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1、交换机基本原理及相关技术,以太网技术的发展历程L2交换机工作原理VLAN技术VLAN间路由-三层交换交换机相关技术介绍交换机典型应用方案,课程内容,以太网技术的产生,以太网是美国施乐（Xerox）公司的Palo Alto研究中心（简称为PARC）于1975年研制成功的，以曾经在历史上表示传播电磁波的以太（Ether）命名。目前的主流以太网标准是DEC、Intel、Xerox联合提出的DIX Ethernet V2，很多时候我们也用IEEE 802.3代指。,10BASE5,10BASE2,MAC（媒体接入控制）地址,在局域网中，硬件地址又被称为物理地址或MAC地址，固化在以太网卡的ROM中。目
2、前以太网中广泛使用的是6字节的MAC地址，通常表示为12位的点分十六进制数。MAC地址由IEEE的注册管理委员会RAC负责分配和管理，每个地址由两部分组成，分别是机构唯一标识符和扩展标识苻。,OUI,EI,以太网V2帧格式,461500,2,6,6,4,#Bytes,IP数据包,MAC帧,1,7,12,641518,网络层,链路层,物理层,IP或ARP或RARP,10101011,三种帧传播方式,00-01-7A-01-01-01,00-01-7A-01-01-02,00-01-7A-01-01-03,00-01-7A-01-01-04,00-01-7A-01-01-05,DA:00-01-7
3、A-01-01-05,麻烦帮我打印份文档。,所有人马上来会议室。,DA:FF-FF-FF-FF-FF-FF,管理部人员请来领资料。,DA:01-00-5E-00-00-01,单播：一对一，广播：一对全体；组播：一对多；,以太网链路管理CSMA/CD,CSMA/CD：载波监听多路访问/碰撞检测,我要发消息了，别跟我抢线！,已经有人用了？那等会吧,以太网技术的发展,70年代,80年代,90年代,以太网产生,10M以太网发展成熟,共享式LAN交换机,100M快速以太网,92年,96年,千兆以太网迅速发展,万兆以太网出现,2002年,同轴电缆10BASE510BASE2,双绞线光纤10BASE-T10
4、BASE-F,100BASE-TX100BASE-FX,1000BASE-T1000BASE-SX,1000BASE-T1000BASE-X,以太网技术的发展历程L2交换机工作原理VLAN技术VLAN间路由三层交换交换机相关技术介绍交换机典型应用方案,课程内容,集线器（Hub）的缺陷,半双工，冲突严重，广播泛滥,以太网交换机组建星型网络,全双工，全线速交换，自适应,以太网交换机工作原理,00-01-7A-01-01-01,00-01-7A-01-01-03,00-01-7A-01-01-04,00-01-7A-01-01-05,00-01-7A-01-01-02,Port 0,Port 1,P
5、ort 2,Port 3,DA:00-01-7A-01-01-05,ARP,以太网交换机的交换模式,直通式：交换机接收到目的地址即开始转发过程,存储转发式：交换机将全部内容接收才开始转发过程,碎片隔离式：交换机接收完数据包的前64字节，然后根据头信息查表转发。,以太网技术的发展历程L2交换机工作原理VLAN技术VLAN间路由三层交换交换机相关技术介绍交换机典型应用方案,课程内容,二层交换的局限性,广播域,ARP,张三，给我出来！,我晕这里没有张三啊,吵死了没法做事啦！,广播风暴,用VLAN隔离广播域,VLAN1：营销部,VLAN2：财务部,VLAN3：工程部,VLAN（虚拟局域网）介绍,VLA
6、N是虚拟局域网的英文缩写，是基于一个广播域的交换机端口的集合。VLAN 技术的核心是通过路由和交换设备在网络的物理拓扑结构基础上建立一个逻辑网络，以使得网络中任意几个LAN段或和单站能够组合成一个逻辑上的局域网，互相隔离，从而阻隔广播包，隔离广播域。,IEEE802.1Q VLAN标准,IEEE 802.1Q标准定义了VLAN的基本概念和实现原理。IEEE 802.1Q标准定义了一种新的帧格式。它在标准的以太网帧的源MAC地址后面加入了一个Tag header（4字节），此格式如上图所示。,标准以太网帧,802.1Q帧格式,461500,2,6,6,4,#Bytes,461500,4,6,6,
7、4,2,802.1Q VLAN相关概念,Trunk,VLAN1,VLAN2,Access,Interface Ethernet1/1,VLAN号：VLAN编号从14094，一个VLAN可以包含多个端口，同属一个VLAN的多个端口数据可以相互转发。Access端口：端口只能属于一个VLAN，且端口的缺省VLAN ID与所属的VLAN ID相同，一般与用户设备相连。Trunk端口：端口可允许多个VLAN通过，接收和发送多个VLAN的报文，一般用于网络设备之间互联。,Access,Access,Access,Trunk,Interface Ethernet1/2,Interface Ethernet
8、1/10,Interface Ethernet1/10,Interface Ethernet1/1,Interface Ethernet1/2,VLAN技术的发展,动态VLAN：区别于传统基于端口的VLAN，可以基于MAC地址、IP地址、协议进行VLAN划分；Super VLAN（Q in Q）技术：VLAN的嵌套，运营商可以用这种技术接入多个用户。,以太网技术的发展历程L2交换机工作原理VLAN技术VLAN间路由三层交换交换机相关技术介绍交换机典型应用方案,课程内容,VLAN间互通的需求,VLAN1：营销部,VLAN2：财务部,VLAN3：工程部,我的费用怎么还没报下来？,这个财务和我们没法
9、通,用路由器实现VLAN互通,VLAN1：营销部,VLAN2：财务部,VLAN3：工程部,单臂路由解决方案,VLAN1：营销部,VLAN2：财务部,VLAN3：工程部,路由解决方案的问题,VLAN1：营销部,VLAN3：财务部,VLAN4：后勤部,VLAN2：工程部,20/80规则,我撑不住了,三层交换技术的提出,路由器：三层IP包转发；高数据流控制能力，低转发能力；,交换机：二层以太网帧转发；低数据流控制能力，高转发能力；,三层交换机：二层交换三层转发；高转发能力数据流控制能力,三层交换机工作原理,VLAN1,VLAN2,SW1,SW2,一次路由，多次交换,路由器与三层交换机对比,以太网技术
10、的发展历程L2交换机工作原理VLAN技术VLAN间路由三层交换交换机相关技术介绍交换机典型应用方案,课程内容,生成树技术,采用生成树协议STP，可以有效的管理冗余链路，实现阻断环路和链路备份；协议标准IEEE 802.1D快速生成树RSTP多生成树协议MSTP,端口流量镜像,查看网络中某些端口流量，用于故障定位和分析；ASIC将被镜像端口所收发的报文同步地拷贝一份给监控端口；被镜像端口可以是一个端口，也可以是一组端口监控端口具有普通业务口的功能；,监控端口,被镜像端口,被镜像端口,链路聚合技术,Link Aggregation-将两个以上的端口捆绑在一起，增加上行端口，实现带宽链路备份和负载分
11、担；链路聚合的三种模式：(根据源、目的MAC分为)Ingress、Ingress-egressEgress目前也有根据IP实现负载分担；,TRUNK,以太网技术的发展历程L2交换机工作原理VLAN技术VLAN间路由三层交换交换机相关技术介绍交换机典型应用方案,课程内容,大楼局域网方案,大楼核心交换机,Internet,楼层接入交换机,办公电脑,防火墙,路由器,S3026GS3152百兆接入,S3200千兆接入,千兆光纤,百兆铜线,千兆铜线,典型产品,S6900S6800地市级、厅局级单位大楼,S6800省级单位大楼,标准：这个产品的标准是大楼的用户数量；,标准：这个产品的标准是接入的端口速率；
12、,园区局域网方案,大楼A核心交换机,楼层接入交换机,办公电脑,S3026GS3152百兆接入,S3200千兆接入,千兆光纤,百兆铜线,千兆铜线,典型产品,S6900、S6800、S4100F大楼、园区的核心,标准：这个产品的标准是大楼的汇聚用户数量；,标准：这个产品的标准是接入的端口速率；,千兆光纤,大楼B核心交换机,S8900、S6800园区网的核心,标准：这个产品的标准是园区用户总数；,园区核心交换机,万兆光纤,S3026GS3152百兆接入,S3200千兆接入,典型产品,S6900、S4100F、S4100E地市网络的核心,标准：这个产品的标准是地市网络的规模；,标准：这个产品的标准是接
13、入的端口和端口数量；,S8900、S6800园区网的核心,标准：这个产品的标准是全省网络的规模,路由器,二层交换机,宽窄带一体路由器,路由器,二层交换机,宽窄带一体路由器,地市汇聚路由器,省级汇聚路由器,地市汇聚交换机,地市汇聚交换机,省网汇聚交换机,S30B百兆接入,广域网方案,S4100F千兆接入,典型产品,S6800、S6900功能分区的核心,标准：这个产品的标准是性能要求；,标准：千兆接入是这个基本的主流形态；,S8900数据中心网络的核心,标准：这个产品的标准是全省网络的规模,数据中心核心交换机,功能分区核心交换机,功能分区核心交换机,功能分区接入交换机,功能分区接入交换机,千兆线缆,万兆光纤,千兆线缆,数据中心方案,S8900,NE5000,Bras,SR,地市,小区汇聚,楼道接入,S4100E,GE,GE,S3000,S2000,GSR,FE,FE,FE,S6800、S6900,省网,10GE,典型城域网方案,Thank you!,
