局域網(wǎng)基礎(chǔ)教程

專題二：局域網(wǎng)設(shè)備管理主要內(nèi)容6.1交換機的基礎(chǔ)知識6.2交換機的基本配置11主要內(nèi)容6.1交換機的基礎(chǔ)知識6.1.1交換技術(shù)1.集線器傳統(tǒng)的基于共享式集線器的局域網(wǎng)中所有站點都處于同一個“沖突域”中。（這里沖突域指的是CSMA/CD算法中每個站點所監(jiān)聽的范圍）。集線器是一種共享設(shè)備，其本身并不能識別目的地址，當同一局域網(wǎng)內(nèi)的A主機給B主機傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)包是以廣播的方式傳輸?shù)?，由每一臺終端通過驗證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收。同一個沖突域中的站點在任意時刻只能有一個站點占用信道。主要內(nèi)容

同學(xué)們思考下：在此種情況下每個站點的帶寬如何？如何解決這個問題解決方案有兩個：（1）提高網(wǎng)絡(luò)可供利用的總帶寬，將當前的10M以太網(wǎng)系統(tǒng)升級為100M乃至更高級別的以太網(wǎng)系統(tǒng)。（2）讓正在通信的雙方擁有一條不受干擾的獨立信道（即局域網(wǎng)交換技術(shù)）。主要內(nèi)容2.交換機局域網(wǎng)交換技術(shù)的核心設(shè)備稱之為局域網(wǎng)交換機（LanSwitch）。交換機擁有一條高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機所有的端口都掛接在這條背部總線上。當一個站點發(fā)送802.3幀時，交換機通過查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC的網(wǎng)卡掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在，才廣播到所有端口。交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨自享有全部帶寬。主要內(nèi)容主要內(nèi)容6.1.2沖突域與廣播域1.沖突域沖突域（物理分段）是連接在同一傳輸介質(zhì)上的所有工作站的集合，或者說是同一物理網(wǎng)段上所有節(jié)點的集合或以太網(wǎng)競爭同一帶寬的節(jié)點集合。用集線器或者中繼器連接的所有節(jié)點可以被認為是在同一個沖突域內(nèi)。而第二層設(shè)備（網(wǎng)橋、交換機）和第三層設(shè)備（路由器）都可以劃分沖突域，當然也可以連接不同的沖突域。簡單地說，可以將通過中繼器相連的看成是一根電纜，而將通過網(wǎng)橋相連的看成是一束電纜。主要內(nèi)容2.廣播域廣播域是接受同樣廣播消息的節(jié)點的集合。例如：在該集合中的任何一個節(jié)點傳輸一個廣播幀，則所有其他能受到這個幀的節(jié)點都被認為是該廣播域的一部分。像集線器和交換機等第一、第二層設(shè)備連接的節(jié)點被認為都是在同一個廣播域。而路由器、第三層交換機則可以劃分廣播域，即可以連接不同的廣播域。一個虛擬局域網(wǎng)就是一個廣播域，虛擬局域網(wǎng)可以隔離廣播域，劃分虛擬局域網(wǎng)的其中一個目的就是隔離廣播。主要內(nèi)容6.1.3LANSwitch的工作原理交換機的工作原理是存儲轉(zhuǎn)發(fā)。1.它將某個端口發(fā)送的數(shù)據(jù)幀先存儲起來。2.通過解析數(shù)據(jù)幀以獲得目的MAC地址。3.然后在MAC地址表找到目的主機所連接的交換機的端口。4.并立即將數(shù)據(jù)幀從源端口直接發(fā)送到目的端口。主要內(nèi)容假定主機A向主機B發(fā)送數(shù)據(jù)。其過程如下：1.當交換機加電啟動初始化時，MAC地址表是空的。2.當主機A發(fā)送、交換機接受幀時，交換機根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址，建立主機A的MAC地址與交換機端口E0/1的映射，并將其寫入MAC地址表中。3.由于目的主機B的MAC地址未知，所以交換機把數(shù)據(jù)幀廣播發(fā)送到所有的端口。4.主機B向主機A發(fā)出響應(yīng)，交換機也知道了B的MAC地址。交換機會建立主機B的MAC地址與交換機端口E0/3的映射，并將其寫入MAC地址表中。注意：當主機B的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀進入交換機時，由于交換機已知主機A所連接的端口，所以交換機不對響應(yīng)數(shù)據(jù)幀進行廣播，而是直接把數(shù)據(jù)幀傳遞到接口E0/1。主要內(nèi)容◆MAC地址表表的結(jié)構(gòu)是MAC地址和端口對。這個MAC地址表存放于交換機的緩存（RAM）中。地址學(xué)習(xí)：學(xué)習(xí)地址時，交換機要記錄兩件事：①記錄地址本身和入站端口號碼②將MAC地址的壽命清0；表中的地址壽命每秒加1，所壽命達到一個特定值，對應(yīng)的MAC地址表項就會被刪除掉。這個過程叫老化。主要內(nèi)容◆轉(zhuǎn)發(fā)決策●丟棄：當與本端口連接的主機訪問本端口連接的主機時丟棄?！褶D(zhuǎn)發(fā)：當與某端口連接的主機訪問已知地址的某端口連接的主機時轉(zhuǎn)發(fā)。●泛洪：當與某個連接的主機訪問未知地址的端口連接主機時要泛洪?！羯嫫谏嫫谑嵌丝诘刂妨斜碇斜眄椀膲勖?。對于長期不發(fā)送數(shù)據(jù)的主機，其MAC地址的表項在生成期結(jié)束時刪除。所以端口地址表記錄的總是最活躍的主機的MAC地址。主要內(nèi)容6.1.4交換機的分類1.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍分（1）廣域網(wǎng)交換機廣域網(wǎng)交換機主要應(yīng)用于電信城域網(wǎng)互聯(lián)、Internet接入等領(lǐng)域的廣域網(wǎng)中，提供通信的基礎(chǔ)平臺。（2）局域網(wǎng)交換機這種交換機就是常見的交換機。局域網(wǎng)交換機應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如服務(wù)器、工作站、集線器、路由器和網(wǎng)絡(luò)打印機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供高速獨立通信通道。主要內(nèi)容2.根據(jù)傳輸介質(zhì)和傳輸速率劃分（1）以太網(wǎng)交換機指帶寬在100Mbps以下的以太網(wǎng)所用的交換機。以太網(wǎng)交換機是應(yīng)用最普遍和便宜的，它的檔次比較齊全，應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛，在大大小小的局域網(wǎng)中都能夠見到它的身影。以太網(wǎng)包括3種類型的接口：RJ-45、BNC、AUI，所對應(yīng)的傳輸介質(zhì)分別是雙絞線、細同軸電纜、粗同軸電纜。現(xiàn)在交換機通常不可能全是BNC或是AUI接口的，采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)很少，為了兼顧同軸電纜介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)連接，一般是在RJ-45接口的基礎(chǔ)上配上BNC或AUI接口。（2）快速以太網(wǎng)交換機交換機用于100Mbps快速以太網(wǎng)。快速以太網(wǎng)是一種在普通雙絞線或者光纖上實現(xiàn)100Mbps傳輸帶寬的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。有的快速以太網(wǎng)交換機會留下少數(shù)的光纖接口SC。主要內(nèi)容（3）千兆以太網(wǎng)交換機用于目前較新的一種網(wǎng)絡(luò)——千兆以太網(wǎng)（吉比特GB以太網(wǎng)），因為它的帶寬可以達到1000Mbps。它一般用于大型網(wǎng)絡(luò)的骨干網(wǎng)段，所采用的傳輸介質(zhì)有光纖和雙絞線兩種，對應(yīng)的接口為SC和RJ-45兩種接口（4）10千兆以太網(wǎng)交換機亦稱為“10Gbps以太網(wǎng)交換機”，主要為了適應(yīng)當今10千兆以太網(wǎng)絡(luò)的接入，它一般用于骨干網(wǎng)段上，采用的傳輸介質(zhì)為光纖，其接口方式為光纖接口。主要內(nèi)容（5）ATM交換機用于ATM網(wǎng)絡(luò)的交換機產(chǎn)品。ATM網(wǎng)絡(luò)由于其獨特的技術(shù)特性，現(xiàn)在還只用于電信和郵政網(wǎng)的主干網(wǎng)段，因此其交換機產(chǎn)品在市場上很少看見。例如:ADSL寬帶接入方式中PPPoA、有線電視的CableModem接入。ATM交換機的價格較高，在普通局域網(wǎng)中應(yīng)用很少。（6）FDDI（光纖分布式數(shù)據(jù)接口）交換機隨著快速以太網(wǎng)技術(shù)的成功推出，F(xiàn)DDI技術(shù)失去了它應(yīng)有的市場。FDDI交換機用于老式中、小型企業(yè)的快速數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)中，接口形式都是光纖接口。（7）令牌環(huán)網(wǎng)交換機由于令牌環(huán)網(wǎng)逐漸失去了市場，相應(yīng)的純令牌環(huán)交換機也非常少見主要內(nèi)容3.根據(jù)交換機應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層次劃分（1）企業(yè)級交換機企業(yè)級交換機屬于一類高端交換機，一般采用模塊化的結(jié)構(gòu)，可作為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)骨干構(gòu)建高速局域網(wǎng)，它通常用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的最頂層。企業(yè)級交換機一般都是千兆以上以太網(wǎng)交換機。為了保證交換機高的傳輸速率，端口一般為光纖接口。通常支持500個信息點以上。主要內(nèi)容（2）部門級交換機CISCOWS-CE500-24TT部門級交換機部門級交換機是面向部門級網(wǎng)絡(luò)使用的交換機。一般除了常用的RJ-45雙絞線接口外，還帶有光纖接口。部門級交換機一般具有突出的智能型特點，支持基于端口的VLAN（虛擬局域網(wǎng)），可實現(xiàn)端口管理，可任意采用全雙工或半雙工傳輸模式，可對流量進行控制，有網(wǎng)絡(luò)管理功能，可通過PC機的串行接口或經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)對交換機進行配置、監(jiān)控和測試。一般認為支持300個信息點以下的中型企業(yè)的交換機為部門級交換機。主要內(nèi)容（3）工作組交換機主要來替代傳統(tǒng)的集線器。這類交換機通常按每一個數(shù)據(jù)包中的MAC地址相對簡單地轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。一般沒有網(wǎng)絡(luò)管理的功能。一般認為支持100個信息點以內(nèi)的交換機為工作組級交換機。（4）桌面級交換機這是最常見的一種最低檔交換機，通常端口數(shù)目也較少（一般12口以內(nèi)），只具備最基本的交換機特性，價格也是最便宜的。它主要應(yīng)用于小型企業(yè)或中型以上企業(yè)辦公桌面。TP-LINKTL-SG1008D桌面級交換機主要內(nèi)容4.根據(jù)交換機端口結(jié)構(gòu)劃分（1）固定端口交換機一般標準有8端口、16端口和24端口。非標準的端口數(shù)主要有4端口、5端口、10端口、12端口、20端口、22端口和32端口等。（2）模塊化交換機用戶可以選擇不同數(shù)量、不同速率和不同接口類型的模塊，以適應(yīng)千變?nèi)f化的網(wǎng)絡(luò)需求。例如Cisco6500系列模塊化交換機。一般企業(yè)級交換機應(yīng)考慮其擴充性、兼容性和容錯性，應(yīng)當選用模塊化交換機。主要內(nèi)容5.根據(jù)工作協(xié)議層劃分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都是工作在OSI/RM的一定層次上，工作的層次越高，說明其設(shè)備的技術(shù)水平越高，性能也越好，檔次也就越高。交換機由原來工作在OSI/RM的第二層，發(fā)展到現(xiàn)在有可以工作在第四層的交換機。（1）第二層交換機對應(yīng)于OSI/RM模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）。依賴于數(shù)據(jù)鏈路層中的信息（MAC地址）完成不同端口數(shù)據(jù)間的線速交換。一般應(yīng)用于小型企業(yè)或中型以上企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的桌面層次。（2）第三層交換機對應(yīng)于OSI/RM模型的第三層（網(wǎng)絡(luò)層），所以它具有路由功能。通常這類交換機采用模塊化結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不靈活配置的需要。在大中型網(wǎng)絡(luò)中，第三層交換機已經(jīng)成為基本配置設(shè)備。（3）第四層交換機對應(yīng)于OSI/RM模型的第四層（傳輸層）。主要內(nèi)容6.根據(jù)是否支持網(wǎng)管功能劃分（1）網(wǎng)管型交換機網(wǎng)管型交換機產(chǎn)品提供了基于終端控制口Console、基于Web頁面及支持Telnet遠程登錄網(wǎng)絡(luò)等多種網(wǎng)絡(luò)管理方式。（2）非網(wǎng)管交換機目前大多數(shù)部門級以下的交換機多數(shù)都是非網(wǎng)管型的，只有企業(yè)級及少數(shù)部門級交換機支持網(wǎng)管功能。主要內(nèi)容6.1.5交換機的級聯(lián)和堆疊1.交換機的星形集中連接交換機的最基本功能和應(yīng)用就是集中連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如服務(wù)器、工作站、PC機、筆記本電腦、路由器、防火墻、網(wǎng)絡(luò)打印機等)，只要交換機的端口支持相應(yīng)設(shè)備的端口類型都可以直接連接在交換機的端口，共同構(gòu)成星形網(wǎng)絡(luò)。注意：在星形連接中，交換機的各端口連接設(shè)備都彼此平等，可以相互訪問(除非做了限制)，而不是認為連接在交換機的服務(wù)器是最高級的。主要內(nèi)容2.交換機的級聯(lián)與堆疊上圖所示的僅是一個最基本的星形以太網(wǎng)架構(gòu)，實際的星形企業(yè)網(wǎng)絡(luò)比這可能要復(fù)雜許多。這復(fù)雜性不僅表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何高檔，配置如何復(fù)雜，更重要的是表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)交換層次比較復(fù)雜。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的路由器和防火墻通常只需配備一個，但交換機通常不會只是一個(除了只有20個用戶左右的小型網(wǎng)絡(luò))。如果用戶數(shù)比較多，如上百個，甚至上千個，就必須依靠交換機的級聯(lián)或者堆棧擴展連接了。但級聯(lián)技術(shù)和堆棧技術(shù)也有所不同，它們的應(yīng)用范圍也不同。主要內(nèi)容（1）交換機級聯(lián)（stack）簡單地說，級聯(lián)可通過一根雙絞線在任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家的交換機之間、集線器之間、交換機與集線器之間完成。這樣一方面解決了單一交換機端口數(shù)不足的問題，另一方面也解決離機房較遠距離的客戶端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接。因為單段交換雙絞以太網(wǎng)電纜可達到了100米，每級聯(lián)一個交換機就可擴展100米的距離。但這也不是說可以任意級聯(lián)，因為線路過長，一方面信號在線路上的衰減也較多，另一方面，畢竟下級交換機還是共享上級交換機的一個端口可用帶寬，層次越多，最終的客戶端可用帶寬也就越低(盡管你可能用的是百兆交換機)，這樣對網(wǎng)絡(luò)的連接性能影響非常大。主要內(nèi)容主要內(nèi)容（2）交換機的堆疊（uplink）簡單地說，堆疊只有在同一廠家的設(shè)備之間，且此設(shè)備必須具有堆疊功能才可實現(xiàn)。對于堆疊，各個廠家的設(shè)備會標明最大堆疊個數(shù)。堆疊是通過交換機的背板連接起來的。堆疊有級聯(lián)不能達到的優(yōu)勢：①多臺交換機堆疊，從邏輯上說它們屬于同一個設(shè)備，可視為一個交換機統(tǒng)一管理，只要連接在一臺交換機上就能對其他交換機進行設(shè)置。②多個設(shè)備級聯(lián)會產(chǎn)生級聯(lián)瓶頸。而堆疊線纜能提供高于1Gbps的背板帶寬，極大地減低了瓶頸。堆疊交換機常用的堆疊方式有兩種：菊花狀和星狀。主要內(nèi)容菊花狀堆疊星狀堆疊主要內(nèi)容6.1.6交換機產(chǎn)品系列1.Cisco交換機產(chǎn)品系列Cisco交換機產(chǎn)品以“Catalyst”為商標，包含1900、2800、2900、3500、4000、5000、5500、6000、8500等10多個系列。這些交換機可以分為兩類：一類是固定端口交換機，包括3500及以下大部分型號；另一類是模塊化交換機，主要指4000系列及以上的機型網(wǎng)絡(luò)集成項目中常見的Cisco交換機有500系列、3500系列、6500系列。它們分別使用在網(wǎng)絡(luò)的低端、中端和高端。主要內(nèi)容2.華為交換機產(chǎn)品系列H3CS系列可管理、可運營、全線速、全業(yè)務(wù)智能以太網(wǎng)交換機，產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計、擴展能力以及豐富的業(yè)務(wù)特性滿足寬帶城域網(wǎng)絡(luò)的需求，能為客戶提供更加高效、安全、易于擴展的客戶化解決方案。產(chǎn)品涵蓋核心層、邊緣層及接入層，能夠提供端到端的以太網(wǎng)交換機解決方案，能夠為城域網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)提供端到端解決方案。

H3C?S8500系列萬兆核心多層交換機

H3C?S8000系列千兆核心多層交換機

H3C?S6500系列千兆核心多層交換機

H3C?S5000系列千兆以太網(wǎng)交換機

H3C?S3500系列路由交換機

H3C?S3000系列快速以太網(wǎng)交換機

H3C?S2000系列邊緣接入交換機

H3C?S1000系列非網(wǎng)管快速以太網(wǎng)交換機

H3C?MA5200系列以太網(wǎng)接入服務(wù)器

H3C?WA1000系列無線局域網(wǎng)系統(tǒng)主要內(nèi)容6.2交換機的基本配置通常網(wǎng)管型交換機可以通過兩種方法進行配置：一種是本地配置；另一種是遠程網(wǎng)絡(luò)配置。但是要注意后一種配置方法只有在前一種配置成功后才可進行，下面分別介紹。6.2.1本地配置方式1.物理連接通過計算機與交換機的Console端口通過Console線直接連接的方式進行通信。主要內(nèi)容可進行網(wǎng)絡(luò)管理的交換機上一般都有一個Console端口，它是專門用于對交換機進行配置和管理的。通過Cconsole端口連接并配置交換機是最常用、最基本也是網(wǎng)絡(luò)管理員必須掌握的管理和配置方式。不同類型的交換，Console端口所處的位置并不相同，有的位于前面板（如Catalyst3200和Catalyst4006）,而有的位于后面板（如Catalyst1900和Catalyst2900XL）。通常模塊化交換機大多位于前面板，固定端口交換機則大多位于后面板，該端口的上方或側(cè)方都會有類似“CONSOLE”字樣的標識。主要內(nèi)容2.軟件配置（1）將交換機正面的Console口通過配置線連接到PC機的串口上注意：COM接口(串口)。目前大多數(shù)主板都提供了兩個COM接口，分別為COM1和COM2，作用是連接串行鼠標和外置Modem等設(shè)備。（2）超級終端設(shè)置“開始”—“程序”—“附件”—“通訊”—“超級終端”主要內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容●H3CS1526交換機基本配置1.修改密碼2.設(shè)置IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)3.恢復(fù)默認設(shè)置狀態(tài)4.重啟交換機主要內(nèi)容操作演示：設(shè)置H3CS1526交換機的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等主要內(nèi)容H3CS3100基本配置操作演示：通過Console口對H3CS3100進行基本配置，以實現(xiàn)用戶通過Web頁面遠程登錄訪問。

<H3C>system-view[H3C]interfacevlan1[H3Cinterface-vlan1]ipaddress192.168.1.111255.255.255.0[H3C]local-useradministrator[H3C-luser-administrator]service-typetelnetlevel3[H3C-luser-administrator]passwordsimple123456Web頁面訪問的客戶機將IP地址設(shè)置為同H3CS3100交換機同一個網(wǎng)端的地址，子網(wǎng)掩碼相同（192.168.1.X，255.255.255.0），在IE地址欄中輸入192.168.1.111，在彈出的Web頁面登錄對話框中輸入用戶名administrator和密碼123456.主要內(nèi)容6.2.2遠程配置方式1.Telnet方式Telnet協(xié)議是一種遠程訪問協(xié)議，可以用它登錄到遠程計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或?qū)Ｓ肨CP/IP網(wǎng)絡(luò)。在使用Telnet連接至交換機前，應(yīng)當確認已經(jīng)做好以下準備工作：在用于管理的計算機中安裝有TCP/IP協(xié)議，并配置好了IP地址信息。在被管理的交換機上已經(jīng)配置好IP地址信息。如果尚未配置IP地址信息，則必須通過Console端口進行設(shè)置。在被管理的交換機上建立了具有管理權(quán)限的用戶賬戶。（1）選擇【開始】-【程序】-【附件】-【命令提示符】，在命令提示符后輸入“telnet192.168.1.111”。如果為交換機配置了名稱，可以輸入“telnets3100-a”。（2）輸入好后，按Enter鍵，建立與遠程交換機的連接。主要內(nèi)容2.Web方式（1）首先必須在Console口配置下配置交換機的IP地址，子網(wǎng)掩碼，登錄交換機的Web用戶名，用戶名密碼（部分H3C交換機默認用戶名admin密碼admin）（2）然后通過雙絞線一端連在計算機網(wǎng)卡上，另一端連在交換機的普通以太網(wǎng)端口上。（3）在計算機IE地址欄中輸入192.168.1.111（4）在彈出的“Web網(wǎng)管用戶登錄”對話框中輸入用戶名和密碼,單擊確定登錄。主要內(nèi)容6.2.3H3C以太網(wǎng)交換機的配置1.H3C交換機配置基礎(chǔ)S3100交換機可用命令行模式進行配置和維護，為了安全和配置方便，它有如下一些配置視圖（1）用戶視圖——<H3C>在該模式下我們只能查詢交換機的一些基礎(chǔ)信息，如版本號（displayversion），交換機各端口基本信息等。命令：<H3C>displaycurrent==<H3C>discur（2）系統(tǒng)視圖——[H3C]注意：在用戶視圖下，如果想要對交換機進行配置，必須執(zhí)行system-view命令進入系統(tǒng)視圖。命令：<H3C