第9章 交换机基本操作

第9章交换机基本操作信息工程系陆玉阳第9章交换机基本操作本章将学习交换机的原理、三种交换模式、多层交换的原理和应用，Catalyst交换机的基本配置。通过实际操作，使学生能熟练配置Catalyst交换机及管理。教学要求：(1)掌握交换机的工作原理。(2)掌握交换机的3种交换模式、多层交换的基本思想。(3)能够使用命令行方式配置交换机。章节内容9.1交换机基础9.2多层交换技术9.3交换机配置9.4实验9.5小结9.1交换机基础交换机概述1993年，局域网交换设备出现。1994年，国内掀起了交换网络技术的热潮。1999年，交换机的销售量已经大于集线器。也就是说，作为一种高效率的网连设备，交换机已经取代了传统集线器在集线设备中的霸主地位。而且，随着网络应用的不断发展和对网络速度需求的不断提高，交换机必将最终全部取代集线器，从而成为唯一的以太网集线设备。交换机与集线器的区别交换器和集线器都遵循IEEE802.3或IEEE802．3u，其介质存取方式均为CSMA／CD，但是它们之间也有着根本的区别。集线器为共享方式，即同一网段的计算机共享固有的带宽，传输通过碰撞检测进行，同一网段计算机越多，传输碰撞也越多，传输速率会变慢。交换模式直通转发模式存储转发模式准直通转发模式以检查是否小于64B（FIFO）智能交换模式（自动检测帧的发送速度）地址学习帧的转发/过滤回路防止交换机的三个功能交换机如何学习主机的位置•最初开机时MAC地址表是空的MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3ABCD交换机如何学习主机的位置•主机A发送数据帧给主机C•交换机通过学习数据帧的源MAC地址，记录下主机A的MAC地址对应端口E0•该数据帧转发到除端口E0以外的其它所有端口(不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111E0E1E2E3DCBAMAC地址表交换机如何学习主机的位置•主机D发送数据帧给主机C•交换机通过学习数据帧的源MAC地址，记录下主机D的MAC地址对应端口E03•该数据帧转发到除端口E3以外的其它所有端口(不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111E3:0260.8c01.4444E0E1E2E3DCABMAC地址表交换机如何过滤帧交换机A发送数据帧给主机C在地址表中有目标主机，数据帧不会泛洪而直接转发E0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.44440260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3XXDCABMAC地址表•主机D发送广播帧或多点帧•广播帧或多点帧泛洪到除源端口外的所有端口0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3DCABE0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.4444广播帧和多点传送帧MAC地址表冗余网络拓扑冗余拓扑消除了由于单点故障所引致的网络不通问题冗余拓扑却带来了广播风暴、重复帧和MAC地址表不稳定的问题网段1网段2服务器/主机X路由器Y广播广播风暴交换机A交换机B主机X发送一广播信息网段1网段2服务器/主机X路由器Y广播交换机不停地发出广播信息广播风暴交换机A交换机B网段1网段2服务器/主机X路由器Y更复杂的拓扑结构可能导致多重回路在第2层没有能够防止这种回路的机制服务器/主机工作站回路回路回路多重回路问题广播回路的解决办法:生成树协议Spanning-TreeProtocol将某些端口置于阻塞状态就能防止冗余结构的网络拓扑中产生回路阻塞x•每个网络只能有一个根桥•每个非根桥只能有一个根端口•每段只能有一个指派端口x指派端口(F)根端口(F)指派端口(F)非指派端口(B)根桥非根桥SWXSWY100baseT10baseT生成树运作交换机的分类1.根据交换机的结构分类插拔式机箱交换机和固定配置交换机2.根据交换机工作的协议层分类第二层交换机、第三层交换机和第四层等交换机交换机的参数与选购转发方式延时转发速率管理功能MAC地址数扩展树背板带宽端口堆叠方式外型尺寸9.2多层交换技术第2层交换第3层路由选择第3层交换三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。它解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。第4层交换三层交换技术特点线速路由路由功能路由协议支持自动发现功能过滤服务功能VLAN功能第4层交换功能通过使用基于第3层地址和第4层应用信息的硬件交换对分组进行转发（本质上使用了第2层的地址）。坚持分组头中包含的第4层协议类型（例如UDP或TCP）对第4层分段头进行坚持以确定应用端口号。多层交换访问层分布层核心层交换机配置配置CiscoCatalyst交换机的方式1.通过控制台访问2.远程配置方式(1)Telnet方式(2)Web浏览器的方式基于IOS交换机的配置模式用户模式（user）,也称登录模式(login）特权模式（privileged），也称enable模式配置模式全局配置模式switch#conftermswitch(config)#端口配置模式switch(config)#interfacee0/1switch(config-if)#配置交换机模式访问方式提示符退出方式用户模式在交换机上启动一个会话Switch输入logout或quit特权模式在用户模式下输入enable命令Switch#输入disable或exit命令全局配置模式在特权模式输入configterm命令Switch(config)#输入exit、end或ctrl+z命令接口配置模式在全局配置模式输入interface命令Switch(config-if)#输入exit、end或ctrl+z命令连接配置模式全局配置模式输入linevty或lineconsole命令Switch(config-line)#输入exit命令vlan配置模式全局配置模式输入vlandatabase命令Switch(vlan)#输入exit命令基于IOS交换机的配置命令设置口令在交换机上，首先要配置的是口令，因为你一定不希望未授权的用户连接到交换机上。就像路由器的口令设置一样，可以设置用户模式和特权模式口令。用户模式（登录模式）口令可以用来验证是否在交换机上已授权，包括接入任何线路和控制台。特权模式口令可以对配置文件进行浏览或改动。特权模式加密密码具有最高权限，如果启用，特权模式明文密码将不起作用设置口令switch-4506enablePassword:switch-4506#configtermEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.switch-4506(config)#linevty05switch-4506(config-line)#loginswitch-4506(config-line)#passwordswitch-2005switch-4506(config-line)#enablepasswordswitch-centerswitch-4506(config)#enablesecretshdah-ljmahswitch-4506(config)#servicepassword-encryptionswitch-4506(config)#end查看并保存配置在交换机上配置的文件首先保存在DRAM中（当前配置的文件），文件叫做running-config，当断电后信息将丢失，所以必须把配置的文件保存在NVRAM中，文件叫做startup-config，命令为：copyrunning-configstartup-config如果想把配置的文件删除，命令为erasestartup-config和eraserunning-config口令配置命令如下switch#copyrunning-configstartup-configDestinationfilename[startup-config]?Buildingconfiguration...Compressedconfigurationfrom6015bytesto2238bytes[OK]switch#erasestartup-configErasingthenvramfilesystemwillremoveallconfigurationfiles!Continue?[co][ok]Eraseofnvram:completeswitch#showstartup-config%%non-volatileconfigurationmemoryisnotpresent设置主机名交换机上的主机名只在本地有意义，但在连接到交换机时可对交换机进行标识。具体配置如下：switch-4506#configtermEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.switch-4506(config)#hostnameswitchswitch(config)#endswitch#writeBuildingconfiguration...Compressedconfigurationfrom5984bytesto2218bytes[OK]交换机接口类型交换机接口分为Ethernet（10M），FastEthernet（10/100M），GigabitEthernet接口（10/100/100M）几种类型。。配置命令为interfaceEthernet/FastEthernet/GigabitEthernet例如要配置吉比特以太网口第一个模块的第一个接口的命令为：switch(config)#interfacegig1/1配置接口描述可为交换机的每个端口设置一个名字，方便记忆。可使用description命令来描述各个接口。switch(config)#interfacegig1/1switch(config-if)#descriptiontestswitch(config-if)#endswitch#showintgig1/1GigabitEthernet1/1isdown,lineprotocolisdown(notconnect)HardwareisGigabitEthernetPort,addressis000d.bc79.2d00(bia000d.bc79.2)Description:test配置端口的速度和双工模式以太网交换机（10M/100M）的双工模式可以设定为全双工（fullduplex）或半双工（halfduplex）（缺省为半双工），端口的速度和双工模式一般设置为自适应（autonegotiation）配置命令为speed{10|100|1000|auto|nonegotiate}duplex{auto|full|half}具体配置如下switch(config)#intgig2/1switch(config-if)#speed100switch(config-if)#duplexfullswitch(config-if)#intgig2/2switch