交換機的作用及配置方法

1、交換機交換機 作用及配置方法目錄目錄交換機的配置方法03交換機的作用02交換機簡介01 交換機簡介01一一. 交換機簡介工博士商城 在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中，交換概念的提出改進了共享工作模式。交換（switching）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法，把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳酚缮系募夹g(shù)的統(tǒng)稱。而HUB集線器就是一種物理層共享設備，HUB本身不能識別MAC 地址和IP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)包在以HUB為架構(gòu)的網(wǎng)絡上是以廣播方式傳輸?shù)?，由每一臺終端通過驗證數(shù)據(jù)報頭的MAC地址來確定是否接收。也就是說，在這種工作方式下，同一時刻網(wǎng)絡上只能傳輸

2、一組數(shù)據(jù)幀的通訊，如果發(fā)生碰撞還得重試。這種方式就是共享網(wǎng)絡帶寬。通俗的說，普通交換機是不帶管理功能的，一根進線，其他接口接到電腦上就可以了。 交換機根據(jù)工作位置的不同，可以分為廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機。廣域的交換機（switch）就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設備，它應用在數(shù)據(jù)鏈路層。交換機有多個端口，每個端口都具有橋接功能，可以連接一個局域網(wǎng)或一臺高性能服務器或工作站。實際上，交換機有時被稱為多端口網(wǎng)橋。 如今，交換機更多的卻是以應用需求為導向，在選擇方案和產(chǎn)品時用戶最關(guān)心的仍然是如何有效地保證投資收益。按照一般的選購流程來說，在用戶提出了需求之后，首先會由系統(tǒng)集成商或者是廠商為

3、客戶的需求來提供相應的服務，然后再去選擇相應的技術(shù)。這點在網(wǎng)絡方面的表現(xiàn)尤其明顯。一一. 交換機簡介工博士商城 不論是重點行業(yè)用戶還是一般的企業(yè)用戶，在應用IT技術(shù)方面更加明智，也更加穩(wěn)健。此外，寬帶的廣泛應用、大容量視頻文件的不斷涌現(xiàn)等等都對網(wǎng)絡傳輸?shù)闹袠?交換機的性能提出了更高的要求。 在近期發(fā)布的2013-2018年中國交換機市場競爭格局及投資前景評估報告中我們可以看出：隨著網(wǎng)絡的發(fā)展從技術(shù)驅(qū)動應用，網(wǎng)絡設備的需求也變成了從應用選擇技術(shù)，而網(wǎng)絡的融合也從理論走向?qū)嵺`。 在此情況之下，網(wǎng)絡的安全性與穩(wěn)定性成為了新的重點。而交換網(wǎng)絡的智能化，則恰好提供了這些問題的解決方法。所以，網(wǎng)絡將在綜合

4、應用、速度和覆蓋范圍等方面繼續(xù)發(fā)展。 最常見的交換機是以太網(wǎng)交換機。其他常見的還有電話語音交換機、光纖交換機等。資訊擴展-交換機的工作原理：工博士商城 交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層，其擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪一個端口之上，然后通過內(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，廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會“學習”新的地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。 總之，交換機是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)

5、發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡設備。交換機可以“學習”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達目的地址。 交換機的作用02二二. 交換機的作用工博士商城 交換機的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、錯誤校驗、幀序列以及流控。交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網(wǎng)）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。 首先，讓我們一起來簡略的瀏覽一下交換機的基本功能： 1.像網(wǎng)橋那樣，交換機在每個端口上都使用相同的轉(zhuǎn)發(fā)或過濾邏輯。 2.除了具有網(wǎng)橋、集線器和中繼器的功能以外，交換機還提供了更先進的功能，如虛擬局域網(wǎng)

6、（VLAN）和更高的性能。 3.像集線器一樣，交換機提供了大量可供線纜連接的端口，這樣可以采用星型拓撲布線。 4.像網(wǎng)橋那樣，交換機將局域網(wǎng)分為多個沖突域，每個沖突域都是有獨立的寬帶，因此大大提高了局域網(wǎng)的帶寬。 5.像中繼器、集線器和網(wǎng)橋那樣，當它轉(zhuǎn)發(fā)幀時，交換機會重新產(chǎn)生一個不失真的方形電信號。 二二. 交換機的作用工博士商城 在對交換機的基礎功能有了一些簡略的了解之后，讓我們再來對交換機中較為重要的用途進行單獨的說明。 消除回路： 當交換機包括一個冗余回路時，以太網(wǎng)交換機通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時允許存在后備路徑。 轉(zhuǎn)發(fā)/過濾： 當一個數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它

7、被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點的端口而不是所有端口（如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口） 學習： 以太網(wǎng)交換機了解每一端口相連設備的MAC地址，并將地址同相應的端口映射起來存放在交換機緩存中的MAC地址表中。 二二. 交換機的作用工博士商城 同時，使用交換機也可以把網(wǎng)絡“分段”，通過對照MAC地址表，交換機只允許必要的網(wǎng)絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的減少沖突域，但它不能劃分網(wǎng)絡層廣播，即廣播域。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)絡設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。當節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點B可同時向節(jié)

8、點C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有網(wǎng)絡的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機，那么該交換機這時的總流通量就等于2x10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps。 另外，交換機除了能夠連接同種類型的網(wǎng)絡，還可以在不同類型的網(wǎng)絡（如快速以太網(wǎng)和以太網(wǎng)）之間起到互相連接的作用。 如今，越來越多的交換機都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)絡中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關(guān)鍵服務器提供附加帶寬。 一般來說，交換機的每個端口都用來連接一個獨立的網(wǎng)段，但是有時為了提供更快的接入速

9、度，我們可以把一些重要的網(wǎng)絡計算機直接連接到交換機的端口上。這樣，網(wǎng)絡的關(guān)鍵服務器和重要用戶就擁有更快的接入速度，支持更大的信息流量。 交換機的配置方法03三三. 交換機的配置方法工博士商城 交換機的配置方法一般分為兩種：第一種是本地配置，第二種是遠程網(wǎng)絡配置。但是，一定要注意的是后一種配置方法只有在前一種配置成功后才可進行。下面，讓我們從第一種方法開始分析。 1、本地配置方式 在配置交換機之前，我們必須先了解一下交換機與計算機的物理連接。 我們都知道，交換機的本地配置方式一般是通過計算機與交換機的“Console”端口直接連接的方式進行通信的。而網(wǎng)管型交換機一般都擁有“Console”端口，

10、以用于進行交換機的配置。 同類型的交換機Console端口所處的位置并不相同，有的位于前面板（如Catalyst 3200和Catalyst 4006），而有的則位于后面板（如Catalyst 1900和Catalyst 2900XL）。通常是模塊化交換機大多位于前面板，而固定配置交換機則大多位于后面板。不過，倒不用擔心無法找到Console端口，在該端口的上方或側(cè)方都會有類似“CONSOLE”字樣的標識。除位置不同之外，Console端口的類型也有所不同，絕大多數(shù)（如Catalyst 1900和Catalyst 4006）都采用RJ45端口（如圖2所示），但也有少數(shù)采用DB9串口端口（如Ca

11、talyst 3200）或DB25串口端口（如Catalyst 2900）。三三. 交換機的配置方法工博士商城 而無論交換機采用DB9或DB25串行接口，還是采用RJ45接口，都需要通過專門的Console線連接至配置用計算機（通常稱作終端）的串行口。與交換機不同的Console端口相對應，Console線也分為兩種：一種是串行線，即兩端均為串行接口（兩端均為母頭），兩端可以分別插入至計算機的串口和交換機的Console端口；另一種是兩端均為RJ45接頭（RJ45toRJ45）的扁平線。由于扁平線兩端均為RJ45接口，無法直接與計算機串口進行連接，因此，還必須同時使用一個如圖3所示的RJ45t

12、oDB9（或RJ45toDB25）的適配器。通常情況下，在交換機的包裝箱中都會隨機贈送這么一條Console線和相應的DB9或DB25適配器。 為什么我們要著重對交換機Console端口進行分析呢？那是因為我們配置的第一步，便是將計算機與交換機通過“Console”端口進行物理連接，在物理連接完成后我們就可以正式進入交換機軟件配置的配置階段。三三. 交換機的配置方法工博士商城 下面，讓我們來看看軟件配置的具體流程： 第1步：打開與交換機相連的計算機電源，運行計算機中的Windows 95、Windows 98或Windows 2000等其中一個操作系統(tǒng)，并檢查是否安裝有“超級終端”（Hyper

13、 Terminal）組件。如果在“附件”中沒有發(fā)現(xiàn)該組件，可通過“添加刪除程序”（AddRemove Program）的方式添加該Windows組件。 第2步：打開超級終端組件后，雙擊“Hypertrm”圖標，之后會彈出一個對話框。這個對話框是用來對立一個新的超級終端連接項。三三. 交換機的配置方法工博士商城 第3步：在“名稱”文本框中鍵入需新建超的級終端連接項名稱，這主要是為了便于識別，沒有什么特殊要求，可以任意取名。如果您想為這個連接項選擇一個自己喜歡的圖標的話，您也可以在對話框的圖標欄中選擇一個，然后單擊“確定”按鈕。三三. 交換機的配置方法工博士商城 第3步：在“名稱”文本框中鍵入需新

14、建超的級終端連接項名稱，這主要是為了便于識別，沒有什么特殊要求，可以任意取名。如果您想為這個連接項選擇一個自己喜歡的圖標的話，您也可以在對話框的圖標欄中選擇一個，然后單擊“確定”按鈕。三三. 交換機的配置方法工博士商城 第4步：點擊確定后，會出現(xiàn)一個新的對話框。此時，在“連接時使用”下拉列表框中選擇與交換機相連的計算機的串口。單擊“確定”按鈕。三三. 交換機的配置方法工博士商城 第5步：在上一步點擊確定彈出新對話框之后，在“波特率”下拉列表框中選擇“9600”，因為這是串口的最高通信速率，其他各選項統(tǒng)統(tǒng)采用默認值。單擊“確定”按鈕，如果通信正常的話就會出現(xiàn)類似于如下所示的主配置界面，并會在這個

15、窗口中就會顯示交換機的初始配置情況。 三三. 交換機的配置方法工博士商城 Catalyst 1900 Management Console Copyright （c） Cisco Systems， Inc。 19931999 All rights reserved。 Standard Edition Software Ethernet address： 00E01E7EB440 PCA Number： 73223901 PCA Serial Number： SAD01200001 Model Number： WSC1924A System Serial Number： FAA01200001

16、User Interface Menu M Menus 主配置菜單 I IP Configuration IP地址等配置 P Console Password 控制密碼配置 Enter Selection： 在此輸入要選擇項的快捷字母，然后按回車鍵確認 【注】“”后面的內(nèi)容為筆者對前面語句的解釋，下同。 至此就正式進入了交換機配置界面了，下面的工作就可以正式配置交換機了。三三. 交換機的配置方法工博士商城 3、交換機的基本配置 進入配置界面后，如果是第一次配置，則首先要進行的就是IP地址配置，這主要是為后面進行遠程配置而準備。IP地址配置方法如下： 在前面所出現(xiàn)的配置界面“Enter Sele

17、ction：”后中輸入“I”字母，然后單擊回車鍵，則出現(xiàn)如下配置信息： The IP Configuration Menu appears。 Catalyst 1900 IP Configuration Ethernet Address：00E01E7EB440 Settings I IP address S Subnet mask G Default gateway B Management Bridge Group M IP address of DNS server 1 N IP address of DNS server 2 D Domain name R Use Routing In

18、formation Protocol Actions P Ping C Clear cached DNS entries X Exit to previous menu Enter Selection： 在以上配置界面最后的“Enter Selection：”后再次輸入“I”字母，選擇以上配置菜單中的“IP address選項，配置交換機的IP地址，單擊回車鍵后即出現(xiàn)如下所示配置界面： Enter administrative IP address in dotted quad format （nnn。nnn。nnn。nnn）： 按”nnn。nnn。nnn。nnn“格式輸入IP地址 Curre

19、nt setting 0.0.0.0 交換機沒有配置前的IP地址為”0.0.0.0“，代表任何IP地址 New setting 在此處鍵入新的IP地址 三三. 交換機的配置方法工博士商城 如果你還想配置交換機的子網(wǎng)掩碼和默認網(wǎng)關(guān)，在以上IP配置界面里面分別選擇”S“和”G“項即可?，F(xiàn)在我們再來學習一下密碼的配置： 在以上IP配置菜單中，選擇”X“項退回到前面所介紹的交換機配置界面。 輸入”P“字母后按回車鍵，然后在出現(xiàn)的提示符下輸入一個48位的密碼（為安全起見，在屏幕上都是以”“號顯示），輸入好后按回車鍵確認，重新回到以上登錄主界面。 在你配置好IP和密碼后，交換機就能夠按照默認的配置來正常工

20、作。如果想更改交換機配置以及監(jiān)視網(wǎng)絡狀況，你可以通過控制命令菜單，或者是在任何地方通過基于WEB的Catalyst 1900 Switch Manager來進行操作。三三. 交換機的配置方法工博士商城 如果你還想配置交換機的子網(wǎng)掩碼和默認網(wǎng)關(guān)，在以上IP配置界面里面分別選擇”S“和”G“項即可?，F(xiàn)在我們再來學習一下密碼的配置： 在以上IP配置菜單中，選擇”X“項退回到前面所介紹的交換機配置界面。 輸入”P“字母后按回車鍵，然后在出現(xiàn)的提示符下輸入一個48位的密碼（為安全起見，在屏幕上都是以”“號顯示），輸入好后按回車鍵確認，重新回到以上登錄主界面。 在你配置好IP和密碼后，交換機就能夠按照默認

21、的配置來正常工作。如果想更改交換機配置以及監(jiān)視網(wǎng)絡狀況，你可以通過控制命令菜單，或者是在任何地方通過基于WEB的Catalyst 1900 Switch Manager來進行操作。 如果交換機運行的是Cisco Catalyst 19002820企業(yè)版軟件。你可以通過命令控制端口（commandline interface CLI）來改變配置。當進入配置主界面后，就在顯示菜單多了項”Command Line“，而少了項”Console Password“，它在下級菜單中進行。 1 user（s） now active on Management Console。 User Interface Menu M Menus K Command Line I IP Configuration Enter Selection： 在這一版本中的配置方法與前面所介紹的配置方法基本一樣，不同的只是在這一版本中可以通過命令方式（選擇”K Command Line“項即可）進行一些較高級配置。