陈鸣 李兵 机械工业出版社 2014年 mingchennj@163.com 网络工程设计教程 系统集成方法 第三版 陈鸣 李兵 机械工业出版社 2014年 mingchennj@163.com.

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1 陈鸣 李兵 机械工业出版社 2014年 mingchennj@163.com
网络工程设计教程 系统集成方法 第三版 陈鸣 李兵 机械工业出版社 2014年

2 第2章 网络工程设计基础

3 本课程知识结构导学图 网络工程设计概述(2学时) 网络工程设计基础(4+2学时) 配置二层以太网交换机(0+4学时)
基本概念、基本设备 简单组网技能 配置二层以太网交换机(0+4学时) 网络需求分析 (4学时) 结构化布线系统和机房设计(2学时) 中型网络设计知识与技能 设计中型网络 路由器配置(0+4学时) 企业网设计(4学时) 大型网络设计知识与技能 设计大型网络 网络安全策略设计(2+0学时) 网络维护与测试(2+0学时) 设计性实验(0+10学时) 网络设计综合知识与应用 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

4 回顾 网络工程定义 系统集成 网络工程的系统集成模型 网络系统的层次模型 问题：基本线性模型基础上的反馈意味着什么？
问题：这个模型有什么用处？ 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

5 教学提示 教学目的 重点 通过学习因特网来感受网络设计的基本特点
理解链路和结点；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 设计小型局域网极为直觉，通常用以太网技术实现 重点 结点和链路定义；因特网的层次结构；二层交换机的工 作原理；路由器的选型；双绞线和光缆特性；以太网特 点 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

6 要点 网络的组成 因特网网络结构 二层交换机 路由器 高层交换机 访问服务器 联网物理介质 以太网技术 服务器 案例教学
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7 网络基本构件 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 为结点的计算设备
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8 结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 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法
第2章：网络工程设计基础

9 网络的表示 用“网络云”来表示任意类型的网络 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 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

10 要点 网络的组成 因特网网络结构 二层交换机 路由器 高层交换机 访问服务器 联网物理介质 以太网技术 服务器 案例教学
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11 因特网的层次结构 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

12 经因特网服务提供商的连接 第一层 ISP 第一层 ISP 第一层 ISP 接入网 接入网 接入网 NAP 本地ISP 本地 第三层 ISP
局域网 住宅用户 接入网 接入网 住宅用户 局域网 住宅用户 住宅用户 局域网 住宅用户 住宅用户 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

13 几个名词 企业网是为企业提供信息传递和资源共享的计算机 网络，它通常包括若干LAN
企业网是一个广义的概念，它通常可与校园网和园 区网等名词互换使用 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内联网(Intranet) 而与内联网相对应的是外联网(Extranet)，它是对内 联网的扩展和外延 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

14 接入网 接入网是指在业务结点接口(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
发展接入网技术包括两条技术途径： 通过对现有网络技术(如电话网、有线电视网、以太网、 光纤网)进行改造 研制新技术，目前主要包括xDSL和无线接入技术 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

15 接入网类型 拨号接入 xDSL 接入 光纤同轴混合网接入 光纤接入 无线接入 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

16 以太网上的TCP/IP协议 因特网上的功能是通过位于硬件接口层、网络层、 运输层和应用层这4个层次的不同协议共同协作来 实现的，这些协议被统称为TCP/IP协议簇 支持TCP/IP协议的设备之所以容易实现互联互通， 是因为在网络层（IP层）及以上层次的实现中已屏 蔽了硬件设备的细节 目前，在构建企业办公局域网时，基本上都是采用 以太网技术 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

17 要点 网络的组成 因特网网络结构 二层交换机 路由器 高层交换机 访问服务器 联网物理介质 以太网技术 服务器 案例教学
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18 网络基本互连设备和层次 在局域网中，中继器已退出历史舞台，集线器也正在淡出，而取而代之的是交换机的兴起 有多种类型互连设备 名称 互连层次
基本特征 网关 应用层 区分端口地址及应用信息 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 在局域网中，中继器已退出历史舞台，集线器也正在淡出，而取而代之的是交换机的兴起 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

19 封装 源 链路层 物理层 目的地 网络层 链路层 物理层 应用层 运输层层 网络层 链路层 物理层 应用层 运输层层 网络层 链路层 物理层
报文 M 应用层 运输层层 网络层 链路层 物理层 段 Ht M 数据报 Ht Hn M 帧 Ht Hn Hl M 链路层 物理层 Ht Hn Hl M Ht Hn Hl M 交换机 目的地 网络层 链路层 物理层 Ht Hn M Ht Hn M M 应用层 运输层层 网络层 链路层 物理层 Ht Hn Hl M Ht Hn Hl M Ht M Ht Hn M 路由器 Ht Hn Hl M 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

20 网桥 可将两个或多个地址兼容的网段连接起来 其特点是： 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 IEEE 802.1D “生成树算法”，有效防止回路的产生 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

21 网桥的自学习的功能 检查它收到的所有帧中的源主机的地址 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
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，就丢弃该表项 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

22 如果没有源和目的地址间的冲突，其总带宽为n*10 Mb/s
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100 Mpbs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/2 Mpbs的带宽（n为交换机上的输入和输出端 口数目) 如果没有源和目的地址间的冲突，其总带宽为n*10 Mb/s 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 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

23 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
为提高网络可靠性，可能 需要在网络中放冗余交换 机，是否会导致产生广播 风暴呢？ 交换机中采用了IEEE 802.1D规范，该算法防止形成逻辑上的回路，即使出现了物理回路 这意味着我们的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） 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

24 全双工技术 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，因此即使线路较长它们之间可采用双工方式进行无碰撞的通信 注意：只有全双工网卡和交换机才支持这种能力 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

25 交换机提高网络性能的场合 图a因交换机一次只 允许一台主机访问服 务器，并不能提高网 络吞吐量
图b因增加与服务器 相连的交换机的端口 数，性能将会得到改 善 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

26 碰撞域 vs. 广播域 碰撞域描述了一组共 享网络访问媒体的网 络设备覆盖的区域 广播域是指广播分组直接到达的区域
红色箭头表示冲突域， 当然也是广播域 广播域是指广播分组直接到达的区域 若LAN交换机未划 VLAN，它是一个广播 域 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

27 链路聚合技术和弹性链路 许多交换机通常支持链路聚合(Trunk)技术和弹性链 路(Resilient Link)技术。链路聚合可将多个物理连接 当作一个单一的逻辑连接来处理，它允许两个交换 机之间通过多个端口并行连接同时传输数据，以提 供更高的带宽、更大的吞吐量 两个普通交换机连接的最大带宽取决于媒体的连接 速度（双绞线为200 Mpbs）而使用链路聚合技术可 以将4个200 Mpbs的端口捆绑后成为一个高达800 Mpbs的连接 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

28 CISCO Catalyst 2950的EtherChannel
可将两个设备间多条快速以太网或千兆以太网物理 链路捆在一起组成一条设备间逻辑链路，从而达到 增加带宽，提供冗余的目的。EtherChannel可以在 交换机与交换机之间提供全双工带宽，速度可达到 800Mbps（快速以太通道） 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

29 交换机类型 根据物理结构可分为： 根据功能可分为： 独立式 堆叠式 模块化 智能式 直通式 存储转发式 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法
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30 虚拟LAN(VLAN) 优点包括 在LAN交换机基础上， 采用网络管理软件构 建的可以跨越不同网 段、不同网络技术的 端到端逻辑网络
只有构成VLAN的站 点直接与支持VLAN 的LAN交换机端口相 连，才能实现VLAN 功能 优点包括 限制广播，提高交 换机性能 简化网络管理 简化网络结构，保 护网络投资 提高网络的数据安 全性 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

31 VLAN的一个设计实例 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

32 实现VLAN的方式及标准 基于端口的VLAN 基于MAC地址的VLAN 基于协议的VLAN 基于网络地址的VLAN 基于定义规则的VLAN
建立在801.d网桥基础上的802.1Q和802.1p是两个 IEEE的标准，它为801.d增加了更多的智能 802.1Q根据VLAN标志符对数据帧进行过滤，仅将帧发 往特定的目的地址组去，而不是向所有结点洪泛 802.1p定义的组地址分解协议，被用于管理成员关系， 以及在LAN的交换机或网桥中发布成员关系 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

33 要点 网络的组成 因特网网络结构 二层交换机 路由器 高层交换机 访问服务器 联网物理介质 以太网技术 服务器 案例教学
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34 路由器工作原理 IP层次互连设备仅 有一种：即路由器 路由器在网络层工作的两个过程
路由器通过处理IP地 址来转发IP分组，形 成一个虚拟通信网络， 将异构的多种通信网 络互连起来 ，并使 网络具有可 扩展性 路由器在网络层工作的两个过程 找到分组相应的出口， 这可通过查找选路表 即可 将分组从入口送到出 口，这取决于路由器 的体系结构 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

35 路由器体系结构 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

36 三种交换技术 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

37 三种交换结构的比较 经内存交换 经一根总线交换 经一个互联网络交换 若内存带宽为每秒可写进或读出B个分组，则总的转发 吞吐量必然小于B/2
总线带宽可达千兆比特/秒，则用于接入网或企业网的路 由器来说，通过总线交换通常是足够的 经一个互联网络交换 使用一个更复杂的互联网络，具有最高的吞吐量 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

38 路由器分类 主要功能 主要性能 主要指标 转发 选路 与网络接口 网络管理 按通信容量可分为为高档路 由器、中档路由器和低档路 由器
按其功用可分为接入路由器、 边界路由器或主干路由器等 主要指标 吞吐量、转发速度、时延、 所支持的通信协议、所支持 的选路协议、网络接口类型、 选路表容量、最长区配、选 路协议收敛时间、对多播的 支持、对QoS的支持和网管 功能等 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

39 Cisco公司的路由器系列产品 Cisco公司是世界上最大的路由器厂商 主要性能指标 Cisco 7000 AGS+ Cisco 4000
应用 大型网络 大中型网络 中型网络 中小型网络 LAN接口 以太网 FDDI 令牌环 广域网接口 帧中继，T1，ISDN，DDN 帧中继，T1， ISDN，DDN，X.25 帧中继， ISDN，DDN， X.25 路由协议 IS-IS，OSPF，RIP 主要传输协议 IP，IPX，PPP 网络管理 SNMP 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

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41 多层交换的概念 传统交换是二层交换，而三层交换(也称多层交换技 术或IP交换技术)是在网络模型中的第三层实现了数 据包的高速转发
三层交换技术的出现，解决了企业网划分子网之后， 子网之间必须依赖路由器进行通信的局面，解决了 传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题 一个具有三层交换功能的设备，实际上是一个带有 第三层路由功能的第二层交换机，是二者的有机结 合 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

42 三层交换的基本过程 发送方A将自己的IP地址与接收方B的IP地址比较，判断B 是否与自己在同一子网内
若B与A在同一子网内，则进行二层的转发 若不在，A要向“默认网关”发出ARP(地址解析)分组，而“默认 网关”的IP地址其实是三层交换机的第三层交换模块 如果三层交换模块已知B的MAC地址，则向A回复之；否 则它向B广播一个ARP请求，B回复其MAC地址，三层交 换模块保存此地址并回复A，同时将B的MAC地址发送到 二层交换引擎的MAC地址表中 此后，当A与B间的数据分组全部由二层交换高速处理 仅路由过程才需要三层处理，绝大部分数据都通过二层交 换转发，因此三层交换机的速度很快，同时价格也较低 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

43 三层交换过程示意 网关 C D A B 三层选路 ARP 二层交换 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

44 四层交换机 四层交换扩展了三层 交换和二层交换，它 支持细粒度的网络调 整，以及对通信流的 优先级划分
四层交换根据 TCP/UDP端口号进一 步确定通信量的转发 目的地 为了改善IP路由器的转发速度并对IP交换技术进行标准化，IETF制定了多协议标签交换（MPLS） 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

45 要点 网络的组成 因特网网络结构 二层交换机 路由器 高层交换机 访问服务器 联网物理介质 以太网技术 服务器 案例教学
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46 访问服务器 是一种特殊的路由器，它能为远程PC用户接入企业网 提供服务。可以为专用硬件设备，也可是在PC机上插 入多串行口卡后运行专用软件而成 用户通过调制解调器经电话线或ISDN等线路与访问 服务器连接，再经该访问服务器接入企业网。用于零 散用户远程入网 提供的安全特性 鉴别用户身份，即需要输入用户名和口令 回叫安全特性 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

47 访问服务器的应用场合 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

48 各种调制解调器 内置式调制解调器卡 外置式调制解调器 ISDN卡 ADSL调制解调器 线缆调制解调器 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法
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49 要点 网络的组成 因特网网络结构 二层交换机 路由器 高层交换机 访问服务器 联网物理介质 以太网技术 服务器 案例教学
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50 物理介质 比特 物理介质 导引型介质: 非导引型介质: 在传送器/接收器对间传播 位于传送器/接收器间的东西
信息在固体介质(同轴、光纤、铜线)中传播 非导引型介质: 信息自由传播，例如无线电 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

51 双绞线 双绞线即Twisted Pair是目前结构化布线中最常用的 传输媒体
是由两根相互绝缘的铜导线按照一定的规格互相缠 绕在一起而成的网络传输介质，外部包裹屏蔽层或 塑橡外皮而构成 它的原理是：如果外界电磁信号在两条导线上产生 的干扰大小相等而相位相反，那么这个干扰信号就 会相互抵消 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

52 双绞线 四对（或两对）放在一起，而且每对线使用不同颜 色以便区分，在每对中的两根线也有不同颜色的区 别
是一种价格便宜、安装方便和可靠性高的传输媒体， 适用于短距离传输 分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线两种 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

53 非屏蔽双绞线 集中多对双绞线，外面包一层塑料增强保护层形成 抗干扰能力较差，误码率高，但价格便宜、安装方便。其 特性阻抗为100Ω
EIA为非屏蔽双绞线定义了6种质量级别： 第1、2类：电话通信中的语音和低速数据线，其最高传输速率为 4Mb/s 第3类：计算机网络中的数据线，其最高传输速率为10Mb/s 第4类：计算机网络中的数据线，其最高传输速率为16Mb/s 第5类：使用最多的一类，其最高传输速率为100Mb/s 第6类：具有200MHz以下的传输特性，最高传输速率1000Mb/s 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

54 非屏蔽双绞线的连接配件：RJ-45接头 有8个线槽分别与4对双绞线相对应 RJ-45连接实际就是与双绞线的连接
非屏蔽双绞线的塑料保护层内有4对线，其中 白-橙色和橙色为一交扭对 白-绿色和绿色为一交扭对 白-蓝色和蓝色为一交扭对 白-棕色和棕色为一交扭对 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

55 RJ-45的两种连接标准 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

56 RJ-45的两种连接情况(EIA/TIA568A标准)
直通方式：联线两边都是568A标准，或者568B标准 适用场合：主机与交换机相连 EIA/TIA 568A连接标准 针号： 一端：白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕 另端：白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕 (a)采用EIA/TIA 568A连接标准的直通方式 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

57 RJ-45的两种连接情况(EIA/TIA568A标准)
交叉方式：联线一边是568A标准，另一边568B标准 适用场合：两主机或交换机直接相连 EIA/TIA568A连接标准 针号： 一端：白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕 另端：白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕 (b)采用EIA/TIA568A连接标准交叉方式 注意：有些网卡或交换机能自适应直通和交叉方式 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

58 光纤电缆 光缆的芯是一种传输光束的细而柔韧的光导纤维，外层是 涂覆层，最外层是塑料的保护层
光缆中传输的是光波，外界的电磁干扰与噪声都不能对光 信号造成影响。传输过程中，首先需要将电信号转换成光 信号再通过光缆传输，然后再经过光信号转换成电信号输 出 数据的发送端或接收端需要有光电转换装置设备进行处理。 光缆的数据传输速率可达几十Gpbs，传输距离可达几十 km并具有低误码率(10-9～10-10) 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

59 单模光纤和多模光纤 单模光纤 多模光纤 光线是以直线方式传输，频率单一，没有折射现象，传输 损耗小；通常芯径小于10μm
光线是以波浪式传输，同时传输几种颜色的光；通常芯径 在50μm以上，涂覆层直径在100～600μm之间 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

60 光纤的熔接 光纤熔接机通过高压放电使待接续光纤端头熔融， 从而使两段分离光纤熔合成一段完整的光纤 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法
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61 光纤跳线 光纤跳线（又称光纤连接器）是两端都有连接插头 的单芯光纤线缆，用于连接使用光接口的设施 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法
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62 结构化布线系统传输媒体部分参数 选择依据：距离、 价格、 干扰 介 质 名 称 最高传输速率 传 输 距 离 说 明 三类双绞线 1MHz
说 明 三类双绞线 1MHz 200m 16MHz 100m 五类双绞线 260m 160m 100MHz 超五类双绞线 400m 250m 150m 细同轴电缆 10MHz 185m 网络跨度925m 粗同轴电缆 500m 网络跨度2500m 多模光缆 2000m 适合于建筑物内部 单模光缆 3000m 适合于室外远距离 选择依据：距离、 价格、 干扰 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

63 要点 网络的组成 因特网网络结构 二层交换机 路由器 高层交换机 访问服务器 联网物理介质 以太网技术 服务器 案例教学
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64 以太网原理 以太网(Ethernet) 的工作原理为CSMA/CD。 目前使用的以太网采用了IEEE 802.3标准 CSMA/CD的要点
发前先听(监听到信道空闲就发送数据帧) 边发边听(并继续监听下去) 发现冲突(如监听到发生了冲突) 立即停发(则立即放弃此数据帧的发送) 转发强化(同时发送强化冲突信号) 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

65 以太网帧格式 传送数据的最小长度为64 byte LLC PDU 64 bit 48 可变 32 MAC 帧 目地地址 源地址 数 据
FCS 帧 64～1518字节 56位同步序列+8位前同步码 … 以太网类型 FFFF IPX首部校验和 长度 目的 SAP 源 控制 16位 8位 NetWare Raw LLC首部 IEEE LLC首部 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

66 快速以太网 符合100Base-T规格的以太网 两种不兼容的标准 IEEE 802.3u标准包括 自动协商协议
100Base-T的802.3u标准 100VG-AnyLAN的802.12标准(应用较少) IEEE 802.3u标准包括 100Base-T4 100Base-TX 100Base-FX 自动协商协议 该协议适用于10/100Mb/s双速以太网卡，速率升级无需人 工干预，自动检测，自行配置完成 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

67 千兆比以太网 由IEEE 802.3和IEEE 802.3ab工作组制定 载波延伸 突发模式操作模式： IEEE 802.3z标准包括
为能检测冲突，需将最大电缆长度减到10 m，这就无实际 用处了。它采用办法，竞争期变为512 byte 突发模式操作模式： 站点获得访问网络媒体后，突发模式允许连续发送多帧， 直到达到1500 byte为止 IEEE 802.3z标准包括 1000Base-SX 1000Base-LX 1000Base-CX 1000Base-T 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

68 10千兆以太网 标准由IEEE 802.3ae委员会制定，并非是简单将以 太网的速率提高到每秒万兆比特，有许多技术问 题需要解决 向后兼容性
工作在全双工方式下 传输介质采用光纤 定义了两种不同的物理层： 局域网物理层LAN PHY WAN物理层WAN PHY 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

69 IEEE 10G以太网的光收发信机技术性能 光收发信机（PMD） 光纤类型 直径（mm） 带宽（MHz） 最低传输距离 850nm串行 多模
50.0 400 65m 1310nm WWDM 62.5 160 300m 单模 9.0 X 10km 1310nm串行 1550nm串行 40km 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

70 城域以太网 以太技术还成功地应用于城域网的设计实现中 以太城域网具有的成本低廉、带宽分配灵活、应用 广泛等优势越来越受到业界的重视
当前主要工作是开发先进的城域网技术生成、传送 新业务和传统业务，并对它们进行计费、管理，进 而进行标准化工作 国际上从事城域以太网标准研究的组织主要有： ITU-T、IEEE、IETF和MEF(城域以太网论坛) 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

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72 服务器技术 为了保证服务器在网络中具备强大的计算能力、 高扩展性、高可靠性、高可用性和高可管理性， 服务器需要采用一系列特殊软硬件技术
CISC到RISC 服务器处理器技术 多处理器技术 SAS接口(串行连接SCSI接口) 智能I/O技术 热插拔技术 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

73 服务器分类 按操作系统和CPU进行分类，有3种类型： PC服务器
具有标准Intel x86架构和32位或64位CPU，主要运行 Windows 2000 Server和Windows Server 2003操作系统， 也可经常安装Linux操作系统 UNIX服务器 通常使用64位RISC CPU，运行商业UNIX操作系统， 如SunOS，HP-UX，IBM AIX，Compaq Tru64，Solaris 等 Linux服务器 运行开放源代码的Linux操作系统，可在PC机和RISC CPU硬件平台上运行 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

74 服务器分类 按照服务器提供的服 务和功能，可以分为： 按服务器的机箱结构，服务器可分为： Web服务器 数据库服务器
FTP/Gopher服务器 Telnet/WAIS服务器 群件服务器 代理服务器 IRC服务器 邮件服务器 音频/视频服务器 …… 按服务器的机箱结构，服务器可分为： 台式服务器 机架式服务器 刀片式服务器 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

75 RAID技术 独立磁盘冗余阵列（Redundant Array of Independent Disks， RAID）有时也简称磁盘阵列（Disk Array） RAID的基本原理是：把多块独立的硬盘（物理硬盘）按 不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），以提 供比单个硬盘性能更高的存储和更为可靠的数据备份技术 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

76 RAID级别 RAID0：将写入数据分成大小相同的块（Block），将各 块按顺序在各磁盘依次循环写入
RAID5、RAID6、RAID7：将校验盘分布在RAID组中的 不同磁盘上，解决了RAID 4中因校验盘争用而导致的并发 困难问题 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

77 常用RAID级别的性能对比 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础 RAID级别 RAID0 RAID1 RAID3
别名 条带 镜像 并行传送奇偶校验 分布奇偶校验 镜像陈列条带 容错性 没有 有 冗余类型 复制 奇偶校验 热备盘选项 读性能 高 低 中间 随机写性能 最低 连续写性能 磁盘数 1个或多个 2N个 3个或更多 4N个 可用容量 总磁盘容量 总磁盘容量的1/2 总磁盘容量的(N-1)/N 典型应用 无故障的迅速读写，要求安全性不高，如图形工作站等 随机数据写入，要求安全性高，如服务器、数据库存储领域 连续数据传输，要求安全性高，如视频编辑、大型数据库等 随机数据传输，要求安全性高，如金融、数据库、存储等 要求数据量大，安全性高，如银行、金融等领域 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

78 要点 网络的组成 因特网网络结构 二层交换机 路由器 高层交换机 访问服务器 联网物理介质 以太网技术 服务器 案例教学
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79 案例教学指导 教学要求 制作RJ-45双绞线 小型办公室LAN的设计与实现 详见实验课 掌握制作RJ-45网线的方法
掌握将几台PC连接成LAN的技能与方法 制作RJ-45双绞线 使用网线钳和测线仪 小型办公室LAN的设计与实现 熟悉网络实验台 详见实验课 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础

80 小结 本章通过学习因特网来感受网络设计的基本特点 高层交换机的原理 双绞线和光缆特性 以太网技术进展与特点
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81 Any Questions? 陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法 第2章：网络工程设计基础