网络互联技术-交换机基础

本章主要内容1.交换式以太网的特点2.交换机的工作过程和数据传输方式3.交换机的通信过滤、地址学习和生成树协议4.VLAN的组网方法和特点5.实践内容利用交换机组装简单的交换式以太网配置以太网交换机在交换式以太网上划分VLAN共享式以太网存在的主要问题1.覆盖的地理范围有限以太网覆盖的地理范围随网络速度的增加而减小2.网络总带宽容量固定以太网的固定带宽被网络中的所有节点共同拥有节点增加，冲突概率增大，带宽浪费也越严重3.不能支持多种速率以太网的传输介质是共享的利用集线器组成的大型共享式以太网利用集线器组成的大型共享式以太网以太网交换机组网将一台计算机直接连到交换机端口该计算机独享该端口提供的带宽将一个网段连到交换机端口该网段上的所有计算机共享该端口提供的带宽以太网交换机的工作过程地址学习1.建立端口/MAC地址映射表需要解决的问题交换机怎样知道哪台计算机连接哪个端口交换机怎样维护地址映射表以保持其“新鲜”2.地址学习读取帧的源地址并记录帧进入交换机的端口（节点只要发送信息，交换机就能建立该表项）利用计时器维护表项的“新鲜”性网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.1.1地址学习功能MAC地址表A：0260.8c01.1111C:0260.8c01.2222B:0260.8c01.3333D:0260.8c01.4444E0E2E1E3地址学习：初始化MAC地址表第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.1.1地址学习功能交换机重要的学习过程：◆当一个交换机首次初始化时，交换机地址表是空的。◆用一个空MAC地址表，基于地址的源过滤或转发决策是不可能的，因此交换机将每一帧转发给所有连接的端口而不只是接收的端口。◆转发一个帧到所有连接端口称作“泛洪(Flooding)”该帧。◆泛洪是一种通过交换机传输数据的低效方法，因此它将数据帧传输到了不需要的网段，浪费了带宽。◆因为交换机同时处理多个网段的通信量，交换机执行内存缓冲以致能独立接收、传输每一个端口或网段的数据帧。第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.1.1地址学习功能地址学习：泛洪数据包MAC地址表A：0260.8c01.1111C:0260.8c01.2222B:0260.8c01.3333D:0260.8c01.4444E0E2E1E3E0:0260.8c01.1111第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.1.1地址学习功能交换机接收该帧，执行以下几个动作：◆第1步：从物理以太网接收该帧并且存储在临时缓冲区。◆第2步：因为交换机不知道哪个接口连到目的站，它有责任将该帧泛洪给所有端口。◆第3步：当站A泛洪该帧时，交换机在新的MAC地址表项了解到源地址及与之相连的端口E0。◆第4步：MAC地址表项被缓存。如果该项在一定时间内没有新的帧传到交换机来刷新的话，这个表项即被废弃。第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.1.1地址学习功能地址学习：站应答E0:0260.8c01.1111E3:0260.8c01.4444MAC地址表A：0260.8c01.1111C:0260.8c01.2222B:0260.8c01.3333D:0260.8c01.4444E0E2E1E3第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.1.1地址学习功能MAC地址为0260.8C01.4444的站D给MAC地址为0260.8C01.2222的站C发送数据量，交换机采取几个动作：◆第1步：源地址0260.8C01.4444被加到MAC地址表。◆第2步：传输帧的目的地址站C与MAC地址表项相比较。◆第3步：当软件决定对这个目的地来说至此未见端口到MAC地址映射时，该帧被泛洪到除巳接收该包的端口外所有的端口。◆第4步：当站C发送一帧到站A时，交换机了解到站C的MAC地址和端口E2。◆第5步：只要在MAC地址表项生命周期内所有站发送数据帧，就可以建立起完整的MAC地址表。这些表项也可用来制定智能转发、过滤决策。第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.1.2转发/过滤决策交换机过滤决策E0:0260.8c01.1111E2:0260.8C01.2222E2:0260.8C01.3333E3:0260.8c01.4444E2:0260.8C01.2222MAC地址表A：0260.8c01.1111C:0260.8c01.2222B:0260.8c01.3333D:0260.8c01.4444E0E2E1E3第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.1.2转发/过滤决策站A发送帧给站C的步骤如下：◆第1步：传输帧的目的MAC地址0260.8C01.2222与MAC地址表中项比较。◆第2步：当交换机决定目的地址经由E2端口可到达时，它将该帧传到该端口。◆第3步：交换机为了保护链路上的带宽没有将帧传到E1和E3口，这个动作称作帧过滤。第3章交换机基础通信过滤1.目的：隔离本地信息，避免不必要的数据流动2.方法：利用端口/MAC地址映射表和帧的目的地址决定是否转发或转发到何处如果地址表中不存在帧的目的地址，交换机则需要向除接收端口以外的所有端口转发通信过滤举例数据转发方式直接交换测到目的地址字段，立即转发存储转发交换完整地接收整个数据，对数据进行差错检测改进的直接交换接收数据头部，判断头部字段是否正确网络互联技术第3章交换机基础提升网络技术打造未来世界3.2.1S2126G交换机产品概述◆端口：24个10Base-T/100Base-TXRJ45端口2个千兆模块端口1个Console串口◆工作模式：PortVLANTagVLAN网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.1.1S2126G交换机产品概述◆网络介质：10Base-T：3类或3类以上UTP或STP100Base-TX：5类UTP或STP100Base-FX：MMF(多模光纤)100Base-FX-S：SMF(单模光纤)1000Base-TX：5类UTP或STP1000Base-SX：MMF（多模光纤）1000Base-LX：SMF（单模光纤）或MMF（多模光纤）◆指示：POWER电源上电指示RJ45端口Link/ACT，100MbpsLEDLED扩展模块Module，Link/ACT，1000Mbps，100Mbps第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.2S2126G交换机安装1、S2126G交换机部件说明：◆Console端口可使用产品附带的9芯串口线将Console端口与计算机的串口连接对交换机进行管理。◆24个10Base-T/100Base-TXRJ45端口这些端口支持10Mbps或100Mbps带宽的连接设备，均具有自协商能力。在交换机管理中，需要对端口名、端口速率、双工模式、端口流量控制、广播风暴控制与安全控制等进行设置。第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.2S2126G交换机安装说明：◆LED指示灯电源指示灯、10Base-T/100Base-TXRJ45端口状态指示、扩展模块状态指示灯第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.2S2126G交换机安装◆后面板端口说明S2126G千兆以太网交换机的后面板包括2个千兆模块插槽和交流电源开关等。第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.2S2126G交换机安装◆扩展接口S2126G可扩展1个或者是2个M2121-X千兆模块或者是M2101-X百兆模块。21XX系列交换机可提供六种扩展模块，第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.2S2126G交换机安装型号标准端口形式网络介质激光波长最大传输距离M2121S1000Base-XSCMMF850nm≤550mM2121L1000Base-XSCSMF、MMF1300nm≤5000mM2121T1000Base-TRJ455类UTP或STP无100mM2101F100Base-FXSCMMF850nm≤2000mM2101F-S100Base-FXSCSMF1300nm≤20000mM2101T100Base-TRJ455类UTP或STP无100m第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.3交换机的链接1、与服务器及工作站相连◆确认您使用了合适的网络线：1）于10Base-T网络使用3类或3类以上的UTP（非屏蔽双绞线）或STP（屏蔽双绞线）。2）于100Base-TX网络使用5类的UTP（非屏蔽双绞线）或STP（屏蔽双绞线）。3）若通过UTP或STP网络线使服务器或工作站和交换机相连，则网线长度不得大于100米。第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.3交换机的链接1、与服务器及工作站相连◆请将网线的一端和网络适配器相连，另一端和交换机的RJ45端口相连。将串口线的一端与交换机上的Console端口相连，另一端与主机上的串口相连，在交换机后面板上插上交流电源线，电源线插头插入室内电源插座。◆通过串口，可对交换机进行带外（Out-of-band）管理，它不占用网络带宽。通过RJ45网线，可进行Telnet、S-Manager及基于Web的WBM的管理。第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.3交换机的链接2、与HUB或其它交换机相连◆确定使用了合适的网线1）于10Base-T网络使用3类或3类以上的（内部未交叉的）UTP（非屏蔽双绞线）或STP（屏蔽双绞线）。2）于100Base-TX网络使用5类（内部未交叉）的UTP（非屏蔽双绞线）或STP（屏蔽双绞线）。◆连上电源线在下面例子中，交换机和一台服务器，一台工作站，一个8端口交换机相连第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.3交换机的链接第3章交换机基础Fa0/1网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.3交换机的链接3、注意事项◆在放置交换机时请注意稳定性，跌落将造成严重后果。◆应在正确的电源供电下才能正常工作，请在使用前确认电源供电与交换机所标示的供电要求相符。◆为减少受电击的危险，在交换机工作时不要打开外壳，即使在不带电的情况下，也不要自行打开。◆当交换机和工作站、服务器、HUB或其它的交换机相连时，若所用的网线是UTP或STP时，其长度不能大于100米。第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.3交换机的链接3、注意事项◆对于10Base-T的以太网，则所用的网线应是3类或3类以上的UTP或STP。◆对于100Base-TX的以太网,则必需使用5类UTP或STP。◆在交换机工作时除光纤模块外，其它端口的网络线可以随意插入或拔出端口，而不会中断交换机的工作。光纤模块上的光纤电缆插拨时请确认该模块未参与数据交换，否则可能导致交换机交换异常，在这种情况下，交换机为恢复正常交换，将自行复位。第3章交换机基础网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.2.3交换机的链接3、注意事项◆在清洁交换机前，应先将交换机电源插头拔出，用湿润的面料擦拭，不可以用液体清洗。◆不要将交换机放在水边或潮湿的地方，并防止水和湿气进入交换机机壳。◆在放置交换机时，请避开多尘及电磁干扰强的地区。第3章交换机基础提升网络技术打造未来世界网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.3使用交换机的命令界面1、命令界面层次关系（1）UserEXEC（用户模式）◆访问交换机时，首先进入该模Switch◆输入exit命令，离开该模式。◆使用该模式，来进行基本测试、显示系统信息。◆要进入特权模式，输入enable命令。第3章交换机基础提升网络技术打造未来世界网络互联技术提升网络技术打造未来世界3.3使用交换机的命令界面（2）PrivilegedEXEC（特权模式）◆在用户模式下，使用enable命令进入该模式。◆Switch#要返回到用户模式，输入disable命令。◆要进入全局配置模式，输入configure命令。◆使用该模式来验证设置命令