情境1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)-1-2交換機(jī)

學(xué)習(xí)情境1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)

深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與通信工程學(xué)院學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.2交換機(jī)基礎(chǔ)

教學(xué)目標(biāo)1.交換機(jī)工作原理2.以太網(wǎng)交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀方式3.園區(qū)網(wǎng)分層網(wǎng)絡(luò)模型4.第2層交換和第3層交換5.交換機(jī)啟動(dòng)順序6.CDP7.雙絞線8.交換機(jī)基本配置

1.2.1交換機(jī)工作原理

交換機(jī)工作原理Switch是第2層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不能分割廣播域

交換機(jī)工作原理交換機(jī)根據(jù)入口和目的端口做出決策LAN交換機(jī)保留了用于確定如何通過(guò)交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)流量的表。思科LAN交換機(jī)根據(jù)幀的目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)幀。

動(dòng)態(tài)填寫交換機(jī)MAC地址表能夠傳輸幀之前，交換機(jī)必須首先獲知每個(gè)端口上存在哪些設(shè)備它建立了稱為MAC地址的表，或內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(CAM)表映射設(shè)備<->端口存儲(chǔ)在CAM表中CAM是一種特殊類型的內(nèi)存，用于高速搜索應(yīng)用程序。MAC地址表中用于發(fā)送幀的信息當(dāng)交換機(jī)使用CAM表中未查找到的MAC地址收到傳入幀時(shí)，會(huì)將其泛洪至除接收該幀的端口以外的所有端口。

交換原理1.基于源MAC地址學(xué)習(xí)2.基于目標(biāo)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)3.同一接口可以學(xué)習(xí)到多個(gè)MAC地址4.同一個(gè)MAC地址被多個(gè)接口學(xué)習(xí)到，選擇后學(xué)習(xí)到的接口5.對(duì)于未知單播幀，向本機(jī)的其他所有接口轉(zhuǎn)發(fā)6.收到廣/組播幀,向本機(jī)的其他所有接口轉(zhuǎn)發(fā)7.默認(rèn)動(dòng)態(tài)學(xué)到的MAC地址條目老化時(shí)間是300秒交換機(jī)工作原理總結(jié)1.2.2以太網(wǎng)交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀方式

交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)方法兩種交換方法比較1.2.3園區(qū)網(wǎng)分層網(wǎng)絡(luò)模型

交換網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)原則是根據(jù)以下原理建立的：分層模塊化恢復(fù)能力靈活性交換網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)接入層負(fù)責(zé)連接終端設(shè)備（例如PC、打印機(jī)和IP電話）以提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)中其它部分的訪問(wèn)。接入層中可能包含路由器、交換機(jī)、網(wǎng)橋、集線器和無(wú)線接入點(diǎn)。分布層先匯聚接入層交換機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，再將其傳輸?shù)胶诵膶?，最后發(fā)送到最終目的地。分布層交換機(jī)通常是高性能、高可用性和具有高級(jí)冗余功能的設(shè)備。核心層是網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的高速主干。核心層也可連接到Internet資源。核心層是分布層設(shè)備之間互聯(lián)的關(guān)鍵，因此核心層保持高可用性和高冗余性非常重要。交換機(jī)選型選擇交換機(jī)考慮因素：成本端口密度電源可靠性端口速度幀緩沖區(qū)可擴(kuò)展性交換機(jī)選型選擇交換機(jī)考慮因素：成本端口密度電源可靠性端口速度幀緩沖區(qū)可擴(kuò)展性模塊化固定端口可堆疊1.2.4第2層交換和第3層交換

第2層交換和第3層交換第2層LAN交換機(jī)只根據(jù)OSI數(shù)據(jù)鏈路層（第2層）MAC地址執(zhí)行交換和過(guò)濾。第2層交換機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和用戶應(yīng)用程序完全透明。

第3層交換機(jī)不僅使用第2層MAC地址信息來(lái)作出轉(zhuǎn)發(fā)決策，而且還可以使用IP地址信息。

第3層交換機(jī)還能夠執(zhí)行第3層路由功能，從而省去了LAN上對(duì)專用路由器的需要。

第3層交換機(jī)第3層交換機(jī)通過(guò)檢查以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中的第3層信息來(lái)作出轉(zhuǎn)發(fā)決策。第3層交換機(jī)可以像專用路由器一樣在不同的LAN網(wǎng)段之間路由數(shù)據(jù)包。

路由器

建立與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的遠(yuǎn)程訪問(wèn)連接。

專用路由器在支持WAN接口卡(WIC)方面更加靈活，這使得它成為用于連接WAN的首選設(shè)備，而且有時(shí)是唯一的選擇。

第2層交換和第3層交換第2層交換和第3層交換第3層交換機(jī)不能完全取代網(wǎng)絡(luò)中的路由器。路由器不僅可以執(zhí)行第3層交換機(jī)無(wú)法完成的其它第3層服務(wù)，還能夠執(zhí)行第3層交換機(jī)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的一些數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，1.2.5交換機(jī)啟動(dòng)順序

交換機(jī)啟動(dòng)順序POST運(yùn)行啟動(dòng)加載器軟件啟動(dòng)加載器執(zhí)行低級(jí)CPU初始化啟動(dòng)加載器初始化閃存文件系統(tǒng)啟動(dòng)加載器定位并加載默認(rèn)IOS操作系統(tǒng)軟件映像到內(nèi)存，而且將對(duì)交換機(jī)的控制權(quán)交給IOS。交換機(jī)啟動(dòng)順序?yàn)榱瞬檎疫m當(dāng)?shù)腎OS映像，交換機(jī)進(jìn)行以下步驟：交換機(jī)嘗試通過(guò)使用BOOT環(huán)境變量中的信息自動(dòng)啟動(dòng)如果沒有設(shè)置此變量，交換機(jī)會(huì)對(duì)整個(gè)閃存文件系統(tǒng)進(jìn)行徹底的搜索。如果可以，交換機(jī)會(huì)加載并執(zhí)行第一個(gè)可執(zhí)行文件。IOS操作系統(tǒng)然后使用配置文件中找到的CiscoIOS命令初始化接口。注意：bootsystem命令可用于設(shè)置BOOT環(huán)境變量。bootsystemflash:/c2960-lanbase-mz.122-25.FX.bin從系統(tǒng)崩潰中恢復(fù)如果無(wú)法加載IOS，啟動(dòng)加載器還可用于管理交換機(jī)?？刹捎靡韵路绞酵ㄟ^(guò)控制臺(tái)連接訪問(wèn)啟動(dòng)加載器：通過(guò)控制臺(tái)電纜將PC連接到交換機(jī)控制臺(tái)端口。拔下交換機(jī)電源線。將電源線重新連接到交換機(jī)并按住

Mode（模式）按鈕。系統(tǒng)LED迅速變?yōu)殓晟?，然后變?yōu)榧兙G色。釋放Mode（模式）按鈕。PC上的終端仿真軟件中出現(xiàn)啟動(dòng)加載機(jī)switch:提示符。switch:copy

xmodem:

c2960-lanbase-mz.122-25.FX.bin點(diǎn)擊超級(jí)終端菜單：傳送→發(fā)送文件，在協(xié)議選項(xiàng)中選擇Xmodem協(xié)議，然后選擇IOS文件，開始傳送。交換機(jī)LED指示燈CiscoCatalyst2960交換機(jī)模式1.2.6CDPCDP(Cisco發(fā)現(xiàn)協(xié)議)1.Cisco提供的專有的命令2.獲得直接連接的設(shè)備的信息摘要3.運(yùn)行在數(shù)據(jù)鏈路層4.CDP默認(rèn)自動(dòng)啟動(dòng)5.CDP默認(rèn)更新周期60秒6.CDP默認(rèn)過(guò)期周期180秒信息摘要包括：設(shè)備ID（DeviceID）本地接口（LocalInterface

）保持時(shí)間（Holdtime

）功能（Capability）平臺(tái)（Platform）端口ID（PortID

）VTP域名（VTPManagementDomainName(CDPv2only)

）本征VLAN（NativeVLAN(CDPv2only)

）全雙工/半雙工（Full/Half-Duplex(CDPv2only)

）CDPshowcdpCDPCDP用CDP發(fā)現(xiàn)鄰居信息使用showcdpneighbor

命令RouterA#showcdpneighborsCapabilityCodes:R-Router,T-TransBridge,B-SourceRouteBridgeS-Switch,H-Host,I-IGMP,r-Repeater,P-PhoneDeviceIDLocalIntrfceHoldtmeCapabilityPlatformPortIDSwitchAGig0/0178S2960Fas0/1RouterBSer0/0/0120RC2900Ser0/0/0SwitchBRouterARouterBSwitchA10.3.3.210.3.3.110.1.1.110.1.1.210.2.2.110.2.2.2S0/0/0S0/0/0G0/0開啟和關(guān)閉CDP在全局配置模式下使用（no）cdprun命令開啟或關(guān)閉所由接口的CDP功能。默認(rèn)情況下，CDP被全局開啟。2.在接口模式下使用（no）cdpenable命令可以開啟或關(guān)閉某個(gè)特定接口的CDP功能。修改CDP計(jì)時(shí)器驗(yàn)證CDP命令showcdpneighborsshowcdpneighborsdetailshowcdpentry*showcdpclearcdptableshowcdptrafficshowcdpinterface1.2.7雙絞線

銅介質(zhì)銅介質(zhì)的類型包括：

－同軸電纜

－雙絞線

·非屏蔽雙絞線

·屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線(UTP)電纜雙絞原因：可以減少電磁波的干擾，也可以減少發(fā)送電磁波而干擾其他設(shè)備或者線纜。雙絞線最大傳輸距離：100米屏蔽雙絞線(STP)電纜屏蔽雙絞線(STP)電纜非屏蔽雙絞線(UTP)電纜UTP電纜類型

－以太網(wǎng)直通電纜

－以太網(wǎng)交叉電纜

－全反電纜雙絞線制作直通線交叉線直通線和交叉線適用場(chǎng)合直通線用于:計(jì)算機(jī)和集線器、計(jì)算機(jī)和交換機(jī)、路由器和集線器、路由器和交換機(jī)之間的連接交叉線用于:計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、集線器和集線器、交換機(jī)和交換機(jī)、路由器和計(jì)算機(jī)之間的連接568A和568B線序T568A：白綠、綠、白橙、藍(lán)、白藍(lán)、橙、白褐、褐T568B：白橙、橙、白綠、藍(lán)、白藍(lán)、綠、白褐、褐雙絞線制作原則和步驟直通線制作：兩頭線序都遵循T568B交叉線制作：一頭遵循T568B，另一頭遵循T568A網(wǎng)絡(luò)線的制作步驟：剝線、理線、插線、壓線剝?nèi)ゾ€皮

剝開長(zhǎng)度為1.5cm-2cm

雙絞線制作步驟雙絞線制作步驟初步排好線對(duì)

注意不要亂了線序

雙絞線制作步驟把線插入到RJ-45接頭

壓線

雙絞線制作步驟網(wǎng)線測(cè)試儀：用來(lái)檢測(cè)網(wǎng)線制作是否正確的儀器。測(cè)試直通線燈亮順序：1－12－23－34－45－56－67－78－8測(cè)試交叉線燈亮順序：1－32－63－14－45－56－27－78－81.2.8交換機(jī)基本配置

步驟1：PC或終端已連接到控制臺(tái)端口。

準(zhǔn)備配置交換機(jī)準(zhǔn)備配置交換機(jī)步驟2：配置終端仿真器應(yīng)用程序（如HyperTerminal）準(zhǔn)備配置交換機(jī)步驟3：在控制臺(tái)上查看啟動(dòng)過(guò)程基本交換機(jī)配置要使用TCP/IP來(lái)遠(yuǎn)程管理交換機(jī)，就需要為交換機(jī)分配IP地址。配置管理接口配置管理接口-要在交換機(jī)的管理VLAN上配置IP地址和子網(wǎng)掩碼，您必須處在VLAN接口配置模式下。要在交換機(jī)的管理VLAN上配置IP地址和子網(wǎng)掩碼，您必須處在VLAN接口配置模式下。

配置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)配置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)-需要將交換機(jī)配置為可將IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。需要將交換機(jī)配置為可將IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。

配置雙工和速度使用duplex接口配置命令來(lái)指定交換機(jī)端口的雙工操作模式。配置雙工和速度Switch(config)#hostnameS1S1(config)#interfacefastEthernet0/2S1(config-if)#duplex?

autoEnableAUTOduplexconfiguration

fullForcefullduplexoperation

halfForcehalf-duplexoperationS1(config-if)#speed?

10Force10Mbpsoperation

100Force100Mbpsoperation

autoEnableAUTOspeedconfigurationMDIX自動(dòng)功能連接設(shè)備時(shí)需要特定類型的電纜（直通或交叉）自動(dòng)介質(zhì)相關(guān)接口交叉(auto-MDIX,AutomaticMedium-DependentInterfaceCrossover)功能可排除此問(wèn)題啟用auto-MDIX后，接口會(huì)自動(dòng)檢測(cè)并適當(dāng)?shù)嘏渲眠B接。在接口上使用auto-MDIX時(shí)，必須將接口速度和雙工設(shè)置為自動(dòng)MDIX自動(dòng)功能檢驗(yàn)交換機(jī)端口S1#terminalhistorysize10管理MAC地址表交換機(jī)使用MAC地址表來(lái)確定如何在端口間轉(zhuǎn)發(fā)流量。這些MAC表包含動(dòng)態(tài)地址和靜態(tài)地址配置靜態(tài)MAC地址S1(config)#mac-address-tablestatic0090.F22C.BF56vlan2interfacefa0/1S1#showmac-address-table-------------------------------------------VlanMacAddressTypePorts----------------------------All000d.6564.0280STATICCPUAll0100.0ccc.ccccSTATICCPUAll0100.0ccc.cccdSTATICCPUAll0100.0cdd.ddddSTATICCPU

20090.f22c.bf56STATICFa0/1TotalMacAddressesforthiscriterion:5S1(config)#nomac-address-tablestatic0090.F22C.BF56vlan2S1#clearmac-address-tabledynamic驗(yàn)證交換機(jī)配置備份配置文件當(dāng)配置恢復(fù)到startup-config中后，可在特權(quán)執(zhí)行模式下使用reload

命令重新啟動(dòng)交換機(jī)，以使其重新加載新的啟動(dòng)配置。

恢復(fù)配置要清除啟動(dòng)配置的內(nèi)容，請(qǐng)使用erasenvram:

或erasestartup-config

特權(quán)執(zhí)行命令。

要從閃存中刪除文件，請(qǐng)使用deleteflash:filename特權(quán)執(zhí)行命令。清除配置信息

SSH工作原理安全外殼(SSH)是一種為遠(yuǎn)程設(shè)備提供基于安全（加密）命令行的連接的協(xié)議,CiscoIOS還支持SSH為了啟用Catalyst2960交換機(jī)上的SSH，需要包括加密功能和能力的IOS軟件版本由于其強(qiáng)大的加密功能，SSH應(yīng)該取代用于管理連接的Telnet默認(rèn)情況下，SSH使用TCP端口22。Telnet使用TCP端口23

配置SSH

sshv2密鑰長(zhǎng)度至少768bit.S1(config)#ipsshtime-out30配置超時(shí)時(shí)間S1(config)#ipsshauthentication-retries3重