网络工程设计与实践(第二版)第2章Hub原理与交换机设置互连
网络工程设计与实践(第二版)章 (1)
第1章 布线原理与线缆制作
(3) 直流电阻。它是指一对导线电阻的和，常用的规格不 大于19.2 Ω。每对间的差异不能太大(小于0.1 Ω)，否则可 能接触不良，这时必须检查连接点。
(4) 特性阻抗。与环路电阻不同，特性阻抗包括电阻及频 率为1～100 MHz的电感抗及电容抗，它与一对电线之间的距离 及绝缘的电气性能有关。各种电缆有不同的特性阻抗，对双绞 线电缆而言，则有100 Ω、120 Ω及150 Ω几种。
(1) 工作区子系统。 (2) 水平干线子系统。
第1章 布线原理与线缆制作
(3) 管理间子系统。 (4) 垂直干线子系统。 (5) 楼宇(建筑群)子系统。 (6) 设备间子系统。 大楼的综合布线系统是将各种不同的部分组成一个有机的 整体，而不是像传统布线那样自成体系，互不相干。综合布线 系统结构如图1.1所示。
高了设备的工作能力，又便于用户扩充。虽然传统布线所用线 材比综合布线的线材要便宜，但综合布线可统一安排线路走向， 统一施工，这样就减少了用料和施工费用，也减少了大楼的使 用空间，而且使用的线材都是质量较高的材料。
第1章 布线原理与线缆制作
1.1.3 综合布线系统标准 1. 综合布线系统标准 目前，综合布线系统标准一般为CECS和EIA/TIA等标准化
(5) 衰减串扰比(ACR)。在某些频率范围内，串扰与衰减 量的比例关系是反映电缆性能的另一个重要参数。ACR有时也 以信噪比(SNR，Signal-Noise Ratio)表示，它由最差的衰减 量与NEXT值的差值计算。ACR值越大，表示抗干扰的能力越强， 系统要求至少大于10 dB。
第1章 布线原理与线缆制作
这些标准支持下列计算机网络标准： (1) IEEE 802.3：总线局域网络标准。 (2) IEEE 802.5：环型局域网络标准。 (3) FDDI：光纤分布数据接口高速网络标准。 (4) CDDI：铜线分布数据接口高速网络标准。 (5) ATM：异步传输模式。 在布线工程中，经常用到CECS 92∶95或CECS 92∶97标准。 CECS 92∶95《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》是 由中国工程建设标准化协会通信工程委员会北京分会、中国工 程建设标准化协会通信工程委员会智能建筑信息系统分会、 (原)冶金部北京钢铁设计研究总院、(原)邮电部北京设计院、 中国石化北京石油化工工程公司共同编制而成的综合布线标准， 而CECS 92∶97是它的修订版。
计算机网络-HUB交换机组网实验指导书--华为交换机解析
计算机网络实验指导书HUB交换机组网*一、实验目的及内容熟悉华为中低端交换机的基本配置；了解交换机工作的基本原理；了解VLAN的原理和配置；二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图或程序流程图）通过交换机的基本配置和VLAN配置，理解交换机的工作原理，理解VLAN的原理。
三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等或使用软件）4台PC，两台智能交换机；双绞线若干；或者模拟软件1套四、实验方法、步骤（或：程序代码或操作过程）1、硬件连接，完成PC1、PC2、PC3、PC4到交换机SW1和SW2的网络连接，交换机SW1到交换机SW2的连接；PC1到交换机SW1控制线的连接，PC3到交换机SW2控制线的连接。
PC1连接SW1的Ethernet 0/0/1口，PC2连接SW1的Ethernet 0/0/2口，PC3连接SW2的Ethernet 0/0/1口，PC4连接SW2的Ethernet 0/0/2口，SW1和SW2使用各自的e3口互联。
要求在拓扑图上记录PC机实际的设备编号，PC机的网线对应的跳线架上的编号，PC机所连接交换机的端口的编号，交换机之间互联的所使用的端口编号。
拓扑图检查无误后方可进行后面的实验步骤。
2、使用超级终端，连接至交换机的控制台。
清除交换机现有的配置，重新启动交换机。
要求记录输入的命令（截屏）。
清除配置<quidway>reset saved-configuration重新启动<quidway>reboot注意：看清系统的提示，第一个问题请选择N，第二个问题请选择Y交换机重新启动后，输入<quidway>display save没有任何提示，表示配置已清空3、为PC1、PC2、PC3、PC4分别设置IP地址和掩码。
PC1为192.168.1.1掩码为255.255.255.0。
PC2为192.168.1.2掩码为255.255.255.0。
PC3为192.168.1.3掩码为255.255.255.0。
网络工程设计与实施综合实训ppt第2讲交换机基础知识
2.1.6 交换机与网桥的比较
功能 交换形式 交换模式 端口数量 双工模式
功能
网桥 软件 存储转发 2~16 半双工 仅转发数据
交换机 硬件
存储转发、直通转发和碎片隔离 很可能数百个 半双工和全双工
支持VLAN等功能
2.2 交换机的分类与性能指标 2.2.1 交换机的分类
从应用区域划分：广域网交换机和局域网交换机 • 广域网交换机: 主要应用于电信领域，提供通信基
2. 转发功能： 检测帧中的目的MAC地址，并且在端口 地址表中寻找，如果找到匹配的条目就转发，如果没 有找到就会将该帧从交换机的所有的剩余端口广播出 去。
3. 清除2层环路：使用STP（生成树协议）清除环路，下 页图中就是一个最基本的环路图
2.1.4 交换机的特性
PC1MAC:00-23-5A-15-99-41
直通交换(Cut—Through) 特点：交换机只读出数据帧的前6个字节，即通过地址映射表
中查找目标地址，将数据帧传送到相应的端口上。直通 交换能够实现较少的延迟，因为在数据帧的目的地址被 读出，确定了转发端口后马上开始转发这个数据帧。 优点：转发速率快、减少延时和提高整体吞吐率 缺点：会给整个交换网络带来许多垃圾通信包 适用环境：网络链路质量较好、错误数据包较少的网络环境， 延迟时间跟帧的大小无关。
1000Mbps 10000Mbps
2.2.2 交换机的主要性能指标
模块化与固定配置
模块化交换机：具有很强的可扩展性，可在机箱内提供一 系列扩展模块，如千兆位以太网模块、FDDI模块、 ATM模块、快速以太网模块、令牌环模块等，所以能 够将具有不同协议、不同拓扑结构的网络连接起来。 但是它的价格一般也比较昂贵。模块化交换机一般作 为骨干交换机来使用。
网络工程设计与实践(第二版)章 (3)
第3章 路由器设置与互连
3.1.2 路由器的基本功能 路由器的基本功能是把数据报(Packets，IP报文)正确、
高效地传送到目标网络，具体包括： (1) IP数据报的转发，包括数据报传送的路径选择和传
送数据报。 (2) 与其他路由器交换路由信息，维护路由表。 (3) 子网隔离，抑制广播风暴。 (4) IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制。 (5) 实现对IP数据报的过滤和记帐等。
(2) 广域网接口：在同步串行连接时，要求使用时钟设备 来提供收发之间传输的精确时钟；异步连接时，使用起始位来 保证数据被目的接口完整准确地接收。
第3章 路由器设置与互连
(3) 同/异步串口：使用不同的接口标准，在不同的工作 方式下，具有不同的数据传输速率。在同步模式下，如果使用 V.35接口标准，路由器可作为DTE(Data Termination Equipment)设备，最大速率为4.096 Mb/s；在异步模式下，如 果使用V.24接口，其最大速率为114.2 kb/s。
第3章 路由器设置与互连
模块化路由器的各种接口通常由接口类型加上插槽号和单 元号进行标识。以BDCOM 2620路由器为例，每个独立的物理接 口由一个插槽号和单元号进行标识。该系列路由器是模块化路 由器，其上配置有一个以太网LAN接口，两至三个WAN接口卡插 槽。BDCOM 2620模块化路由器标配端口由三个部分组成：一个 快速以太网口，一个Console口，一个AUX口。详细说明如表 3.1所示。
6
AUX
AUX 端口
当 AUX 口有数据收/发时，灯闪烁
7
100M
100 M 以太网指示灯
当 10/100 M 以太网口工作于 100 M 方式时，灯亮
10/100 M 以太网口连
实验2、对等网的连接
实验二对等网的连接一般对等网的组建分为两种形式，一种是不通过集线器（HUB）连接的对等网，简称双机互连，只适合两台计算机之间的连接。
如果是三台计算机，则可以通过将其中一台机器上装上两张网卡的方法来解决；另外一种就是通过集线器（HUB）连接的对等网，下面就这两种形式进行讲解。
一、通过HUB连接的对等网实施步骤1、所需设备RJ－45接口网卡若干（根据需要连接的计算机数量决定）、双绞线若干米、水晶头若干个、HUB一个（类型及数量自行选择）。
2、安装网卡同不通过HUB连接的对等网。
3、HUB的安装将HUB所带的整流器电源输出端插入HUB的电源接口，接上电源。
4、双绞线的制作与连接如果用HUB连接的话，则接线方法为两头接线标准一致，同为T568B或T568A 标准即可。
5、计算机的设置本节将仅以WIN 98操作系统下的安装设置方法来叙述。
图1首先右键单击“网上邻居”，打开属性(如图1)，如没有网上邻居则需打开控制面板中的“网络”，在“配置”一栏中，单击“添加”按钮，在“请选择网络组件类型”中双击“协议”(如图2)，然后在左边的“厂商”栏中单击“Microsoft”，在右边的“网络协议”栏中双击“TCP/IP”即可(如图3)。
然后再用同样的方法添加“IPX/SPX兼容协议”和“NetBEUI”两种协议，最后回到“配制”一栏，点击"Microsoft网络上的文件与打印机共享"按钮，将“允许其他用户访问我的文件”和“允许其他计算机使用我的打印机”两项前都打上勾，再“确定”即可，最后在“主网络登陆”选框中选择“Windows登陆”。
图2图3接下来要再给本机绑定一个局域网中使用的固定的IP地址。
这个IP地址一般使用“192.168.0.n”（“n”为1~254之间的任意整数）的形式。
修改IP地址的方法：双击“已经安装了下列组件”列表框中的“TCP/IP -> XXX”（XXX为网卡名称），打开“TCP/IP属性”窗口，进入“IP地址”一栏，点击“指定IP地址”一项，然后在“IP地址”和“子网掩码”中分别输入相应内容：第一台计算机“IP地址”建议一般为“192.168.0.1”；“子网掩码”为“255.255.255.0”；第二台计算机“IP地址”建议一般为“192.168.0.1”；“子网掩码”为“255.255.255.0”；第三、第四以此类推。
网络工程方案设计与实施(第二版)
5.9.1管理区的设计要求 5.9.2综合布线系统管理的级别及选择 5.9.3标识管理 5.9.4连接管理结构 5.9.5交连管理形式 5.9.6新产品和管理技术的发展
5.10.1建筑群子系统的设计范围 5.10.2建筑群子系统的设计要求 5.10.3建筑群子系统的布线方法 5.10.4建筑群子系统的设计步骤
3.8.1络工程设计方案的基本内容 3.8.2方案书写的一般原则 3.8.3方案的修改 3.8.4方案的印刷与装订
3.9.1校园的规划与设计 3.9.2企业的规划与设计
4.1交换机及其选型 4.2路由器及其选型
4.3防火墙选型 4.4卡选型
1
4.5服务器选 型
2
4.6络操作系 统选型
3
4.7络数据库 选型
5
3.5络系统的 冗余设计
1
3.6络存储设 计
2
3.7络安全设 计
3
3.8络工程方 案设计
4
3.9络系统设 计实例
5
习题
3.1.1络工程目标 3.1.2络工程设计原则
3.2.1主流络技术 3.2.2络技术选型策略
3.3.1络的层次化设计方法 3.3.2分层拓扑结构设计要点 3.3.3络拓扑设计应用
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5.11综合布线系统 的其他设计
习题
5.1.1综合布线系统的概念 5.1.2综合布线系统的特点 5.1.3综合布线系统标准 5.1.4综合布线系统的组成
网络工程设计综合实践(2篇)
第1篇摘要：随着信息技术的飞速发展，网络工程已经成为各行各业的基础设施。
本文以某企业网络工程设计综合实践为例，详细介绍了网络工程的设计原则、设计流程以及实施过程中的关键问题，以期为网络工程设计提供参考。
一、引言随着我国经济的快速发展，企业对网络信息化的需求日益增长。
网络工程作为企业信息化建设的基础，其设计质量直接影响到企业的正常运营和发展。
本文以某企业网络工程设计综合实践为例，探讨网络工程设计的相关问题。
二、设计原则1. 可靠性原则：网络系统应具有较高的可靠性，确保在企业运营过程中不会因网络故障而影响业务。
2. 可扩展性原则：网络系统应具有良好的可扩展性，以适应企业未来业务发展的需要。
3. 高效性原则：网络系统应具有较高的传输速率和较低的传输延迟，以满足企业对数据传输的要求。
4. 安全性原则：网络系统应具备较强的安全性，防止黑客攻击、病毒感染等安全风险。
5. 经济性原则：在满足上述原则的前提下，尽量降低网络工程的投资成本。
三、设计流程1. 需求分析：与企业沟通，了解企业对网络工程的需求，包括网络规模、业务类型、带宽需求、安全要求等。
2. 网络规划：根据需求分析，确定网络拓扑结构、设备选型、IP地址规划等。
3. 设计方案：根据网络规划，制定详细的设计方案，包括网络设备配置、路由策略、安全策略等。
4. 设计评审：组织相关部门对设计方案进行评审，确保设计方案符合企业需求。
5. 设计优化：根据评审意见，对设计方案进行优化，提高网络工程的质量。
6. 设计文档：编写详细的设计文档，包括网络拓扑图、设备配置清单、IP地址规划表等。
四、实施过程中的关键问题1. 设备选型：根据企业需求，选择合适的网络设备，包括路由器、交换机、防火墙等。
2. 网络拓扑结构：设计合理的网络拓扑结构，确保网络的高效、可靠。
3. IP地址规划：合理规划IP地址，避免地址冲突和浪费。
4. 路由策略：制定合理的路由策略，提高网络性能。
5. 安全策略：制定安全策略，防止黑客攻击、病毒感染等安全风险。
计算机网络实验2实验二： 交换机和VLAN工作原理
大学实验报告2019年4月15日课程名称：计算机网络实验名称：实验二: 交换机和VLAN工作原理班级及学号：姓名：同组人：签名：指导教师：指导教师评定：一、实验目的：1.理解交换机通过逆向自学习算法建立地址转发表的过程。
2.理解交换机转发数据帧的规则。
3.理解交换机的工作原理。
4.理解虚拟局域网VLAN的概念。
5.了解VLAN技术在交换式以太网中的使用。
6.了解VLAN技术在数据链路层隔离广播域的作用。
二、实验任务：1．任务一：观察交换机的工作原理；2．任务二：观察未划分VLAN前，交换机对广播包的处理；3．任务三：创建两个VLAN，并将端口划分到不同VLAN中；4．任务四：观察划分VLAN后，交换机对广播包的处理；5．任务五：观察802.1Q帧封装格式；6．实验完成，写出实验报告。
三、实验步骤：任务一1.准备工作：打开对应练习文件“2-4交换机工作原理.pka”。
2.查看并记录PC0和PC2的MAC地址：单击PC0，选择Config选项卡，选择FastEthernet0，查看并记录MAC地址。
同样地，查看并记录PC2的MAC 地址。
PC0的MAC地址PC2的MAC地址3.添加PC0到PC2的数据包：进入Simulation模式。
单击Add Simple PDU，在拓扑图中添加PC0向PC2发送的数据包。
4.分别查看三台交换机在发送数据前的地址转发表：选中Inspect工具，在拓扑工作区单击Switch0，再选择MAC Table菜单项，显示Switch0当前的地址转发表。
5.查看Switch0的学习和转发过程：单击Capture/Forward一次，查看Switch0的地址转发表，与步骤3的结果对比，观察并记录增加的地址转发表项。
再单击Capture/Forward一次，观察并记录Switch是如何处理该数据包的。
单击Capture/Forward按钮一次再单击Capture/Forward按钮一次再单击Capture/Forward按钮一次6.观察Switch1和Switch2的学习和转发过程：参照步骤4的操作方法，最后删除所有场景。
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第2章 Hub原理与交换机设置互连
2. 局域网的三种帧交换方式 局域网交换机在传送数据时，采用帧交换(Frame Switching)技术，该技术包括三种主要的交换方式，即存储 转发(Store and Forward)、伺机通过(Cut Through)和自由分段 (Fragment Free)。 1) 存储转发 存储转发技术是最基本的交换技术之一。在转发数据帧 前，该数据帧将被完全接收并存储在缓冲器中，数据帧从头 到尾全部接收完毕才进行转发。其间，交换机需要解读数据 帧的目的地址与源地址，并在MAC地址表中进行适当的过 滤。
第2章 Hub原理与交换机设置互连
2) 伺机通过 伺机通过技术是交换机在接收整个数据帧之前先读取数 据帧的目的地址到缓冲器，随后再在MAC地址表中进行适 当的过滤。 采用这种转发方式，数据帧在完全接收之前就已经转发 了。这种方法减少了传输的延迟，同时也削减了对数据帧的Hub原理与交换机设置互连
2.1.4 交换机的简单分类 1. 模块式与固定配置式 按交换机的配置可否改变，可把交换机分为模块式和固
定配置式。 (1) 模块式：模块式交换机的模块可以插拔，模块通常
是100 Mb/s或1000 Mb/s光纤接口模块，或1000 Mb/s的RJ-45 接口模块，或堆叠模块。交换机上则有相应的插槽。使用时， 模块插入插槽之中。模块式交换机配置灵活，模块可按需要 购买。一般说来，模块式交换机的档次较高。
有些交换机可以把存储转发与伺机通过两种技术结合在 一起使用。它们首先在交换机里设置一个错误检测的门限值。 当错误发生率低于该值时，使用伺机通过的交换方法以减少 数据的传输延迟；当错误发生率大于该门限值时，交换机将 自动改为存储转发交换方式，从而保证了数据的正确性与准 确性；在链路恢复正常后，当错误发生率低于该门限值时， 系统将再次回到伺机通过方式工作。
第2章 Hub原理与交换机设置互连
2.1.3 交换机的内部组成 交换机的内部组成为： (1) CPU(中央处理器)：交换机使用特殊用途的集成电
路芯片(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)，可以 实现高速的数据处理和传输。
(2) RAM/DRAM：主存储器，存储运行配置。 (3) NVRAM(非易失性RAM)：存储备份配置文件等。 (4) FlashROM(快闪存储器)：存储系统软件映像、启动 配置文件等，是可擦写、可编程的ROM。 (5) ROM：存储开机诊断程序、引导程序和操作系统软 件。 (6) 接口电路：交换机各端口的内部电路。
第2章 Hub原理与交换机设置互连
2.1.2 交换机的外观 交换机的前面板由多个RJ-45接口组成，用来连接计算
机或其他交换机。面板上有若干指示灯，其亮、灭或闪烁分 别反映交换机的工作状态。后面板的串口是交换机的配置口， 用串口线缆与计算机的串口连接，可实现对交换机的配置操 作。此外，还有扩展接口等。可上机架(机柜)式交换机的标 准长度是48.25 cm(19英寸)。
第2章 Hub原理与交换机设置互连
(4) 两台主机(工作站1和工作站3)进行点对点的连接通 信。
(5) 如果两台主机在一定时间内未进行通信，交换机将 会定时刷新地址表里的地址记录。
第2章 Hub原理与交换机设置互连 图2.1 MAC地址表的建立
第2章 Hub原理与交换机设置互连
2) MAC地址表的路由过滤 当交换机接收到一个数据帧时，它会首先检查数据帧里 的MAC地址，如果该地址未缓存在MAC地址表里，交换机 就向所有的其他端口发送查询信息；如果该地址已缓存在 MAC地址表里，交换机就会按照表中的信息进行转发，而 不会广播到其他端口，这样就可以减少对资源的占用，显著 提高信息的交换速率。 以上过程称为交换机MAC地址表的缓存过滤或路由过 滤。
第2章 Hub原理与交换机设置互连
在存储转发过程中还要进行高级别的冗余错误检测 (CRC，Cyclical Redundancy Check)工作，如果所接收到的 数据帧存在错误、太短(小于64 B)或太长(大于1518 B)，最 终都会被抛弃。
采用这种转发方式的交换机在接收数据帧时延迟较大， 且越大的数据帧延迟时间越长。
(2) 固定配置式：固定配置式交换机的接口固定，硬件 不可升级。
第2章 Hub原理与交换机设置互连
2. 第二层、第三层与第四层交换机 按交换机工作在OSI参考模型的相应层次，交换机可分 为三个层次的交换机，其中常见的是第二层和第三层交换机。 (1) 第二层交换机：第二层交换机工作在OSI参考模型 的第二层，它的每个端口拥有自己的冲突域。如果第二层交 换机具有虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Network)功能， 则每一个VLAN成为一个广播域。第二层交换机采用帧交换 方式传送数据。
第2章 Hub原理与交换机设置互连
3) 自由分段 自由分段技术是在伺机通过交换方式的基础上改进而成 的。自由分段技术是指当交换机接收数据帧时，一旦检测到 该数据帧不是冲突碎片(Collision Fragment)，则进行转发操 作。冲突碎片是因网络冲突而受损的数据帧碎片，其特征是 长度小于64 B。冲突碎片不是有效的数据帧，应被丢弃。 自由分段交换方式的错误检测级别要高于伺机通过交换 方式。
第2章 Hub原理与交换机设置互连
第2章 Hub原理与交换机设置互连
2.1 基本原理 2.2 LAN协议 2.3 交换机互连 2.4 交换机配置方式 2.5 交换机设置
第2章 Hub原理与交换机设置互连
第2章 Hub原理与交换机设置互连
第2章 Hub原理与交换机设置互连
1) MAC地址表的建立 如图2.1所示，MAC地址表的建立过程如下： (1) 工作站1向目标主机(工作站3)发送查询(目标MAC) 地址信息，此时，该信息会首先发送到本地交换机。 (2) 本地交换机在收到查询信息后，会先将信息帧内的 源MAC地址记录在自己的MAC地址表中。然后，交换机再 向其他所有端口发送查询信息。 (3) 目标主机接收到该信息后，会通过交换机直接对源 地址主机进行响应。此时，交换机将工作站3的MAC地址也 记录在MAC地址表里。