讲解了基本的网络的相关概念知识,还是得继续讲讲局域网中组网的一些要求规范,目前根据网络架构作用,在网络加过规划时把整体网络分为接入层、汇聚层、核心层三大层面,字面意思来理解,接入层就是接入各种各种的终端用户的层面、汇聚层就是各种各样的接入设备的汇聚点,核心层就是整个网络架构中最重要的性能最强的核心位置。组网的线路根据作用不一样可大致分为以下几种双绞线、同轴电缆、光纤。这三大类细分还有很多不同作用的线缆。
线缆
双绞线:
可能初听并不知道是什么东西,换个词大家应该就熟悉了,网线。简单来说双绞线就是大家口中说的网线,但是网线根据线的制作方式分直通线和交叉线,目前市面上都是直通线了,部分厂家设备装箱还是会送交叉线,具体的区别就是网线线序的不同,直通线是线缆两端遵循T568B的顺序制作,交叉线是一端是T568A一端是T568B的顺序制作。T568A的线序是白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕,T568B的线序是白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕,对于B类线序来说,身为网工还是需要熟背于心的,有时候也是需要自己打作水晶头的,一些跳线架的故障排障也是需要,100兆内带宽网线只会使用4根线白橙,橙,白绿,绿,但是1000兆的是需要全部都使用的,且POE供电设备也是需要全接的。根据网线制作品质和要求又可以区分为五类线,六类线,超六类等,等级越高品质越好传输效率也越高,有时候大家自己电脑是千兆网卡,但是只有百兆带宽,很有可能就是使用的五类线,这种线制作品质限制了其本身只能传递100兆的带宽数据,还有一些日常工作中网络速度较低,也可以先尝试更换更高品质的网线试试。不论多高品质的线,网线最远传输距离理论是100米实际上70~80米之间就是极限值,超过80米以上还是建议使用光纤线缆。还有一些特殊的线缆其实本质来说也是双绞线,一些调试线比如目前比较常用的console接口转USB接口,便于调试设备使用的特殊线缆,做为网工每人必备一根。以及一些设备做堆叠的特殊线缆等,这种线缆目前接口和传输协议都是厂家自己定制的,不同厂商之间不通用。
同轴电缆:
这个东西呢,我目前来说接触的比较少,据我了解是很早之前的运营商机房会使用这个,作用于就是使用在大对数上面,可以把一条线缆分给多个用户使用,工作中几乎没有接触到,可能是我工作经验较少吧。由于工作中没接触到,那我也不多说了,免得误导大家,感兴趣的可以自己上网查一下,这玩意儿平时工作中接触的也比较少。
光纤:
这个东西大家应该都比较熟悉了,现在给自己家拉个带宽,各大运营商打的口号不都是光纤入户怎么怎么样的。其实光纤就是一个极其细小的玻璃管,其本身是非常脆弱的,所以对于光纤千万不要用力拉扯,虽然外皮有一定的保护作用,但是若中间断裂了,光凭外表是查看不出来的,但是出现的故障确实很奇怪的,所以一定要温柔。光纤又分多模和单模,字面意思理解就是,多通道传输和单通道传输的,一般简单的可以通过外观来区分,但是也不完全准确,一般来说机房内使用的光纤线缆黄色的为单模光纤,蓝白色为多模光纤,,还有一种是黑色胶皮包裹的,那种一般是室外布放或者楼层之间互联的。使用时大家一定要确认设备两端的光模块是多模还是单模,一般模块上会有标识850nm为多模,1310nm为单模,也可以设备上查看,单模的话需要区分收发口,因为是单通道,所以他们的数据接收和发送是两个不同的口,如果线缆插上去没有变化,可以调整线的左右再试试。多模的话直接插上即可。光纤跟网线其最大的不同就是传输带宽的高低,大多数网线的传输都是1000兆左右,虽然现在也有品质极高的据说可以达到10000兆的网线,但是价格,还有其稳定性相对来说还是跟光纤差一些,光纤的带宽是极高的,根据模块来说10G模块、25G模块、40G模块、100G模块等。多模的光纤纤芯较粗,可传递多种光源,但是传输距离较短成本较低,单模光纤纤芯较细,只能传递单一光源,传输距离较远成本高。根据光纤的接口可以区分为以下几种,直接上图比较直观。机房理几乎常用的就是这些了。
局域网内组网线缆讲完,那就说说对应的数据传输的设备交换机。在局域网中终端设备较多,设备之间需要数据传输,所以交换机的接口较多,一般接入层使用的都是48+4 的设备,就是48个电口+4个光口。当然有钱的搭配全光我也没啥说的,但是一般接入层几乎都是考虑电口优先。设备级联使用光口,其原因就是光纤传递数据稳定性和带宽比网线更好。目前也有全光组网方案,就是一个强大的核心交换机(OLT)通过中间的无源光纤直接分布到终端接入点(ONU),然后终端用户直接接入到ONU上,实际也是电口进行接入,中间全是光纤,其省略了中间的设备,减少了设备数量,降低能耗、提高整个网络传输速率。
交换机
交换机基本工作原理
交换机可以通过其使用层面或者性能高低来大致分为,接入交换机、汇聚交换机、核心交换机。但是其本质都是一样的,为什么这么区分,其主要就是根据设备性能流量带宽的吞吐量大小。根据OSI参考模型交换机对应的就是网络层,网络层的数据转发就是根据MAC地址来,交换机本身会有一个表,用来存储MAC地址和接口的对应关系,一个接口可以对应多个MAC地址,但是一个MAC只能对应一个接口,若是同样的MAC地址对应多个接口,这个时候设备会出现MAC地址表震荡故障。交换机的工作原理,就是从一个接口收到一个MAC地址后,会记录在自己的MAC地址表里,当交换机收到一个数据包后,先查看这个数据包的源MAC和进来的端口,先记录在自己的MAC地址表内,然后再看目的MAC地址是否存在自己的MAC地址表内,若存在就会直接转发,若不存在就会进行一个全网的广播,会从交换机的每个端口发送一个广播包,问谁是这个MAC地址。最后有端口回应交换机就根据这源目MAC地址来进行数据转发,所以交换机最主要的工作就是查表、转发。
冲突域:
说到交换机就需要提一句,冲突域,什么时候冲突域呢,就是数据在同一个网络区域内传递会有冲突,的区域就叫冲突域。什么意思呢,举个例子,一个车道,每次只能通过一个车,这时突然四五个车都要进入这个车道,就时会影响这个车道的正常行驶,那么在这个车道入口的区域里呢就会存在冲突,这就是一个冲突域,那么在说回来,网络中交换机的一个接口就是一个冲突域,那么在一个HUB(集线器)就所有的接口都是冲突域。
广播域:
广播域这个会比冲突域更大,就是交换机收到一个未知目的MAC地址的数据包,会进行广播,每个交换机都在这个广播内,就是会广播一直到他能广播到的距离,因为二层设备是无法隔离广播的,所以出现一个未知目的MAC就会全网广播一次,特别影响整体的网络转发性能,全都 在广播了。为了解决这一现象,出现了VLAN把广播限制到单个的VLAN内。
VLAN:
VLAN(Virtual LAN)翻译过来中文就是虚拟局域网,其主要的作用就是隔离广播域,因为交换机的工作原理,广播是经常会产生的,所以对于广播需要对他进行隔离,就是限制每个交换机的一个广播的范围,每个路由器的接口因为设备性质也是可以隔离广播域的,但是不能每个地方都放个路由器吧。所以VLAN就出来了,他可以通过对用户划分不同的VLAN来达到隔离广播域,一个网段就是一个广播域,一个VLAN可以代表一个网段。也可以多个vlan代表一个网络,比如supervlan。这里目前只说一个VLAN代表一个网段的情况,这样就可以在同一台交换机上来限制某个网段的广播范围了。有人说交换机不是二层的设备吗,跟网段没有联系吧,我这里说的VLAN按照网段划分,其实也是为了整体网络架构来讲,你划分的用户最后还是要上网吧,或者需要访问某些设备,VLAN其本身是个二层的协议,他也可以切换为vlan-if 成为三层接口,这样交换机上面也可以跑一些路由协议了,大大提高了设备的灵活部署能力。基于网段划分也是我自己的一个理解。其实说到底VLAN就是隔离广播域的功能,限制了每个用户的在寻址时的一个广播范围,减小了广播范围就能减小广播对设备的性能影响,可以更好的让设备全力的作用于数据转发的功能上。