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第一讲 交换式局域网概述

第一讲 交换式局域网概述. 本讲主要内容. 主要局域网协议 共享式与交换式局域网 交换式局域网的主要设备 交换式局域网的拓扑结构. 局域网协议. 局域网主要有两种协议： 以太网： CSMA/CD, 带冲突检测的载波侦听多路访问协议，其特点是通过竞争方式发送数据，易产生冲突，是一种低负荷高效的网络。是目前局域网的主流协议。 令牌环网：全网只有一个令牌，只有持有令牌的节点，才能够发送信息，没有冲突产生。是一种高负荷高效的网络。. 以太网. 工作方式：先听后发、边发边听、冲突停止、随机延迟后重发 冲突域：

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第一讲 交换式局域网概述

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Presentation Transcript

  1. 第一讲交换式局域网概述

  2. 本讲主要内容 • 主要局域网协议 • 共享式与交换式局域网 • 交换式局域网的主要设备 • 交换式局域网的拓扑结构

  3. 局域网协议 • 局域网主要有两种协议： • 以太网：CSMA/CD,带冲突检测的载波侦听多路访问协议，其特点是通过竞争方式发送数据，易产生冲突，是一种低负荷高效的网络。是目前局域网的主流协议。 • 令牌环网：全网只有一个令牌，只有持有令牌的节点，才能够发送信息，没有冲突产生。是一种高负荷高效的网络。

  4. 以太网 • 工作方式：先听后发、边发边听、冲突停止、随机延迟后重发 • 冲突域： • 一个冲突域中，同时只能有一个节点发送数据，其他节点只能接收数据 • 超过一个节点发送数据，必然产生冲突，发送失败。 • 一个冲突域中的节点不能太多，否则很容易产生冲突，降低以太网的工作效率

  5. 两种典型的以太网 • 共享式以太网：用集线器（HUB）连接的以太网就是共享式的以太网。 • 所有连接到集线器的设备共享同一介质 • 所有连接到集线器的设备也共享同一冲突域和带宽。 • 交换式以太网：用交换机连接的以太网是交换式以太网。 • 交换式以太网允许多对结点同时通信，每个结点可以独占传输通道和带宽 • 它从根本上解决了共享以太网所带来的问题。

  6. HUB 同 HUB A向B发送时， HUB 一 E向D不能发送 冲 突 域 不能发送 以太网共享式以太网 A B C D E F

  7. 交换机 A向B发送数据时，D可向E发送数据，C可向F发送数据 A B C D E F 交换式以太网

  8. 交换机功能 自动建立和维护MAC地址表 • 当交换从端口收到数据帧后，会自动地将帧的源地址与交换机的端口建立联系，形成MAC地址表的一条记录 • 转发数据帧 • 目的MAC地址是广播或组播地址，则向除接收端口外的所有端口转发； • 目的地址是单播地址，但这个地址不在交换机的MAC地址表中，也会向除接收端口外的所有端口转发； • 目的地址在交换机的地址表中，那么就根据地址表转发到相应的端口； • 如果数据帧的目的与源地址在同一个端口上，丢弃这个数据帧。

  9. HUB 交换机中MAC地址表的建立 网络刚启动时,交换机的MAC地址表为空 MAC1 F0/1 MAC4 F0/4 MAC5 F0/4 F0/4 F0/1 F0/3 F0/2 PC5:MAC5 PC1:MAC1 PC2:MAC2 PC3:MAC3 PC4:MAC4

  10. HUB 交换机帧转发 PC1 →PC2 F0/1 MAC1 MAC4 F0/4 MAC5 F0/4 F0/4 F0/1 MAC2 F0/2 F0/3 F0/2 PC5:MAC5 PC1:MAC1 PC2:MAC2 PC3:MAC3 PC4:MAC4

  11. HUB 交换机帧转发 PC1 →PC4 F0/1 MAC1 MAC4 F0/4 MAC5 F0/4 F0/4 F0/1 MAC2 F0/2 F0/3 F0/2 PC5:MAC5 PC1:MAC1 PC2:MAC2 PC3:MAC3 PC4:MAC4

  12. HUB 交换机帧转发 PC4 →PC5 F0/1 MAC1 MAC4 F0/4 MAC5 F0/4 F0/4 F0/1 MAC2 F0/2 F0/3 F0/2 PC5:MAC5 PC1:MAC1 PC2:MAC2 PC3:MAC3 PC4:MAC4

  13. 交换机性能指标 • 背板带宽：是交换机所能吞吐的最大数据量，决定了交换机总的数据交换能力，单位为Gbps，从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高 • 包转发率：是交换机每秒钟能转发最小数据包的能力。该指标能够真实反映交换机的性能，是决定交换机性能的关键。对于三层交换设备，厂家必须分别提供二层转发速率和三层转发速率，单位为Mbps • 如H3C的S5500-28C-EI,其背板带宽为256Gbps，包转发率为96Mpps

  14. 交换的功能指标 • 支持协议的多少（vlan(802.1Q)，生成树（802.1D），网管协议（SNMP），DHCP等） • 服务质量QOS（Quality of Service) • 广播风暴抑制 • 端口聚合，端口隔离 • 流量控制 • 组播

  15. 路由器 • 路由器一般用于广域网与局域网的边界上，其主要功能是： • 路由选择：实现局域网和广域网间的路由选择； • 网络地址转换NAT(Network Address Translator)：实现内网和公网IP地址间的转换，相当于代理服务器 • 网络管理：路由器可通过ACL，流量控制等功能实现网络管理

  16. 路由器的性能指标 • 包转发能力:是指路由器每秒所转发包的数量，单位PPS • IP路由协议支持：包括静态路由，动态路由协议(RIPv1/v2、OSPFv2、BGP、IS-IS),路由策略等 • QoS支持：流分类，流量监管，基于目的地址或者源地址的限速，流量整形，拥塞避免算法等 • NAT支持： 静态NAT、动态NAT、NAPT等

  17. 防火墙 • 防火墙：通过对数据包的过滤，保护内部网络的安全，防止非法用户的非授权访问或非法数据包的侵入； • 除了包过滤功能之外，防火墙通常还具有路由选择和网络地址转换NAT功能。小型网络常用防火墙代替边界路由器； • 防火墙的端口通常有WAN、LAN和DMZ。WAN端口用于连接因特网，LAN端口用于连接内部网络，DMZ端口用于连接DMZ区的服务器； • 防火墙的类型分为包过滤防火墙、应用网关、电路层网关和SPI防火墙。包过滤防火墙使用最多。

  18. IDS与IPS • 入侵检测系统IDS(Intrusion Detection System)是对网络进行实时监视，主动对网络中的行为、安全日志、审计数据或其他可获得信息进行检测，在发现可疑事件时，发出警报或者采取主动反应措施的网络安全设备。 • 传统的安全措施使用IDS+防火墙，即使用IDS检测可疑事件，使用防火墙阻断可疑数据包，这种方式已经不能适应网络攻击技术的发展。因而出现了入侵防御系统IPS • 入侵防御系统IPS(Intrusion Prevention System)，根据预先设定的安全策略，深度感知并检测流经的数据包。通过协议分析、特征匹配、流量统计分析、事件关联分析等手段，发现网络中的攻击行为，并根据攻击行为的危险等级主动采取告警、丢弃报文、切断会话、切断TCP连接等措施，保护网络完全。 • 入侵检测系统可以理解为网络的监视系统，对通过的数据进行监视，并对可疑数据发出报警信号；入侵防御系统更像是网络的保安，它不仅监视通过的数据，还可阻断可疑数据。

  19. 虚拟局域网VLAN • 虚拟局域网VLAN (Virtual Local Area Network）是将局域网从逻辑上划分若干个子网的技术。 • 每个子网形成一个独立的网段，即一个单独的冲突域和广播域，实现了对冲突域和广播域的分割和隔离。 • VLAN分为基于端口的VLAN，基于MAC（IP）地址的VLAN

  20. 交换式局域网的拓扑结构 总线型拓扑 星型拓扑 树型拓扑(目前使用最广泛的拓扑结构) 环型拓扑

  21. 本讲主要内容 • 主要局域网协议 • 共享式与交换式局域网 • 交换式局域网的主要设备 • 交换式局域网的拓扑结构

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