TCPIP路由交換技術(shù)-以太網(wǎng)交換機的工作原理

以太網(wǎng)交換機原理及基本配置課程議題通過本次內(nèi)容的學(xué)習(xí)，希望您能夠：了解以太網(wǎng)的發(fā)展、相關(guān)標準及基本概念掌握以太網(wǎng)802.3幀結(jié)構(gòu)和MAC地址掌握交換機的工作原理學(xué)會交換機的配置學(xué)習(xí)目標5.1以太網(wǎng)發(fā)展歷史及現(xiàn)狀時間名稱速率主要傳輸介質(zhì)20世紀80年代以太網(wǎng)10Mbps同軸電纜3類雙絞線20世紀90年代中期快速以太網(wǎng)100Mbps5類雙絞線20世紀90年代中后期千兆以太網(wǎng)1000Mbps超5類雙絞線光

纖以太網(wǎng)發(fā)展的幾個主要歷史階段1、萬兆以太網(wǎng)不再支持半雙工數(shù)據(jù)傳輸，所有數(shù)據(jù)傳輸都以全雙工方式進行，極大地擴展了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域，而且標準大大簡化。2、萬兆以太網(wǎng)不僅可以為企業(yè)骨干網(wǎng)服務(wù)，也可以對廣域網(wǎng)以及其它長距離網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供最佳支持。3、萬兆以太網(wǎng)采用了更先進的糾錯和恢復(fù)技術(shù)，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｒ蕴W(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀5.2以太網(wǎng)相關(guān)標準802.3協(xié)議簇1、IEEE802.2為以太網(wǎng)LLC（邏輯鏈路控制）標準。2、EEE802.3為以太網(wǎng)標準：IEEE802.3u為100M以太網(wǎng)標準IEEE802.3z為1000M以太網(wǎng)標準IEEE802.3ab為1000M以太網(wǎng)運行在雙絞線上的標準5.3以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)802.3幀結(jié)構(gòu)1、前導(dǎo)PRE(Preamble)：先導(dǎo)字節(jié)，7個10101010，被用作同步。2、幀定界符開始SFD(StartofFrameDelimiter)：特殊模式10101011表示幀的開始。3、目的地址DA(DestinationAddress)：說明一個幀要去哪兒。4、源地址SA(SourceAddress)：說明一個幀來自哪兒。5、LENGTH/TYPE：數(shù)據(jù)和填充字段的長度（值<=1500）/報文類型（值>1500）。6、DATA/PAD：DATA是數(shù)據(jù)字段，PAD是填充字段。7、CRC：校驗字段。使用32位循環(huán)冗余校驗碼的錯誤檢驗。1、當(dāng)類型（TYPE）是0800時，表明數(shù)據(jù)是IP數(shù)據(jù)包；2、當(dāng)類型（TYPE）是0806時，表明數(shù)據(jù)是ARP請求/應(yīng)答；3、當(dāng)類型（TYPE）是0835時，表明數(shù)據(jù)是RARP請求/應(yīng)答。以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)5.4

MAXC地址數(shù)據(jù)源地址幀檢測序列類型目的地址可變2664XXXXXXXXXXXX由廠商分配給設(shè)備由IEEE分配給廠商(如:銳捷網(wǎng)絡(luò)00-D0-F8)前導(dǎo)位MAC地址8單位:字節(jié)MAC地址MAC地址48位二進制數(shù)，它通常轉(zhuǎn)換成12位的十六進制數(shù)表示5.5

傳統(tǒng)以太網(wǎng)基本概念主機在發(fā)送數(shù)據(jù)前監(jiān)聽信道，如果空閑，則發(fā)送；如果忙，則退避等待如果兩臺主機同時監(jiān)聽到信道空閑并發(fā)生數(shù)據(jù)，則發(fā)生沖突沖突發(fā)送阻塞信號并退避等待CSMA/CD——帶有沖突監(jiān)測的載波偵聽多址訪問廣播域/沖突域Hub特點:

1.所有端口同在一個廣播域內(nèi)2.所有端口共享帶寬3.所有端口同在一個沖突域內(nèi) 4.廣播式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)Hub工作在物理層同一個廣播域獨立沖突域Switch獨立沖突域Switch工作在數(shù)據(jù)鏈路層特點:

1.所有端口同在一個廣播域內(nèi)2.每個端口獨享帶寬3.每個端口同是獨立的沖突域5.6交換機的工作原理交換機的功能交換機的三項主要功能：學(xué)習(xí)功能轉(zhuǎn)發(fā)/過濾功能環(huán)路消除功能E0:E1:E2:E3:MAC地址表E0E1E2E3主機A：00-D0-F8-00-11-11主機B：00-D0-F8-00-22-22主機C：00-D0-F8-00-33-33主機D：00-D0-F8-00-44-44初始的MAC地址為空交換機的工作原理——地址學(xué)習(xí)E0:00-D0-F8-00-11-11E1:E2:E3:MAC地址表E0E1E2E3主機A：00-D0-F8-00-11-11主機B：00-D0-F8-00-22-22主機C：00-D0-F8-00-33-33主機D：00-D0-F8-00-44-44主機A向交換機發(fā)送數(shù)據(jù)幀，則MAC地址表中將增加源主機A和端口E0的映射關(guān)系。同時對目的地址未知的端口進行洪泛操作交換機的工作原理——地址學(xué)習(xí)MAC地址表E0:00-D0-F8-00-11-11E1:

00-D0-F8-00-22-22E2:00-D0-F8-00-33-33E3:00-D0-F8-00-44-44E0E1E2E3主機A：00-D0-F8-00-11-11主機B：00-D0-F8-00-22-22主機C：00-D0-F8-00-33-33主機D：00-D0-F8-00-44-44隨著這個過程不斷重復(fù)，最終建立起完整的MAC地址表交換機的工作原理——地址學(xué)習(xí)E0:00-D0-F8-00-11-11E1:

00-D0-F8-00-22-22E2:00-D0-F8-00-33-33E3:00-D0-F8-00-44-44MAC地址表E0E1E2E3主機A：00-D0-F8-00-11-11主機B：00-D0-F8-00-22-22主機C：00-D0-F8-00-33-33

主機D：00-D0-F8-00-44-44對非目標主機，交換機依據(jù)MAC地址表，進行過濾操作。當(dāng)工作站A給工作站C發(fā)送單播數(shù)據(jù)幀交換機的工作原理——轉(zhuǎn)發(fā)過濾E0:00-D0-F8-00-11-11E1:

00-D0-F8-00-22-22E2:00-D0-F8-00-33-33E3:00-D0-F8-00-44-44MAC地址表E0E1E2E3主機A：00-D0-F8-00-11-11主機B：00-D0-F8-00-22-22主機C：00-D0-F8-00-33-33

主機D：00-D0-F8-00-44-44當(dāng)工作站A發(fā)送廣播組播未知數(shù)據(jù)幀交換機的工作原理——轉(zhuǎn)發(fā)過濾直通轉(zhuǎn)發(fā)：交換機收到幀頭（通常只檢查14個字節(jié)）后立刻察看目的MAC地址并進行轉(zhuǎn)發(fā)交換機的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式幀頭存儲轉(zhuǎn)發(fā)：接收完整的幀，執(zhí)行完校驗后，轉(zhuǎn)發(fā)正確的幀而丟棄錯誤的幀交換機的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式完整的幀無碎片直通轉(zhuǎn)發(fā)：交換機讀取前64個字節(jié)后開始轉(zhuǎn)發(fā)64B交換機的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式5.7交換機的配置交換機的端口和指示燈交換端口Console口端口指示燈電源指示燈交換機的訪問方式通過帶外方式對交換機進行管理通過Telnet對交換機進行遠程管理通過Web對交換機進行遠程管理通過SNMP管理工作站對交換機進行遠程管理通過帶外方式管理交換機通過交換機的Console口，使用超級終端工具通過Console線纜連接主機的Com端口通過Telnet方式管理交換機交換機必須已經(jīng)配置了管理IP地址、密碼等，并開啟Telnet可以使用Windows自帶的Telnet連接工具登錄后界面和Console口連接是一致通過WEB方式管理交換機交換機必須已經(jīng)配置了管理IP地址、密碼等，并開啟HTTP可以使用瀏覽器進行訪問登錄后的界面通過SNMP方式管理交換機交換機必須已經(jīng)配置了管理IP地址等，并設(shè)置了SNMP需要網(wǎng)絡(luò)管理軟件配合使用交換機的配置文件ROMNVRAMInterfaceLineRAM交換機的引導(dǎo)啟動程序交換機的操作系統(tǒng)和啟動配置文件24個以太網(wǎng)口Console口等運行配置文件線路交換機的配置模式交換機的命令行結(jié)構(gòu)交換機的命令行約定序號約定說明1黑體字表示命令，精確顯示輸入內(nèi)容2斜體字表示參數(shù)由用戶輸入值3[x]方括號包含可選內(nèi)容（關(guān)鍵字或參數(shù)）4Ⅰ表示在可選的或必填的關(guān)鍵字或參數(shù)中進行選擇5[xⅠy]方括號中以垂直線分割關(guān)鍵字或參數(shù)表示可選6｛xⅠy｝大括號中以垂直線分割關(guān)鍵字或參數(shù)表示必填支持命令簡寫(按TAB鍵將命令補充完整)在每種操作模式下直接輸入“?”顯示該模式下所有的命令命令空格“?”顯示命令參數(shù)并對其解釋說明字符“?”顯示以該字符開頭的命令命令歷史緩存交換機操作幫助特點1、配置主機名Switch(Config)#hostname

name交換機的基本配置交換機的基本配置2、配置交換機控制口令（1）控制臺口令Switch(config)#lineconsole0Switch(config-line)#password123（可自定）Switch(config-line)#login（2）配置特權(quán)口令和特權(quán)加密口令Switch(config)#enablepassword

123Switch(config)#enablesecret123（3）VTY口令Switch(config)#linevty

04Switch(config-line)#password

123Switch(config-line)#login交換機的基本配置3、配置交換機的管理IP地址Switch(config)#interfacevlanvlan-idSwitch(config-if)#ipaddressip-addressmaskSwitch(config-if)#noshutdown交換機的基本配置4、配置交換機的空閑時間Switch(config)#lineconsole0Switch(config-line)#exec-timeout〈0～35791〉1、查看配置文件（1）查看指定的文件Switcht#moreconfig.text

（2）查看RAM里當(dāng)前生效的配置信息Switch#showrunning-config管理交換機的配置文件2、保存配置文件Switch#write[memory]Switch#copyrunning-configstartup-config管理交換機的配置文件3、刪除交換機中的所有配置Switcht#erasestartup-config管理交換機的配置文件4、使交換機恢復(fù)為其原始配置Switcht#reload管理交換機的配置文件實訓(xùn)項目：交換機的基本配置

你是學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)管理員，現(xiàn)在你想在自己的辦公室對學(xué)校中心設(shè)備間的交換機進行配置，使你在自己的辦公室里就可以遠程登錄到交換機上對它進行維護管理。項目背景方案設(shè)計交換端口f0/10通過Conso