网络工程设计第二章网络工程设计基础

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1、第2章网络工程设计基础教学目的通过学习感受网络设计的基本特点理解链路和节点；理解因特网的5层结构，可以递归地通过互连“网络云”以构建任意大的网络局域网可通过接入网和广域网形成更大规模的企业网，交换机和路由器最为关键重点节点和链路定义；因特网的层次结构；二层交换机的工作原理；路由器的选型；以太网特点从逻辑上讲，构成因特网的所有网络实体均可以被抽象为两种基本构件：称为链路的物理介质，和称为节点的计算设备网络的组成节点与链路的连接方式点对点：一条物理链路有时仅与一对结点相连多点接入：多于两个结点共享同一条链路…点对点多点接入用“网络云”来表示任意类型的网

2、络可以递归地通过互连“网络云”形成更大的“网络云”来构建任意大的网络网络能通过网络的递归来构建交换网络网络互联因特网的层次结构端系统/主机国际主干/国家区域/中间层桩/企业局域网范围广域网范围接入网范围经因特网服务提供商的连接7第一层ISP第一层ISP第一层ISPNAP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP第二层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第三层ISP本地ISP本地ISP本地ISP住宅用户住宅用户局域网接入网局域网住宅用户住宅用户接入网住宅用户住宅用户局域网接入网企业网（校园网和园区网）：为企业提供信息传递和资

3、源共享的计算机网络，它通常包括若干LAN内联网(Intranet)：将因特网的标准和技术应用于企业网，就形成了用于企业内部的专用网络外联网(Extranet)：与内联网相对应，是对内联网的扩展和外延接入网：在业务节点接口(SNI)和与其关联的每一个用户网络接口(UNI)之间，由提供网络业务的传送实体组成的系统发展接入网技术主要包括xDSL、光纤直接到户和无线接入光纤接入无线接入xDSL接入光纤同轴混合网接入（有线电视）上海主要发展是FTTB+LAN模式野外工作基站普通家用和小企业二层交换机网络基本互连设备和层次名称互连层次基本特征网关应用层区分端口

4、地址及应用信息路由器、三层交换机网络层区分IP地址网桥、交换机数据链路层区分MAC地址集线器、中继器物理层比特复制二层交换机转发机理第二层交换机，是根据第二层数据链路层的MAC地址和通过站表选择路由来完成端到端的数据交换的。二层交换机具体的工作流程如下：（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；报文段数据报帧源应用层运输层层网络层链路层

5、物理层HtHnHlMHtHnMHtMM目的地应用层运输层层网络层链路层物理层HtHnHlMHtHnMHtMM网络层链路层物理层链路层物理层HtHnHlMHtHnMHtHnHlMHtHnMHtHnHlMHtHnHlM路由器交换机封装网桥可将两个或多个地址兼容的网段连接起来，特点是：具有过滤功能，减少网络拥塞网桥扩展了LAN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提高了安全性，具有相同安全性数据的主机放在相同网段上，再用网桥与其他部分相连为了提供容错能力，可以用多个网桥连接网段；用了IEEE802.1D“生成树算法”，有效防止回路的产生网桥

6、的自学习的功能检查它收到的所有帧中的源主机的地址根据接收帧的端口，学习到主机所在的位置如果网桥不知道接收方位于网桥哪一侧，它将向所有端口发送该帧当网桥启动时，路由表为空，一段时间后就能建立起所有主机与端口关系为保持路由表信息正确性，表项将分配一个计时器。一旦超时，就丢弃这个表项A网桥BCXYZ端口1端口2能够增加总带宽该交换机通过处理帧的MAC地址，从一个输入端向一个或多个输出端转发分组，增加了网络总带宽一个单个的以太网段只能提供100Mpbs的带宽，若输入与输出主机两两不同的话，则以太网交换机可提供100×n/2Mpbs的带宽（n为交换机上的输入

7、和输出端口数目)此时这些主机之间能够同时进行双工通信，而不会相互干扰14如果没有源和目的地址间的冲突，其总带宽为n×10Mb/s生成树算法复杂LAN中，无法知道整个网络的配置，交换机可能连接了多个网段，会在网络中形成回路交换机中采用了IEEE802.1D规范，即使出现了物理回路，该算法防止形成逻辑上的回路。在设计中可以不顾及交换机可能出现的环路（需要对交换机进行相应的配置）以太网的CSMA/CD机制，任何时候只允许一台设备成功发送。连接的站点越多，冲突越频繁交换机每个端口只连接了一台主机，而且收发线路是分开的，只要参与通信的收发方不超过两个就不会碰

8、撞用一对千兆以太网线路连接两台百兆交换机，由于这两台交换机之间只有这一对线路，因此不会发生碰撞的只有全双工网卡和交换机才支