《 网络互连技术与实训》-第6章高级交换技术
网络高级技术-rcna-02-交换技术-v
02 交换机基础知识
交换机类型与特点
按照网络规模划分
按照工作模式划分
企业级交换机、部门级交换机、工作组 级交换机等，不同级别的交换机在性能 、端口数量和配置等方面存在差异。
存储转发模式、直通式模式、碎片隔 离模式等，不同模式对数据的处理方 式不同，影响交换机的性能和延迟。
按照传输速度划分
百兆交换机、千兆交换机、万兆交换 机等，传输速度越快，交换机处理数 据的能力越强。
新型交换机产品介绍
高速交换机
支持高速数据传输和处理的交换 机，适用于大型数据中心和云计
算环境。
智能交换机
具备网络流量识别、优化和安全功 能的交换机，可自动配置和管理网 络。
工业级交换机
适用于工业环境的交换机，具有更 强的抗干扰能力和稳定性，能够满 足工业自动化和智能制造的需求。
下一讲预告：路由技术基础
第三代交换技术
分组交换，将报文划分为多个 分组进行传输，提高了网络传 输效率。
第四代交换技术
ATM交换，基于异步传输模式 （ATM），支持多种业务类型，
如语音、数据和视频等。
交换技换机作为核心设 备，实现不同设备之间的数据交 换和共享。
广域网交换
在广域网中，交换机作为连接不 同网络的设备，实现跨网络的数 据传输和通信。
延迟
指数据从交换机入口到出口所需的时 间，延迟越小，交换机的性能越好。
丢包率
指交换机在处理数据时丢失的数据包 比例，丢包率越低，交换机的性能越 稳定。
背板带宽
指交换机内部数据交换的最大带宽， 背板带宽越大，交换机的数据处理能 力越强。
03 VLAN技术详解
VLAN概念及作用
VLAN（Virtual Local Area Network） 即虚拟局域网，是一种将局域网设备 从逻辑上划分成一个个网段的技术。
高级路由与交换技术课程标准
《高级路由与互换技术》课程原则课程编码：课程类别：专业关键课程合用专业：计算机网络技术讲课单位：课时：98编写执笔人及编写日期：宋焱宏 -7-2学分：5 审定负责人及审定日期：1、课程定位和课程设计1. 1课程性质与作用课程旳性质课程是计算机网络技术专业旳专业关键课程，其重要任务是培养学生使用GNS3平台，来规划和配置适合大型计算机网络旳旳能力，使学生理解计算机网络技术技术应用领域，掌握配置路由器和互换机旳高级技术，到达高素质劳动者和商务级专门人才所必需具有旳大型网络规划和配置关键知识旳基本技能，并为就业和继续学习旳打下良好旳基础。
课程旳作用本课程在与实际计算机网络规划过程高度仿真旳教、学、做一体化旳情境教学中，使学生学习掌握大型网络规划旳过程、配置路由器和互换机高级技术旳使用措施、模块化网络旳搭建配置与测试等操作技术，到达网络规划设计师岗位、网络维护岗位旳技术水平。
学生通过对大型计算机网络规划和配置工作过程旳实践，积累处理实际问题旳工作经验并学习深入旳专业理论知识，课程对学生职业能力培养和职业综合素质培养方面起重要支撑作用。
本课程重要学习使用GNS3平台，规划和配置高级路由与互换技术，其先导课程为《计算机网络基础》、《网络互联技术》。
1.2课程基本理念例如：课程开发遵照“设计导向”旳现代职业教育指导思想，课程旳目旳是职业能力开发，课程教学内容旳取舍和内容排序遵照职业性原则，课程实行行动导向旳教学模式，为了行动而学习、通过行动来学习，校企合作开发课程等。
“设计导向”旳职教观：课程开发遵照“设计导向”旳现代职业教育指导思想，课程旳目旳是职业能力开发，课程教学内容旳取舍和内容排序遵照职业性原则，课程实行行动导向旳教学模式，为了行动而学习、通过行动来学习，校企合作开发课程等。
在开发实际项目旳过程中，培养学生旳综合能力、团体协作能力。
使学生不仅具有技术适应能力，并且要有能力“本着对社会、经济和环境负责旳态度，参与设计和发明未来旳技术和劳动世界”。
《高级路由交换技术》课程实习报告
《高级路由交换技术》课程实习报告一、实习目的本次《高级路由交换技术》课程实习旨在通过实践操作，加深对高级路由交换理论知识的理解和应用，掌握复杂网络环境下的路由与交换技术，提升解决实际网络问题的能力。
二、实习内容理论知识回顾：简述路由交换技术的基本原理和发展历程。
回顾OSPF、BGP、MPLS等高级路由协议的特点和应用场景。
实验环境搭建：描述实验所需的硬件设备和软件环境。
说明实验网络的拓扑结构设计。
路由协议配置与优化：详细记录OSPF、BGP等协议的配置过程。
分析不同路由协议在特定场景下的路由选择和负载均衡效果。
交换技术实践：介绍VLAN划分、STP、RSTP等交换技术的原理和配置方法。
通过实验验证交换技术在避免网络环路和提高网络效率方面的作用。
网络安全配置：探讨访问控制列表（ACL）、防火墙等网络安全技术的应用。
实践配置ACL，实现对网络流量的精确控制。
故障排查与网络优化：描述在实验过程中遇到的网络故障及其排查过程。
分析网络性能瓶颈，提出优化方案。
三、实习过程实验准备：记录实验前的准备工作，包括设备检查、环境搭建等。
实验操作：详细描述实验的每个步骤，包括命令输入、配置调整等。
数据记录与分析：记录实验中的关键数据，如路由表、流量统计等。
分析数据，验证实验结果与预期是否一致。
问题解决：描述在实验过程中遇到的问题及其解决方法。
四、实习成果技术掌握：总结通过实习对高级路由交换技术的掌握情况。
问题解决能力：反映实习过程中问题解决能力的提高。
网络优化方案：提出基于实习成果的网络优化建议。
五、实习心得知识应用体会：分享将理论知识应用到实践中的体会。
技能提升感受：描述实习对提升个人技能的帮助。
团队协作经验：如果是团队实习，分享团队协作的经验和收获。
六、存在问题与改进建议问题分析：客观分析实习过程中存在的问题。
改进建议：提出改进实习效果的建议。
七、结语通过本次《高级路由交换技术》课程实习，我对高级路由交换技术有了更深入的理解和实践，同时也认识到了理论与实践相结合的重要性。
《网络互连技术与实战》课程 教学大纲
《网络互连技术与实战》课程教学大纲课程基本信息课程名称: 网络互连设备与实战课程学时和学分：总学时：64 理论学时：64适用专业：计算机科学与技术开课学院（部）：电子与计算机学院一、教学目的、要求本门课程是一门理论与实践相结合的课程，重在培养学生组建计算机网络的实践能力。
开设本课程既可让学生对以前所学的计算机网络类课程有进一步理解，也可让学生对计算机网络的实现和应用有较完整的认识，在计算机网络专业人才培养中本课程起着培养学生的综合专业知识和综合实践技能的作用。
通过本课程的学习，学生应理解计算机网络互联的有关理论知识和硬件设备，交换机、路由器的作用和工作原理，掌握交换机、路由器等网络互联设备的安装和配置技术，了解网络工程设计的过程，理解无线网络的概念和掌握无线网络设备的使用，使学生基本具备规划、组建企业小型局域网的能力。
二、课程主要内容第一章网络互连介绍主要内容：了解网络互连模型、物理层和数据链路层、网络层和路径确定、传输层、上层协议、配置Cisco路由器交换器和集线器。
重点和难点：物理层和数据链路层、传输层、配置Cisco路由器交换器和集线器。
第二章无类别路由选择介绍主要内容：掌握CIDR的基本原理、路由聚合和超网、可变长的子网掩码、路由汇总、路由翻动、RIPv2和缺省路由。
重点和难点：CIDR的概念及应用、可变长子网掩码的原理及应用。
第三章单区域OSPF主要内容：掌握单区域OSPF的概念、配置及传播缺省路由。
重点和难点：单区域OSPF的配置及传播缺省路由第四章增强内部网关路由选择协议主要内容：掌握增强内部网关EIGRP的概念、特性、技术、分组类型及配置。
重点和难点：EIGRP的技术、分组类型及配置。
第五章交换的概念及局域网技术主要内容：掌握以太网/802.3局域网、交换机的基本操作及局域网设计。
重点和难点：局域网设计和交换机的配置。
第六章交换机主要内容：掌握交换机的启动、局域网交换机与分级网络的设计。
计算机网络技术与实训教程
〈SEQ=101〉〈ACK=301〉〈CTL= ACK〉
〈SEQ=101〉〈ACK=301〉〈CTL= ACK〉〈DATA〉
建立连接的三次握手过程
TCP 实 体 B
一 次
二 次
三 次
或 者
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26
3. 关闭连接
由于TCP连接是一个全双工的数据通道，一个连接的 关闭必须由通信双方共同完成。当通信的一方没有数据需 要发送给对方时，可以使用FIN段向对方发送关闭连接请 求。这时，它虽然不再发送数据，但并不排斥在这个连接 上继续接收数据。只有当通信的对方也递交了关闭连接请 求后，这个TCP连接才会完全关闭。
5/24/2019
9
传输层是在网络层所提供服务的基础上为两个主机 上的用户进程提供一种通信机制，而网络层服务则是 面向通信子网的。
在OSI参考模型的7层结构中，传输层起着承上启 下的作用，所以有人将7层结构分成两大部分：把0～ 4层看作是传输服务提供者； 把5-7层看作是传输服 务用户，通过传输层，传输服务提供者可以为传输服 务用户提供更加可靠的数据传输服务。
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4. 流量控制 在数据传输过程中，TCP协议提供一种基于动态滑动
窗口协议的流量控制机制，使接收方TCP实体能够根据自己 当前的缓冲区容量来控制发送方TCP实体传送的数据量。
假设接收方现有2048 B的缓冲区空间，如果发送方传 送了一个1024B的报文段并被正确接收到，那么接收方要确 认该报文段。然而，因为它现在只剩下1024B的缓冲区空间 （在应用程序从缓冲区中取走数据之前），所以，它只声 明1024B大小的窗口，期待接收后续的数据。当发送方再次 发送了1024B的TCP报文段后，由于接收方无剩余的缓冲区 空间，所以，最终的确认其声明的滑动窗口大小为0。
《_网络互连技术与实训》-第6章高级交换技术
6.2.1 QoS演算法
•·
• •
通常QoS提供以下3種服務模型。
① Best-Effort service（盡力而為服務模型） ② Integrated service（綜合服務模型，簡稱IntServ） • ③ Differentiated service（區分服務模型，簡稱 Diff-Serv）
2．PIM-SM
6.2 QoS服務品質
•·
QoS（Quality of Service）服務品質，是網路的一 種安全機制，是用來解決網路延遲和阻塞等問題的一種 技術。
•·
在正常情況下，如果網路只用於特定的無時間限 制的應用系統，並不需要QoS，比如Web應用或E-mail 設置等。
•·
但是對關鍵應用和多媒體應用就十分必要，當 網路超載或擁塞時，QoS能確保重要業務量不受延遲 或丟棄，同時保證網路的高效運行。
•第 6 章 • 高級交換技術
6.1 6.2 6.3
多播
QoS服務品質 網路管理
6.1 多播
•·
傳統的IP通信有兩種方式，一是在一臺源IP主 機和一臺目的IP主機之間進行，即單播Unicast；第二 種是在一臺源IP主機和網路中所有其他的IP主機之間 進行，即廣播Broadcast。
• · 如果要將資訊發送給網路中的多個主機而非所有主 機，則要麼採用廣播方式要麼由源主機分別向網路中的 多臺目標主機以單播方式發送IP包。
•· •·
PIM協議報文基於UDP協議，端口號為103，使 用的專門多播地址為224.0.0.13。 根據實現機制的不同，PIM協議可以分為PIMDM、PIM-SM和PIM-SSM 3種，如圖6.10所示。
1．PIM-DM
– （1）H3C設備配置PIM-DM – （2）Cisco交換機上配置PIM-DM
创建高级交换型互联网实训手册 第3版课件第6章 园区网高可用性
SNMP trap方式
• 建立在简单网络管理协议SNMP上的网络管理，人们通常使用 SNMP Trap 机制进行日志数据采 集。生成Trap消息的事件(如系统重启)由Trap代理内部定义，而不是通用格式定义。由于Trap机 制是基于事件驱动的，代理只有在监听到故障时才通知管理系统，非故障信息不会通知给管理 系统。对于该方式的日志数据采集只能在SNMP下进行，生成的消息格式单独定义，对于不支持 SNMP设备通用性不是很强。
• Authentication
➢明文认证和IP头认证
• 同一个VRID中的实际路由器通信时使用组播地址： 224.0.0.18
VRRP协议概述
• 一个虚拟路由器
➢有唯一的标识：VRID ➢对外表现为唯一的虚拟MAC地址，地址的格式为00-00-
5E-00-01-[VRID] ➢Master路由器负责对ARP请求用该MAC地址做应答 ➢无论如何切换，保证给终端设备的是唯一一致的IP和MAC
192.168.1.3
。。。。
网关：192.168.1.1
网关：192.168.1.1
其他
• Priority 优先权
➢IP地址所有者自动具有最高优先级：255 ➢对于相同优先级的候选路由器，按照IP地址大小顺序选举 ➢优先级抢占策略
− 高优先级的Backup路由器会剥夺当前低优先级的Master路由器而 成为新的Master路由器
虚拟路由器 。。。。 IP地址所有者
高级路由交换实训小结
高级路由交换实训小结1. 项目背景随着网络技术的发展和应用的广泛，企业和组织对网络的要求也越来越高。
在大规模网络中，高级路由交换技术起到了非常重要的作用。
本次实训旨在通过实际操作和模拟环境，深入学习和理解高级路由交换的相关概念、原理和配置。
2. 实训目标•理解高级路由交换的基本概念和原理•掌握高级路由交换的常见协议和技术•能够使用命令行界面进行高级路由交换设备的配置•能够进行高级路由交换设备之间的互联和通信3. 实训内容3.1 高级路由交换概述在开始实际操作之前，首先对高级路由交换进行了概述。
介绍了什么是高级路由交换，其在现代网络中的重要性以及常见的应用场景。
还介绍了高级路由交换设备的种类和功能。
3.2 高级路由交换协议学习了一些常见的高级路由交换协议，如OSPF（开放最短路径优先）、BGP（边界网关协议）和EIGRP（增强内部网关路由协议）。
详细介绍了它们的工作原理、特点以及在实际网络中的应用。
3.3 高级路由交换技术学习了一些高级路由交换技术，如VLAN（虚拟局域网）、VRF（虚拟路由转发）和QoS（服务质量）。
了解了它们的作用和配置方法，以及在网络中的应用场景。
3.4 高级路由交换设备配置通过实际操作，学习了高级路由交换设备的基本配置。
包括设备的初始化、接口配置、路由配置和协议配置等。
通过命令行界面进行操作，并进行验证和故障排除。
3.5 高级路由交换设备互联与通信学习了高级路由交换设备之间的互联和通信。
包括使用物理接口连接、创建链路聚合组（LAG）以及使用子接口进行逻辑隔离等。
通过实际操作来建立互联并进行通信测试。
4. 实训收获通过本次高级路由交换实训，我获得了以下收获：•对高级路由交换的概念和原理有了更深入的理解•掌握了常见的高级路由交换协议和技术，并了解了它们的应用场景•能够使用命令行界面进行高级路由交换设备的配置和管理•能够进行高级路由交换设备之间的互联和通信，并进行故障排除5. 总结本次实训通过理论学习和实际操作相结合的方式，使我对高级路由交换有了更深入的认识和理解。
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· PIM具有DVMRP和MOSPF无法比拟
的优点，相对DVMRP，PIM不需要交互 多播路由信息；相对MOSPF，PIM灵活简 单，因此PIM在实际多播中使用广泛。
· PIM协议报文基于UDP协议，端口号
为103，使用的专门多播地址为224.0.议可以
6.1.1 多播概述
6.1.2 多播地址
1．多播IP地址
2．多播MAC地址
6.1.3 多播成员管理
1．H3C交换机配置IGMP 2．思科交换机配置IGMP
6.1.4 多播转发机制
6.1.5 多播路由协议
6.1.6 多播路由协议PIM
· DVMRP（Distance Vector Multicast
· 如果要将信息发送给网络中的多个主机 而非所有主机，则要么采用广播方式要么 由源主机分别向网络中的多台目标主机以 单播方式发送IP包。
· 采用广播方式实现时不仅会将信息发 送给不需要的主机而浪费带宽，也可能由 于路由回环引起严重的广播风暴，采用单 播方式实现时由于IP包的重复发送会白白 浪费掉大量带宽也增加了服务器的负载， 所以传统的单播和广播通信方式不能有效 地解决单点发送多点接收的问题。
Routing Protocol，距离矢量多播路由协议） 基于距离算法，即“RIP模式”。
· 它运行时首先通过交互路由信息，得
到一棵经过裁剪的泛洪广播树，树根为多 播源，所有DVMRP路由器都为叶子结点。
· 所有的路由器都拥有唯一的上游路由
器指向多播源，多播报文沿着这颗经过裁 剪的广播树，通过泛洪/剪枝机制到达多播 接收者。
第6章 高级交换技术
1.1
1.2
认识计算机 信息表示与存储
6.1 多播 多媒体计算机 6.2 1.3 QoS服务质量 6.3 网络管理
1.4 1.5 1.6
计算机病毒简介及其防治 计算机基本操作实验 小结
6.1 多播
· 传统的IP通信有两种方式，一是在一
台源IP主机和一台目的IP主机之间进行， 即单播Unicast；第二种是在一台源IP主机 和网络中所有其他的IP主机之间进行，即 广播Broadcast。
① Best-Effort service（尽力而为服务 模型） ② Integrated service（综合服务模型， 简称Int-Serv） ③ Differentiated service（区分服务模 型，简称Diff-Serv）
6.2.2 QoS技术的应用
1．流量监管 2．流量整形
3．拥塞管理
分为PIM-DM、PIM-SM和PIM-SSM 3种， 如图6.10所示。
1．PIM-DM
（1）H3C设备配置PIM-DM （2）Cisco交换机上配置PIM-DM
2．PIM-SM
6.2 QoS服务质量
· QoS（Quality of Service）服务质量，
是网络的一种安全机制，是用来解决网络延 迟和阻塞等问题的一种技术。
· 在正常情况下，如果网络只用于特定的
无时间限制的应用系统，并不需要QoS，比 如Web应用或E-mail设置等。
· 但是对关键应用和多媒体应用就十分
必要，当网络过载或拥塞时，QoS能确保 重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网 络的高效运行。
6.2.1 QoS算法
· 通常QoS提供以下3种服务模型。
· DVMRP具有RIP的所有缺点并且需要
交互特定的多播路由信息，所以实际应用 中使用很少。
· MOSPF（Multicast Extension to
OSPF，多播OSPF协议）是OSPF支持多 播的扩展模式。
· MOSPF基于链路算法，通过交互LSA
（组成员LAS），使得路由器了解各个多 播组成员位置，当收到多播报文是可以沿 着最短路径树将多播报文发送给每个多播 接收者。
6.3 网络管理
6.3.1 SNMP
1．H3C配置SNMP步骤 2．思科配置SNMP步骤
6.3.2 RMON
6.3.3 常用网络管理软件
1．H3C网络管理平台 2．Cisco网络管理平台
· MOSPF采取链路状态算法，可以清
楚的了解每个接收者的具体位置，所以不 会产生大量的泛洪多播流，但是其运行环 境受限，只能运行在OSPF网络中，实际应 用中使用较少。
· PIM（Protocol Independent Multicast，
协议无关多播）需要使用单播路由表进行 RPF检查，但是不依赖某种具体的单播路 由协议来生成单播路由表。