局域网互联技术PPT
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• 第四层交换机是一类以软件技术为主、以硬件技术为辅的 网络管理交换设备。
4．第七层交换技术
• 第七层交换技术通过逐层解开每一个数据包的每层封装， 并识别出应用层的信息，以实现对内容的识别。
• 第七层交换技术对数据包的传送不仅仅依据MAC地址、源 /目标IP地址及TCP/UDP端口，而是可以根据内容、实际 的应用类型（表示/应用层）进行交换。
6.2 交换机技术和路由器技术
6.2.1 交换技术 1．第二层交换技术
• 传统的交换机本质上是具有流量控制能力的多端口网桥， 即二层交换机。
• 二层交换机是工作在数据链路层的网络互连设备，它的各 个端口都具有桥接功能，能够通过自学习来了解每个端口 的设备连接情况。
2．第三层交换技术
• 第三层交换技术利用第三层协议中的IP包的包头信息来对 数据流进行标记，具有同一标记的数据流的后续报文被交 换到第二层数据链路层，从而打通源IP地址和目的IP地址 之间的一条路径。
第6章 局域网互联技术
学习目标 • 理解局域网的层次型总体拓扑设计。 • 掌握局域网的互联技术。 • 了解虚拟局域网的原理和划分策略。 • 掌握Internet的接入技术。
知识结构图
特点 功能 组成 设计
校园网
网络机房工程 多媒体网络教室工程
小型校园网工程 中型校园网工程 大型校园网工程
校园网络技术 校园网络设备 校园网络操作系统 校园网络应用软件 校园网络综合布线 校园网络安全设计
屏蔽双绞线
传输距离/m
550 550 5000 275 550
25
802.3ab
1000 BASE-T
4对五类UTP
100
2．千兆位以太网的应用
• 千兆位以太网可以用于多个布线室到网络中心的通信。 • 千兆位以太网和千兆位交换机可以用于聚集多个低速交换
• 三层交换机支持常用的路由协议，例如，静态路由、RIP、 OSPF等。
• 三层交换机中的软件与路由器中的大不相同，只保留了部 分对于LAN有用处的功能。
3．第四层交换技术
• 第四层交换技术利用第三层和第四层包头中的信息来识别 应用数据流会话，做出向何处转发会话传输流的智能决定。
• 第四层交换机支持TCP/UDP第四层以下的所有协议，可 根据端口号来区分数据包的应用类型，从而实现应用层的 访问控制和服务质量的保证。
• 汇聚层常采用的设备有100～1000 Mb/s支持三层交换技 术和VLAN的交换机。
• 采用的主要技术有快速以太网和千兆位以太网技术。
6.1.3 接入层设计
• 接入层是直接面对网络终端用户的，将终端用户计算机接 入网络。接入层为用户提供了在局部网内的相互访问和外 部接入。
• 接入层的设备有网卡、集线器、10～100Mb/s交换机。 • 接入层的远程用户可以通过PSTN、无线网络技术接入。
• 核心层的设备主要有路由器和具有路由功能的三层交换机 等。
• 在大型校园网建设中，核心层多采用高档路由器。
• 核心层的设计要根据地理距离、信息流量、数据负载等数 据来定，核心层通常承担网络上40%～60%的信息流。
6.1.2 汇聚层设计
• 汇聚层又称分布层，是位于接入层和核心层之间的部分。 汇聚层网络用于将分布在不同位置的子网连接到核心层网 络，实现路由会聚的功能。
• 路由器不转发广播消息，而是把广播消息限制在各自的网 络内部，从而保持各个网络的独立性。
• 路由器的互联
2．路由器的功能 1）路径选择 • 选路就是判定到达目的地的最佳路径，由路由选择算法来
实现。
• 典型的路由选择方式有两种：静态路由和动态路由。 • 最佳路由示例
2）数据转发 • 转发就是沿已选择好的最佳路径传送信息。 • 路由器之间的数据转发
• 采用第七层交换技术可以以交换的线速度做出更智能性的 传输流决策。
6.2.2 路由技术
1．路由器的工作原理
• 路由，是为IP数据报选择一条通向目的主机的路径的过程。 在互联网络中，路由器将报文分组从一个网络传递到另一 个网络的计算机。
• 路由器有多个端口，用于连接多个IP子网。各子网中的主 机通过自己子网的IP地址把要发送的IP分组送到路由器上。 发送到其他网络的数据先被送到路由器，再由路由器转发 出去。
• 路由转发协议和路由选择协议是两个相互配合又相互独立 的概念，前者使用后者维护的路由表，后者利用前者提供 的功能来发布路由协议数据分组。
6.3 以太网技术
6.3.1 千兆位以太网技术 1．千兆位以太网标准
• 1998年6月IEEE（The Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气电子工程师协会）正式推出 了1000 Mb/s以太网的正式标准，即IEEE 802.3 z标准， 它是已有IEEE 802.3标准的扩展。
• IEEE 802.3ab标准是关于使用长距离光纤和非屏蔽双绞线 的千兆位以太网物理层标准。
• 千兆位以太网的物理层标准
IEEE标准 802.3z
千兆位以太网标准 1000 BASE-LX 1000 BASE-SX 1000 BASE-CX
传输介质类型
62.5 µm多模光纤 50 µm多模光纤 10 µm单模光纤 62.5 µm多模光纤 50 µm多模光纤
Biblioteka Baidu
3．路由协议
1）路由选择协议（Routing Protocol）
• 路由选择协议使用一定的路由算法找出到达目的主机或网 络的最佳路径，如路由信息协议（RIP）、开放式最短路 径优先协议（OSPF）、边界网关协议（BGP）等。
2）路由转发协议（Routed Protocol）
• 路由转发协议沿已选好的路径传送数据报，如通过IP能将 物理连接转变成网络连接，实现网络层的路由选择功能。
层次型总体拓扑设计
交换机和路由器技术
以太网技术
虚拟局域网
Internet 接入 卫星电视教育
系统接入 DHCP 服务器 安装与配置 教学资源管理系统
教学管理与办公系统
6.1 层次型总体拓扑设计
• 大型网络分为核心层、汇聚层和接入层三个层次。层次化 网络拓扑结构图。
6.1.1 核心层设计
• 核心层是网络的高速主干网，其主要功能是提供地理上远 程站点之间的广域网连接。
4．第七层交换技术
• 第七层交换技术通过逐层解开每一个数据包的每层封装， 并识别出应用层的信息，以实现对内容的识别。
• 第七层交换技术对数据包的传送不仅仅依据MAC地址、源 /目标IP地址及TCP/UDP端口，而是可以根据内容、实际 的应用类型（表示/应用层）进行交换。
6.2 交换机技术和路由器技术
6.2.1 交换技术 1．第二层交换技术
• 传统的交换机本质上是具有流量控制能力的多端口网桥， 即二层交换机。
• 二层交换机是工作在数据链路层的网络互连设备，它的各 个端口都具有桥接功能，能够通过自学习来了解每个端口 的设备连接情况。
2．第三层交换技术
• 第三层交换技术利用第三层协议中的IP包的包头信息来对 数据流进行标记，具有同一标记的数据流的后续报文被交 换到第二层数据链路层，从而打通源IP地址和目的IP地址 之间的一条路径。
第6章 局域网互联技术
学习目标 • 理解局域网的层次型总体拓扑设计。 • 掌握局域网的互联技术。 • 了解虚拟局域网的原理和划分策略。 • 掌握Internet的接入技术。
知识结构图
特点 功能 组成 设计
校园网
网络机房工程 多媒体网络教室工程
小型校园网工程 中型校园网工程 大型校园网工程
校园网络技术 校园网络设备 校园网络操作系统 校园网络应用软件 校园网络综合布线 校园网络安全设计
屏蔽双绞线
传输距离/m
550 550 5000 275 550
25
802.3ab
1000 BASE-T
4对五类UTP
100
2．千兆位以太网的应用
• 千兆位以太网可以用于多个布线室到网络中心的通信。 • 千兆位以太网和千兆位交换机可以用于聚集多个低速交换
• 三层交换机支持常用的路由协议，例如，静态路由、RIP、 OSPF等。
• 三层交换机中的软件与路由器中的大不相同，只保留了部 分对于LAN有用处的功能。
3．第四层交换技术
• 第四层交换技术利用第三层和第四层包头中的信息来识别 应用数据流会话，做出向何处转发会话传输流的智能决定。
• 第四层交换机支持TCP/UDP第四层以下的所有协议，可 根据端口号来区分数据包的应用类型，从而实现应用层的 访问控制和服务质量的保证。
• 汇聚层常采用的设备有100～1000 Mb/s支持三层交换技 术和VLAN的交换机。
• 采用的主要技术有快速以太网和千兆位以太网技术。
6.1.3 接入层设计
• 接入层是直接面对网络终端用户的，将终端用户计算机接 入网络。接入层为用户提供了在局部网内的相互访问和外 部接入。
• 接入层的设备有网卡、集线器、10～100Mb/s交换机。 • 接入层的远程用户可以通过PSTN、无线网络技术接入。
• 核心层的设备主要有路由器和具有路由功能的三层交换机 等。
• 在大型校园网建设中，核心层多采用高档路由器。
• 核心层的设计要根据地理距离、信息流量、数据负载等数 据来定，核心层通常承担网络上40%～60%的信息流。
6.1.2 汇聚层设计
• 汇聚层又称分布层，是位于接入层和核心层之间的部分。 汇聚层网络用于将分布在不同位置的子网连接到核心层网 络，实现路由会聚的功能。
• 路由器不转发广播消息，而是把广播消息限制在各自的网 络内部，从而保持各个网络的独立性。
• 路由器的互联
2．路由器的功能 1）路径选择 • 选路就是判定到达目的地的最佳路径，由路由选择算法来
实现。
• 典型的路由选择方式有两种：静态路由和动态路由。 • 最佳路由示例
2）数据转发 • 转发就是沿已选择好的最佳路径传送信息。 • 路由器之间的数据转发
• 采用第七层交换技术可以以交换的线速度做出更智能性的 传输流决策。
6.2.2 路由技术
1．路由器的工作原理
• 路由，是为IP数据报选择一条通向目的主机的路径的过程。 在互联网络中，路由器将报文分组从一个网络传递到另一 个网络的计算机。
• 路由器有多个端口，用于连接多个IP子网。各子网中的主 机通过自己子网的IP地址把要发送的IP分组送到路由器上。 发送到其他网络的数据先被送到路由器，再由路由器转发 出去。
• 路由转发协议和路由选择协议是两个相互配合又相互独立 的概念，前者使用后者维护的路由表，后者利用前者提供 的功能来发布路由协议数据分组。
6.3 以太网技术
6.3.1 千兆位以太网技术 1．千兆位以太网标准
• 1998年6月IEEE（The Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气电子工程师协会）正式推出 了1000 Mb/s以太网的正式标准，即IEEE 802.3 z标准， 它是已有IEEE 802.3标准的扩展。
• IEEE 802.3ab标准是关于使用长距离光纤和非屏蔽双绞线 的千兆位以太网物理层标准。
• 千兆位以太网的物理层标准
IEEE标准 802.3z
千兆位以太网标准 1000 BASE-LX 1000 BASE-SX 1000 BASE-CX
传输介质类型
62.5 µm多模光纤 50 µm多模光纤 10 µm单模光纤 62.5 µm多模光纤 50 µm多模光纤
Biblioteka Baidu
3．路由协议
1）路由选择协议（Routing Protocol）
• 路由选择协议使用一定的路由算法找出到达目的主机或网 络的最佳路径，如路由信息协议（RIP）、开放式最短路 径优先协议（OSPF）、边界网关协议（BGP）等。
2）路由转发协议（Routed Protocol）
• 路由转发协议沿已选好的路径传送数据报，如通过IP能将 物理连接转变成网络连接，实现网络层的路由选择功能。
层次型总体拓扑设计
交换机和路由器技术
以太网技术
虚拟局域网
Internet 接入 卫星电视教育
系统接入 DHCP 服务器 安装与配置 教学资源管理系统
教学管理与办公系统
6.1 层次型总体拓扑设计
• 大型网络分为核心层、汇聚层和接入层三个层次。层次化 网络拓扑结构图。
6.1.1 核心层设计
• 核心层是网络的高速主干网，其主要功能是提供地理上远 程站点之间的广域网连接。