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| 关键词： 交换机 路由 双工 路由器 核心层 协议 园区 流量 光纤 网桥 |
第一章 园区网概述 园区网特点 1. 在一个固定地理区域内的一个公司或一个公司的一部分。 2. 拥有该园区网的公司通常也拥有该园区内所用的物理线路。 传统园区网的主要问题 1. 可用性 2. 性能 在传统园区网中，通常用多端口网桥将一个局域网分段成隔离的碰撞域。这样可解决两个问题： 1. 冲突域（Collision Domain） 2. 距离限制 网络中通信的三种形式：单播（Unitcast）、组播（Multicast）、广播（Broadcast）。 1. 多点广播实例：Cisco IP/TV分发多媒体数据、定位IP服务上的Novell 5。 2. 提出请求的广播：IP的地址解析协议（ARP）、NetBIOS的名字请求、网间包交换协议（IPX）寻找最近服务器（Get Nearest Server，GNS）请求。 3. 发布通告的广播：IPX服务通告协议（SAP）数据包、路由信息协议（RIP）、内部网关路由选择协议（IGRP）。 遏制广播的两种方法： 1. 使用路由器生成多个子网； 2. 利用交换机实施VLAN。 当前园区网由两部分组成： 1. 局域网交换机 2. 路由器 传统的80/20规则和新的20/80规则 1. 80/20规则：在设计恰当地网络环境中，一个给定 网段上80%的流量是本地的，不超过20%的网络流量需要通过主干。 2. 20/80规则：只有20%的流量是到本地工作组局域网的，而80%的流量需要流出本地网络。 导致流量模式的改变有两个因素： 1. 基于Web应用的计算普遍，很多PC既是信息的接受者，也是信息的发布者； 2. 企业部署集中式的服务器群（既降低成本、提高安全、便于管理）。 新的园区网模型中的3类服务 1. 本地服务：本地数据流不进入网络主干或通过路由器 2. 远程服务：远程服务数据流穿过广播域边界，但可能也可不通过网络主干 3. 企业级服务：放在距离网络主干很近的一个独立的子网上 与OSI分层相应的PDU和设备类型 模型层 PDU类型 设备类型 数据链路层(第2层) 数据帧 交换机/网桥 网络层(第3层) 数据包 路由器 传输层(第4层) TCP数据分段 TCP端 多层交换机 多层交换基于单独的流，MLS-SE为MLS流维护一个缓存条目并为每个流存储统计信息。流中的所有数据包都与缓存中的信息进行比较。 缺省情况下，256秒之后，如果没有任何流利用到一个MLS缓存项（Cache Entry），那么这个缓存项将从缓存中删除。 路由器的优势 决定转发路径 验证3层包头的完整性、有效期(on header only) 修改TTL 处理并响应任何选项信息 MIB中更新转发统计数据 安全控制 第3层交换的优势（路由器没有） 低成本 低延时 交换机和网桥 第二层交换机由于采用ASIC（专用集成电路，Application-Specified Integrated Circuits）硬件处理技术，所以交换机可比以太网桥低得多的成本提供高达Gbit速率的可扩展性和低时延。 第三层交换机主要有两种产品 多层交换 Cisco快速转发（CEF） Cisco分层模型中各层使用的主要设备 层次 层次名 设备 第一层 访问层 Catalyst 1900，2820，2900，4000，5000 第二层 分布层 Catalyst 5000(支持多层交换，带路由模块) 2926G(需要外部路由支持) 6000(密集Fast或Gigabit以太网口，如120个Gigabit端口) 第三层 核心层 Catalyst 6500，8500(multicast routing，支持PIM协议) 接入层交换机应用 接入端口数 交换机 低于50 19xx, 2820, 29xx(如CAD/CAM和IC设计环境)，35xx 低于100 4***(可提供多达36Gbit以太网端口，96个用户接入) 大于100 5***(Multigigabit 10/100/1000Mbps) 园区两个基本元素： 1. 交换区块（Switching Block） 2. 核心区块（Core Block） 影响交换区大小的主要因素： 1. 数据类型和行为； 2. 工作组的大小和数量（一般不超过2000个用户） 说明交换区过大： 1. 分布层路由上出现流量瓶颈； 2. 广播和Multicast降低了Switch和Router的处理速度。 分割交换区的原则 1. 应基于网络上通过的流量（Traffic Flow），而不是Blocking中的节点数； 2. 为了进行分割，需要定期进行流量采集。 有两种基本的核心层设计： 1. 紧缩核心（Collapsed） ◎ 分布层和核心层功能由同一个设备执行； ◎ 每台接入层交换机到分布层交换机都有一条冗余链路； ◎ 第三层冗余是由运行HSRP的两台分布层交换机提供的。 2. 双核心（Dual）：在核心层至少有两个设备提供冗余。但他们之间没有连接，以防止生成树循环。 路由选择协议所支持Blocking的最大数量 协议 支持路由对等的最大数量 核心层子网数 Blocking数 OSPF 50 2 25 EIGRP 50 2 25 RIP 30 2 15 实施第三层核心的好处： 很多设计采用第二层――第三层――第二层的模型，取得了成功，但有些情况下需要使用第三层核心，主要好处： 1. 快速收敛：路由协议收敛时间5s~10s，而生成树收敛时间在50s； 2. 自动负载均衡：路由协议可在多条等成本路径间均衡负载； 3. 消除对等问题：可以支持更多的Switching Blocking，达100个。 坏处：费用和性能。 传统路由器功能： _ Determine paths based on logical addressing _ Run layer 3 checksums (on header only) _ Use Time to Live (TTL) _ Process and responds to any option information _ Can update Simple Network Management Protocol (SNMP) managers with Management Information Base (MIB) information _ Provide Security 第三层交换机优点： _ Hardware-based packet forwarding _ High-performance packet switching _ High-speed scalability _ Low latency _ Lower per-port cost _ Flow accounting _ Security _ Quality of service (QoS) Quality of Service的含义 Messages are given more resources if they need it. 例如电视会议应用比电子邮件可能会得到更多的带宽。 所以第四层的路由器或交换机可以根据第四层信息来控制流量。一种方法是采用标准的或扩展的访问控制列表。另一种方法是通过NetFlow交换来提供流的第四层统计。 第二章 连接交换区块 快速以太网的距离限制 技术 线缆分类 线缆长度 100BaseTX EIA/TIA类型5（UTP）非屏蔽双绞线2对 100m 100BaseT4 EIA/TIA类型3,4,5（UTP）非屏蔽双绞线4对 100m 100BaseFX 多模光纤MMF缆线 62.5um光纤核心，125um外层包装（62.5/125） 400m Gbit以太网距离限制 技术 线缆分类 线缆长度 1000BaseCX 铜质屏蔽双绞线 25m 1000BaseT 铜质EIA/TIA类型5（UTP）非屏蔽双绞线4对 100m 1000BaseFX 多模光纤 62.5um光纤核心和50um光纤芯，使用波长为780nm 260m 1000BaseLX 单模光纤 9um光纤芯，使用波长为1300nm 3km(最长支持10km) Catalyst两种OS OS类型 交换机 Cisco IOS Catalyst 1900/2800，2900XL Set命令集 Catalyst 2926，2926G，2948G，4000，5000，6000 自动协商优先级识别 优先级次序 物理层技术 A 100BaseTX全双工 B 100BaseT4 C 100BaseTX半双工 D 10BaseT全双工 E 10BaseT半双工 Token Ring分段方法 Method Forwarding Decision Frame Modification Ring Numbering Transparent bridging MAC address N/A Source-route bridging RIF RIF Ring numbers must be unique among bridge ports. Source-route transparent bridging MAC address or RIF RIF Ring numbers must be unique among bridge ports. Source-route switching Route descripto Ring numbers can be same across switch ports (single ring can be segmented on several ports). IOS命令集标识一个端口（1900/2800，2900XL） Switch（config-if）#description description-string 如果在标识字串中有空格，必须用引号括起来。 Switch（config-if）#description “description string” 而基于set命令的交换机设置端口标识没有这个问题，命令不同，用Set port name命令。 UTP电缆遵守100m规则： 1. 从交换机到配线架（Patch Panel）为5m； 2. 从Patch Panel到办公室模块（Punch ) |
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