交换机的结构与基本功能

计算机应用系12/24/20203:44:08PM网络操作系统高级管理交换机的结构与基本功能计算机应用系22/24/20203:44:08PM网络操作系统高级管理本课程学习的交换机型号思科公司于2002年7月27日宣布了Catalyst1900和Catalyst2800系列已经到了“产品的生命周期”结束期，停止销售这两个系列的产品。思科公司建议用户在同类产品的使用场合移植到Catalyst2950系列。计算机应用系32/24/20203:44:09PM网络操作系统高级管理Catalyst2950系列交换机计算机应用系42/24/20203:44:09PM网络操作系统高级管理交换机的功能在以太网络中，起信息中转的作用。网吧组网计算机应用系52/24/20203:44:09PM网络操作系统高级管理交换机外观前面板多个RJ45接口，用于接计算机或交换机后面板的串口是交换机的配置口面板上有反映交换机工作状态的若干指示灯机架式交换机（长度为48.26cm，19in）计算机应用系62/24/20203:44:10PM网络操作系统高级管理交换机外观计算机应用系72/24/20203:44:10PM网络操作系统高级管理交换机端口转发速率不同传输距离不一样所接传输介质不一样计算机应用系82/24/20203:44:10PM网络操作系统高级管理交换机端口参数10Base_T10010Base-F2000100Base-TX100100Base-FX2000(62.5多模)100Base-FX10000(9单模)1000Base-T100计算机应用系92/24/20203:44:11PM网络操作系统高级管理交换机端口参数1000Base-FX-SX(短波)_260(62.5)1000Base-FX-SX525(50)1000Base-FX-LX(长波)550(62.5)1000Base-FX-LX550(50)1000Base-FX-LX3000-10000(9)计算机应用系102/24/20203:44:12PM网络操作系统高级管理交换机分类一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。计算机应用系112/24/20203:44:12PM网络操作系统高级管理模块式交换机的模块可以拔插，模块通常是100Mb／s或1000Mb／s光纤接口模块，或1000Mb／sRJ45接口模块，或者是堆叠模块。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，模块插槽结构可最大程度地保护用户的投资。计算机应用系122/24/20203:44:13PM网络操作系统高级管理固定配置式固定配置式交换机的接口固定，硬件不可升级。计算机应用系132/24/20203:44:13PM网络操作系统高级管理交换机分类二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，其中大量商品化的是第二层和第三层交换机。计算机应用系142/24/20203:44:14PM网络操作系统高级管理OSI参考模型与交换机交换机一般工作在OSI模型的二层。是目前使用最多的交换机。交换机也可工作在OSI模型的第三层及第四层以上。对应的交换机称为三层交换机和多层交换机。交换机工作在不同的OSI模型的层次，其实质是交换机交换数据包的依据不一样。本课程以第二层交换机为对象进行实验。计算机应用系152/24/20203:44:15PM网络操作系统高级管理交换机交换数据包依据MAC地址IP地址高层协议（端口）计算机应用系162/24/20203:44:15PM网络操作系统高级管理第二层交换机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。具有虚拟局域网(VLAN)功能，则每一个VLAN成为一个广播域。采用三种方式转发数据帧：直通(CutThrough)、存储-转发(Store-and-Forward)和自由分段(FragmentFKe)。计算机应用系172/24/20203:44:16PM网络操作系统高级管理第三层交换机根据目的IP地址转发数据报，与后面要讨论的路由器一样，必须创建和动态维护路由表。但是，第三层交换机能做到“一次路由，多次交换”。即是说，第三层交换机能够把报文转发到不同的子网，并在后续的通信中实现比路由更快的交换。接口类型与路由器有差别计算机应用系182/24/20203:44:17PM网络操作系统高级管理第四层交换机可以解释第四层的传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)信息，允许设备为不同的应用(使用端口号区分)分配各自的优先级。可以“智能化”地处理网络中的数据，最大限度地避免拥塞，提高带宽利用率。计算机应用系192/24/20203:44:18PM网络操作系统高级管理交换机的内部组成CPU交换机使用特殊用途集成电路芯片ASIC，以实现高速的数据传输。RAM／DRAM主存储器，存储运行配置。NVRAM(非易失性RAM)存储备份配置文件等。FlashROM(快闪存储器)存储系统软件映像，启动配置文件等。是可擦可编程的ROM。ROM存储开机诊断程序、引导程序和操作系统软件。交换机各端口的内部电路。计算机应用系202/24/20203:44:19PM网络操作系统高级管理共享式网络使用HUB速率10Mb/s和100Mb/sHub在端口之间转发数据帧时采用广播方式进行Hub全部端口在同一个冲突域半双工通信共享体现在什么地方？计算机应用系212/24/20203:44:20PM网络操作系统高级管理？关于如下论述“例如一台16端口的100Mb/s的集线器，当全部端口都使用时，每端口的带宽就只有100Mb/s的1/16”。正确与否？计算机应用系222/24/20203:44:20PM网络操作系统高级管理交换式网络采用交换机交换机的每个端口都是一个冲突域，但所有端口都属于一个广播域采用级联或堆叠起来增加总的端口数计算机应用系232/24/20203:44:21PM网络操作系统高级管理线速转发概念线速的衡量标准是以64byte的数据包（第二层或第三层包）作为计算基准，常用的基准如下：对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为1.488Mpps。对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为148.8kpps。计算机应用系242/24/20203:44:22PM网络操作系统高级管理高级交换机最廉价的交换机可能不支持网络管理功能，用于简单的网络环境。支持网络管理功能的交换机称为可管理或可配置的交换机。若用在小型、简单的网络中，可管理的交换机也不需配置(实际是使用了默认配置)即可工作；而网络规模较大或者较为复杂时，就需要对其进行配置和管理了。计算机应用系252/24/20203:44:23PM网络操作系统高级管理Cisco交换机配置交换机和路由器的操作系统为IOSIOS内置Web浏览器（视窗）和命令行解释器（CLI）（DOS）采用Web能实现部分配置管理功能，而CLI可全部配置管理功能计算机应用系262/24/20203:44:24PM网络操作系统高级管理IOS功能1.运载网络协议和功能2.对产生高速流量的设备进行连接3.增加网络安全性4.提供网络的可扩展性来简易化网络的增长和冗余问题5.可靠的连接网络资源计算机应用系272/24/20203:44:24PM网络操作系统高级管理CLI命令模式普通用户(UserEXEC)模式特权用户(PrivilegedEXEC)模式全局配置(Globalconfiguration)模式接口配置(Interfaceconfiguration)模式虚拟局域网参数配置(VLANdatabase)模式进程配置(Lineconfiguration)模式计算机应用系282/24/20203:44:25PM网络操作系统高级管理CLI命令模式在不同的模式下，CLI界面的提示符不同。表2．1列出了该6种命令模式的用途、提示符、访问方式和退出方法。计算机应用系292/24/20203:44:25PM网络操作系统高级管理命令模式的使用CLI之所以采用多种命令模式是为了保护系统的安全。命令行采用分级保护方式，防止未经授权非法侵入。所有命令被分组，每组分属不同命令模式，某个命令模式下只能执行所属的命令。当然，有的常用命令也出现在多个模式下。计算机应用系302/24/20203:44:26PM网络操作系统高级管理命令模式的使用各命令模式之间可以切换。如在普通用户模式提示符下键入“enable‘’，就可进入特权用户模式。特权用户模式是进入其他用户模式的“关口”，欲进入其他用户模式，必须先进入特权用户模式。CLI提供进入特权用户模式的口令保护。计算机应用系312/24/20203:44:27PM网络操作系统高级管理普通用户模式交换机/路由器启动后直接进入该模式，该模式只包含少数几条命令，用于查看交换机或路由器简单运行状态和统计信息。计算机应用系322/24/20203:44:28PM网络操作系统高级管理特权用户模式该模式由口令保护，用户进入该模式后可查看交换机或路由器的全部运行状态和统计信息，并可进行文件管理和系统管理。而且，特权用户模式是进入其他用户模式的“关口”，欲进入其他用户模式，必须先进入特权用户模式。在普通用户模式下键人命令enable，即可进入该模式。计算机应用系332/24/20203:44:28PM网络操作系统高级管理特权用户模式在特权用户级别下,你可以进入配置模式和其下的十个特定的配置模式:interface,subinterface,controller,hub,map-list,map-class,line,router,ipx-router,router-map等配置。计算机应用系342/24/20203:44:29PM网络操作系统高级管理全局配置模式在该模式下可配置交换机或路由器的全局参数，如主机名、密码、路由协议等。在特权用户模式下键入命令configterminal，即可进入该模式。计算机应用系352/24/20203:44:30PM网络操作系统高级管理端口配置模式该模式可对交换机或路由器的各种端口进行配置，如配置IP地址，封装网络协议等。在全局配置模式下键入命令interfaceinterface-type，即可进入端口配置模式，其中interface-type为具体的端口名称，如ethernet1。计算机应用系362/24/20203:44:30PM网络操作系统高级管理虚拟局域网参数配置模式在该模式下可对交换式网络进行虚拟局域网的划分。在特权模式下键入命令vlandatabase，即可进入虚拟局域网参数配置模式。计算机应用系372/24/20203:44:31PM网络操作系统高级管理进程配置模式在使用终端仿真程序（Telnet访问）配置交换机或路由器时，为VTY线路配置参数。Router#configureterminal(进入配置模式)Router#linevtyline-number[ending-line-number](进入对vty的配置)ending-line-number是最后的vty号.表示同时可以有几个telnet访问进来。Router#exec-timeoutminutes[seconds]设定空闲超时时间,退出telnet访问。计算机应用系382/24/20203:44:32PM网络操作系统高级管理如何实现交换机配置交换机本身不带输入输出设备(如键盘、显示器)，只有通过终端设备或普通的计算机来实现对其网络操作系统的访问，从而对其配置和管理。计算机应用系392/24/20203:44:33PM网络操作系统高级管理思考题交换机由哪些部分组成？谈谈关于“可以使用多台集线器级联或堆叠起来增加总的端口数，但不能用此方法来延伸网络的距离”的正确论述。为什么集线器组网就是共享式网络，而