网设计

图2-1 企业路由组网方案设计

(1)总公司网络设计 ①核心层网络设计 ②骨干层网络设计

图2-2 “骨干路由器+核心交换机”方案的拓扑结构

图2-3 高性能多业务路由器方案的拓扑结构

2.5.2企业网整体设计
③汇聚层网络 设计

图2-4 汇聚层网络拓扑设计

2. 大型分公司网络设计

图2-5 大型分公司网络拓扑设计

图2-6 大型分公司单核心网络设计

3. 小型分公司网络设计

图2-7 小型分公司网络拓扑设计

4.企业交换组网设计

图2-8 企业交换组网设计

综合练习2
1. 什么是局域网组建需求分析? 2. 如何进行网络需求调研? 3. 局域网组建性能分析包括那几方面? 4. 什么是网络传输的延迟和有效性? 5. 水平布线一般采用何种介质,敷设距离有何要求? 6. 建筑楼宇布线一般采用何种介质,敷设距离有何要求? 7. 网络机房供电要考虑那些问题? 8. 规划以太网(802.3)物理拓扑结构应注意那些问题? 9. 局域网按规模可以分为那些层?分层有何优点?

综合练习2
10. 主干网络(核心层)设计、汇聚层和接入层设计,应考虑 的主要因素有哪些? 11. 为什么要使用无线局域网?无线局域网拓扑结构有几种? 12. 服务器按用户规模一般分为几种?每种具有哪些特征? 13. 什么是RAID,常用的RAID有几种,各有何技术特征? 14. 什么是网络通信安全与信息资源安全? 15. 网络安全性要求有哪些? 16. 简述网络安全设计的问题与实施步骤。

实训2 双机互连及网络资源共享
一、实训目的 熟悉双机对等网的连接及配置 掌握局域网上文件共享及打印共享的设置 二、实训设备与环境 两台安装有Windows 2000 Professional或Server的计算机 一条交叉线(用于双机互连) 网卡两块(或计算机有集成网卡) 打印机一台 三、实训内容 实现两台计算机的互连 在一台计算机上设置共享文件夹供另一台计算机访问 在一台计算机上虚拟安装一台打印机并共享,在另一台计 算机上进行网络打印机的安装

实训2 双机互连及网络资源共享
四、实训步骤 ? 分别安装两块网卡于两台计算机内 ? 使用交叉线进行两台计算机的互连 ? 安装正确的网卡驱动 ? 配置网络协议 ? 使用Ping命令测试网络连通性 ? 选定一台计算机设置文件共享 ? 在另一台计算机上进行共享文件夹的内容访问 ? 选定一台计算机连接打印机并安装相应驱动 ? 在此计算机上设置打印机共享 ? 在另一台计算机上进行网络打印机的安装 ? 打印测试页,检测网络打印机是否成功安装


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