《计算机网络技术基础与实战》课件第七章.pptx
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- 计算机网络技术基础与实战 计算机网络技术 基础 实战 课件 第七
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1、我的网络我做主07章节导读 随着高校信息化的发展,网络中所承载内容发生了巨大的变化,新的设备不断涌现并趋于成熟。网络的发展在满足实用性的基础上,校园网也正面临着向无线接入、精细化认证和计费、IPv6技术演进的趋势。校园网的建设目标是建立一套具有高性能、高可靠性、高负载、高安全性、高开放性的网络系统,整个系统易于扩充,便于管理,方便用户接入,能够满足万兆扩展、满足IPv6,充分满足各项业务需求,特别是网络视频会议应用、网络语音电话业务(VoIP)、IP存储等应用要050301 掌握校园网的需求分析和规划学习目标学会对校园网进行设计、优化、管理与运维掌握常见的网络故障检测与排除方法任务7.1 校园
2、网组建策略校园网组建策略5 7.1.1 校园网的组建原则在校园网组建时,应根据企业规模的大小、分布、对多媒体的需求等实际情况加以确定,一般可按以下原则来确立:实用性可靠性技术先进性和实用性高性能标准开放性灵活性及可扩展性可管理性保护现有投资任务7.2校园网案例的规划与校园网案例的规划与设计设计7 7.1 校园网的规划校园网分层是指按照网络规模,将校园网划分为核心层、汇聚层和接入层三个层次,如图7-1所示。中小型、小型局域网一般可采用核心/接入层;大型、大中型局域网一般可采用核心/汇聚/接入层。校园网一般采用传统的交换式三层网络架构,分为学生、办公两大区域。学生、办公分别有各自的区域汇聚交换机连
3、接至校内核心设备。8 7.2.1 三层网络结构分析接入层即直接信息点,通过此信息点将网络资源设备(PC、手机、工作站等)接入网络。接入层的主要功能是为最终用户提供对园区网络访问的途径。接入层为用户提供了在本网段访问应用系统的能力,主要用于解决相邻用户之间的互访需求,并为这些访问提供足够的带宽。在大中型网络中,接入层还应当适当负责一些用户管理功能(如地址认证、用户认证和计费管理等)和用户信息收集工作(如用户的IP地址、MAC地址,访问日志等)。接入层应使用性价比高的设备。接入层设备是最终用户与网络的接口,它应该具有即插即用的特性,同时应该非常易于使用和维护。此外,还应该考虑端口密度的问题。接入层
4、由无线网卡、AP(Access Point、无线接入点)和二层交换机组成。接入层利用光纤、双绞线、同轴电缆、无线接入技术等传输介质实现与用户的连接,并进行业务和带宽的分配。对于无线局域网用户,用户终端通过无线网卡和AP完成用户接入。1 1 接入层9 7.2.1 三层网络结构分析汇聚层汇聚层提供基于统一策略的互连性,是连接接入层和核心层的网络设备,同时也是核心层和接入层的分界点。它定义了网络的边界,并可对数据包进行汇聚、传输、管理和分发等。汇聚层的选择取决于网络规模的大小。当建筑楼内信息点较多,超出一台交换机的端口密度而不得不增加交换机扩充端口时,就需要有汇聚交换机。交换机之间的连接有级连和堆叠
5、两种方式,如图7-2所示。如果采用级连方式,即将一组固定端口的交换机上连到一台背板带宽和性能较好的汇聚交换机上,再由汇聚交换机上连到主干网的核心交换机;如果采用多台交换机堆叠方式扩充端口密度,其中一台交换机上连,则网络中就只有接入层。2 210 7.2.1 三层网络结构分析汇聚层是连接本地的逻辑中心,需要较高的性能和比较丰富的功能。11 7.2.1 三层网络结构分析核心层 核心层为接入层和汇聚层提供优化的数据传输功能,如图7-3所示。它是一个高速的交换骨干网,其作用是尽可能快地交换数据包而不应卷入到具体的数据包运算中(ACL、数据包过滤等),否则会降低数据包的交换速度。核心层设备覆盖的地理范围
6、不宜过大,连接的外部设备不宜过多,否则会使得网络的复杂度增大,导致网络性能降低。核心层技术的选择要根据用户网络规模的大小、网上传输信息的种类和用户可投入的资金等因素来考虑。一般而言,核心层用来连接建筑楼宇和服务器群,可能会容纳网络上50%80%的信息量,是网络的主干。典型的主干网技术主要有100 Mb/s-FX以太网、1000 Mb/s-SX/LX以太网、FDDI环网等。从易用性、先进性和可扩展性的角度考虑,采用100 Mb/s,1000 Mb/s以太网(条件允许也可以考虑10 Gb/s以太网)是目前局域网构建的流行做法。3 312 核心层是所有流量的最终承受者和汇聚者,所以对核心层的设计及网
7、络设备的要求是非常严格的。因为核心网络层是网络的枢纽中心,在整个网络运行中起着关键的作用,所以必须考虑冗余设计。在三层网络设备中,核心层设备将占投资的主要部分。7.2.1 三层网络结构分析13 无线校园网是在现有校园网核心交换机、汇聚交换机和接入交换机的基础上,将POE交换机与核心和汇聚交换机(使用原有核心、汇聚)通过光纤连接起来的网络,并通过放装式AP和智能天线入室型AP重新布放六类非屏蔽双绞线以进行网络连接,如图7-4所示。由于用户目前上网应用多,对网络带宽要求较高,因此为了满足用户对高带宽的需求,所有宿舍无线设备以及大部分教室和办公区域都采用802.11ac的AP产品,所有AP需要同时部
8、署在2.4 G及5 GHz两个频段,其他部分区域采用802.11n产品作补充。常见的802.11协议如表7-1所示14 版版 本本说说 明明工作频段工作频段802.11原始标准2.4 GHz(2 Mb/s)802.11a新增物理层补充协议5 GHz(54 Mb/s)802.11b最普及的标准,称为WiFi2.4 GHz(11 Mb/s)802.11gCCK技术兼容802.11b,OFDM技术2.4 GHz(54 Mb/s)802.11nMIMO,540Mb/s2.4 GHz、5 GHz802.11ac继承802.11n,更宽的RF带宽,更多的MIMO,多用户的MIMO,更高阶的调制5GHz任务
9、7.3校园网的管理与运维16 7.3.1 校园网的管理与运维网络服务器的管理需求网络服务器的管理需求高校大多数核心业务都集中在服务器上,Web网站、邮件、多媒体教学、一卡通服务等都需要服务器的支持。对这些服务器的维护是校园网管理的重点保障工作。1 117 7.3.1 校园网的管理与运维 教师和学生是校园网的主要参与者。只有保证每个用户的行为都是安全的,才能保证网络系统不被破坏。网络管理员要对用户的终端行为进行合理、合法的控制。2 2网络用户行为的管理需求网络用户行为的管理需求18 7.3.1 校园网的管理与运维网络设备是校园网正常运行的基础。如何查看所有网络的信息、运作情况,发现网络设备故障和
10、隐患,并能快速操控不同厂商、型号的设备,是对网络基础设施维护和管理的核心要求。3 3 网络网络设备及设备及IP地址的管理需求地址的管理需求19 4 4 网络安全是网络管理需要更加关注的问题,如何设置有效的告警规则,从而分析告警信息并采取相应措施保障业务安全是安全管理的首要任务。网络安全管理需求网络安全管理需求7.3.1 校园网的管理与运维20 7.3.2 校园网运维管理平台建设 为了保证校园网信息平台高效安全地运行,需要采用统一的网络管理平台对整个学校网络提供实用、易用的网络管理功能。在网络资源集中管理的基础上,实现拓扑、故障、性能、配置、安全等管理功能,对于设备数量较多、分布地域较广并且又相
11、对较为集中的校园网络现状,必须采取分级分域管理平台,有效应对网络中的负载均衡和对整个网络的分权管理。在校园网管理平台的建设过程中,可以从以下几个方面出发:21 针对网络用户的身份和从事的工作,可以将用户划分为学生用户、机房用户和办公用户,并对三类用户指定不同的认证规则和计费规则。7.3.2 校园网运维管理平台建设1)用户管理22 7.3.2 校园网运维管理平台建设2)IT资源管理 统一的网络管理平台需要对学校不同的IT资源,如有线网络设备、无线网络设备、主机、数据库等进行实时监控,以及时了解学校骨干链路的流量,规范设备管理。同时运维管理平台需要完成数据采集工作,通过采集数据,识别网络负荷,分析
12、设备性能和安全风险。23 7.3.2 校园网运维管理平台建设3)运维质量管理依据数字化校园网络优化校园网络报修流程,使用户可以通过自助服务平台发起故障报修。网络管理人员应提高故障排查处理效率,并将故障信息和解决方案及时存档,为运维管理提供技术支持24 7.3.2 校园网运维管理平台建设4)通过无线AP和AC设备对学校网络进行统一监控,直观了解学校物理位置的无线网络运行情况,快速识别各区域无线网络的异常情况。无线设备可视化管理任务7.4 网络故障的检测与排除26 1 1网络故障的排除方法概述 OSI的层次结构为管理员分析和排查故障原因提供了极大的便利。由于各层相对独立,按层排查能够有效地发现和隔
13、离故障,因而一般使用逐层分析和排查的方法。逐层排查方式通常有两种,一种是从低层开始排查,适用于物理网络不够成熟稳定的情况,如新组建的网络、网络线缆的重新调整、新的网络设备的增加;另一种是从高层开始排查,适用于物理网络相对成熟稳定的情况,如硬件设备没有变动。无论哪种方式,最终都能达到目标,只是解决问题的效率有所差别。27 网络故障分类及排除方法2 2 网络故障主要分为物理层故障、数据链路层故障、网络层故障以及传输层、应用层故障。1)物理层故障及排除方法 (1)电气性能故障。(2)传输模式故障。2)数据链路层故障及排除方法 3)网络层故障及排除方法 4)传输层、应用层故障及排除方法28 故障的正确
14、诊断是排除故障的关键,因此选择好的故障诊断工具是很重要的。这些工具既有软件工具,也有系统命令,功能各异,各有长处。Windows操作系统中包括几种常用的网络故障测试诊断工具,主要有IP测试工具Ping、TCP/IP协议配置工具Ipconfig、网络协议统计工具Netstat和跟踪工具Tracert等。29 TCP/IP体系结体系结构构OSI模型模型网络故障组件网络故障组件故障诊断工具故障诊断工具测试重点测试重点应用层应用层应用层应用程序、操作系统浏览器、各类网络软件、网络性能测试软件、Nslookup命令网络性能、计算机系统会话层表示层传输层传输层传输层各类网络服务器网络协议分析软件、网络协议
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