《思科以太網(wǎng)》課件

思科以太網(wǎng)思科以太網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一。它在數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)管理方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。課程大綱11.以太網(wǎng)概述以太網(wǎng)的基本概念，歷史發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)。22.以太網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)星型、總線型、環(huán)型、樹型等拓撲結(jié)構(gòu)。33.以太網(wǎng)物理層以太網(wǎng)電纜類型，連接器和網(wǎng)絡(luò)接口卡。44.以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層MAC地址，幀格式和數(shù)據(jù)封裝。以太網(wǎng)概述以太網(wǎng)是一種廣泛應(yīng)用于計算機局域網(wǎng)的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，它定義了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢韺雍蛿?shù)據(jù)鏈路層規(guī)范。以太網(wǎng)技術(shù)具有傳輸速率快、安裝簡單、性價比高、可擴展性強等優(yōu)點，在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中扮演著至關(guān)重要的角色。以太網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點之間相互連接的方式。常見的以太網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)包括總線型、星型、環(huán)型、樹型和網(wǎng)狀型。每種拓撲結(jié)構(gòu)都有其優(yōu)缺點，應(yīng)根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境選擇合適的拓撲結(jié)構(gòu)。以太網(wǎng)尋址MAC地址每個以太網(wǎng)設(shè)備都有唯一的MAC地址，用于識別網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。物理地址MAC地址是48位，通常由設(shè)備制造商分配。地址格式MAC地址以十六進制格式表示，以冒號分隔。廣播地址以太網(wǎng)使用廣播地址來向網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)MAC幀格式幀結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)MAC幀由幀頭、數(shù)據(jù)段和幀尾組成。幀頭包含源MAC地址、目的MAC地址、類型字段等信息。幀類型類型字段用于區(qū)分數(shù)據(jù)幀和控制幀，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的類型值為0x8000。幀尾包含4字節(jié)的幀校驗序列FCS，用于檢測數(shù)據(jù)幀在傳輸過程中的錯誤。以太網(wǎng)傳輸媒體雙絞線以太網(wǎng)最常見的傳輸媒體，價格低廉，易于安裝。光纖傳輸速率高，抗干擾能力強，適用于長距離傳輸。同軸電纜傳輸速率較低，已逐漸被淘汰。無線網(wǎng)絡(luò)近年來發(fā)展迅速，方便快捷，可實現(xiàn)移動辦公。以太網(wǎng)交換機工作原理1數(shù)據(jù)幀接收交換機接收來自連接的設(shè)備的數(shù)據(jù)幀2幀解析與轉(zhuǎn)發(fā)解析數(shù)據(jù)幀中的目標(biāo)MAC地址3MAC地址表更新記錄源MAC地址和端口信息4幀轉(zhuǎn)發(fā)根據(jù)MAC地址表，將幀轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的端口以太網(wǎng)交換機通過MAC地址表來學(xué)習(xí)和管理網(wǎng)絡(luò)拓撲，提高網(wǎng)絡(luò)效率。二層交換機端口配置端口模式訪問端口中繼端口Trunk端口端口屬性配置端口名稱，描述信息，管理狀態(tài)，數(shù)據(jù)速率，雙工模式，流量控制等。端口安全防止非法設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，保護網(wǎng)絡(luò)安全。虛擬局域網(wǎng)VLAN11.劃分廣播域?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)設(shè)備劃分到不同的廣播域中，減少廣播風(fēng)暴的影響。22.安全隔離不同VLAN之間的用戶無法相互訪問，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。33.簡化管理將網(wǎng)絡(luò)用戶分組管理，方便進行網(wǎng)絡(luò)資源分配和訪問控制。44.提高效率通過VLAN劃分，可以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率和網(wǎng)絡(luò)性能。VLAN配置與管理1VLAN創(chuàng)建創(chuàng)建新VLAN，指定VLANID和名稱2端口分配將物理端口分配到相應(yīng)的VLAN3VLAN間通信配置VLAN間路由，實現(xiàn)VLAN間通信4VLAN管理管理VLAN配置，包括修改、刪除等VLAN配置是一個復(fù)雜的過程，涉及多個步驟。首先需要創(chuàng)建新VLAN，并為其分配唯一的VLANID和名稱。然后，將物理端口分配到相應(yīng)的VLAN中，確保不同VLAN之間的隔離。最后，配置VLAN間路由，允許不同VLAN之間的通信。在整個配置過程中，需要對VLAN進行管理，包括修改、刪除等操作。中繼鏈路Trunk定義中繼鏈路將多個VLAN數(shù)據(jù)幀封裝到同一個物理鏈路中，實現(xiàn)不同VLAN間的數(shù)據(jù)傳輸。配置配置交換機端口為Trunk，指定允許通過的VLAN列表，并協(xié)商Trunk協(xié)議。優(yōu)勢簡化網(wǎng)絡(luò)管理，提高帶寬利用率，減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量。生成樹協(xié)議STP生成樹協(xié)議（STP）是一種在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中防止環(huán)路的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。STP通過阻塞冗余鏈路，確保數(shù)據(jù)包僅通過單條路徑進行傳輸。STP能夠有效防止網(wǎng)絡(luò)環(huán)路造成的廣播風(fēng)暴和數(shù)據(jù)沖突。STP基本概念和工作過程1循環(huán)檢測STP用于防止以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路問題，環(huán)路會造成廣播風(fēng)暴，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能下降甚至崩潰。2生成樹協(xié)議STP通過選舉根橋和阻塞端口的方式，有效地阻止環(huán)路形成，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。3工作流程STP通過交換機之間的通信，計算路徑成本并進行選舉，最終確定根橋和阻塞端口，建立無環(huán)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。STP配置與故障排查配置STP配置參數(shù)包括優(yōu)先級、路徑成本、端口狀態(tài)等。合理配置參數(shù)可以提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，減少環(huán)路故障。故障排查STP故障通常表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)阻塞、鏈路抖動、設(shè)備異常等。通過分析STP日志、查看端口狀態(tài)可以快速定位故障原因。工具網(wǎng)絡(luò)分析工具可以幫助用戶監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)流量，分析STP狀態(tài)，便于診斷和解決問題?？焖偕蓸銻STP快速生成樹RSTP概述RSTP是一種增強型生成樹協(xié)議，它能夠更快地收斂網(wǎng)絡(luò)拓撲，提高網(wǎng)絡(luò)的可用性。端口狀態(tài)RSTP定義了新的端口狀態(tài)，包括備用狀態(tài)、學(xué)習(xí)狀態(tài)和轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，以加快端口收斂過程?？焖偈諗縍STP可以通過快速端口狀態(tài)轉(zhuǎn)換和邊緣端口識別等機制，快速收斂網(wǎng)絡(luò)拓撲。邊緣端口識別RSTP通過識別邊緣端口，可以快速地將邊緣端口設(shè)置為轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，從而減少收斂時間。多生成樹MSTP增強網(wǎng)絡(luò)可靠性MSTP將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個獨立的生成樹實例，每個實例獨立運行，互不影響。簡化網(wǎng)絡(luò)管理MSTP支持在同一個網(wǎng)絡(luò)中定義多個生成樹實例，每個實例對應(yīng)不同的VLAN或不同的流量類型，方便管理。提高網(wǎng)絡(luò)效率MSTP通過合理分配生成樹實例，避免不同VLAN或流量類型之間的沖突，提高網(wǎng)絡(luò)效率。以太網(wǎng)QoS概述以太網(wǎng)QoS（服務(wù)質(zhì)量）技術(shù)旨在保證網(wǎng)絡(luò)流量的優(yōu)先級和可靠性。它通過對數(shù)據(jù)流進行分類、標(biāo)記、調(diào)度和流量控制等機制來實現(xiàn)。QoS可以有效地解決網(wǎng)絡(luò)帶寬不足、延遲過高、丟包率過高等問題，確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)和應(yīng)用的正常運行。QoS分類和調(diào)度機制流量分類根據(jù)協(xié)議類型、端口號、數(shù)據(jù)包長度、優(yōu)先級等信息，將網(wǎng)絡(luò)流量分為不同的類別。流量調(diào)度根據(jù)流量類別和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，采用不同的調(diào)度算法來分配網(wǎng)絡(luò)帶寬，確保關(guān)鍵流量優(yōu)先。流量控制對不同類別流量進行限制和控制，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，確保服務(wù)質(zhì)量。接口帶寬管理帶寬控制帶寬管理可限制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口的帶寬使用，確保網(wǎng)絡(luò)資源的有效分配。帶寬管理可以限制某個用戶或應(yīng)用的帶寬使用，防止其占用過多網(wǎng)絡(luò)資源。優(yōu)先級策略通過設(shè)置不同的帶寬優(yōu)先級，可以保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)的流量優(yōu)先傳輸。例如，可以將語音和視頻流量設(shè)置為高優(yōu)先級，確保其傳輸順暢。擁塞避免機制1流量控制以太網(wǎng)使用流量控制機制來防止網(wǎng)絡(luò)過載。2擁塞檢測網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢測網(wǎng)絡(luò)擁塞情況，并采取措施來減輕擁塞。3擁塞避免算法擁塞避免算法通過調(diào)整流量速率來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。設(shè)備安全管理防火墻防止網(wǎng)絡(luò)攻擊，保護網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全身份認證控制用戶訪問權(quán)限，確保身份安全端口安全防止非法用戶連接網(wǎng)絡(luò)，保護網(wǎng)絡(luò)端口安全安全審計記錄設(shè)備活動，分析安全事件安全隔離與訪問控制安全隔離網(wǎng)絡(luò)安全隔離是指將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個邏輯上的獨立區(qū)域，防止不同區(qū)域之間相互影響。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隔離可以利用VLAN、防火墻等技術(shù)，阻止惡意攻擊的傳播，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。訪問控制訪問控制是指限制用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的訪問權(quán)限，防止未授權(quán)訪問。常用的訪問控制技術(shù)包括身份驗證、授權(quán)、審計等，可以有效防止內(nèi)部攻擊，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。AAA認證機制身份驗證驗證用戶身份，確保合法訪問網(wǎng)絡(luò)資源。授權(quán)根據(jù)用戶身份，分配網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限。記賬記錄用戶的網(wǎng)絡(luò)活動，提供審計和分析數(shù)據(jù)。端口安全特性限制MAC地址訪問端口安全可以限制允許連接到端口的MAC地址數(shù)量。防止MAC地址欺騙防止攻擊者偽造MAC地址訪問網(wǎng)絡(luò)，保障網(wǎng)絡(luò)安全。提升網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性防止未授權(quán)設(shè)備連接，減少網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險，提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。終端訪問控制端口安全端口安全功能限制連接到交換機端口的設(shè)備數(shù)量。通過配置端口安全最大地址數(shù)量，可以阻止未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備訪問網(wǎng)絡(luò)。802.1x認證802.1x認證協(xié)議是一種基于端口的網(wǎng)絡(luò)訪問控制方法，用于驗證連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。DHCP服務(wù)配置1DHCP服務(wù)器角色DHCP服務(wù)器負責(zé)為網(wǎng)絡(luò)中的主機分配IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)地址和DNS服務(wù)器地址等信息。2DHCP地址池管理管理員可以配置DHCP地址池，指定可用于分配的IP地址范圍，并設(shè)置地址分配策略，如靜態(tài)分配、動態(tài)分配等。3DHCP范圍配置管理員可以定義DHCP范圍，為不同的網(wǎng)絡(luò)段或設(shè)備組分配不同的IP地址范圍。4DHCP服務(wù)啟動與監(jiān)控啟動DHCP服務(wù)，并配置監(jiān)控機制，以便及時發(fā)現(xiàn)和解決故障。IPv6以太網(wǎng)支持IPv6地址空間IPv6提供更大的地址空間，滿足未來網(wǎng)絡(luò)需求。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議兼容以太網(wǎng)支持IPv6，并與IPv4協(xié)議兼容。路由機制IPv6支持新的路由機制，提高網(wǎng)絡(luò)效率和安全性。網(wǎng)絡(luò)安全IPv6提供更強的安全特性，保護網(wǎng)絡(luò)免受攻擊。以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化建議11.優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓撲合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，避免網(wǎng)絡(luò)瓶頸，提高網(wǎng)絡(luò)效率。22.優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置根據(jù)實際需求調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，例如MTU大小、帶寬分配等。33.使用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測工具使用網(wǎng)絡(luò)分析工具監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，及時發(fā)現(xiàn)和解決網(wǎng)絡(luò)問題。44.定期維護網(wǎng)絡(luò)定期對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行維護和升級，確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行。綜合實驗練習(xí)通過實踐操作，加深對Cisco以太網(wǎng)技術(shù)的理解。1VLAN配置創(chuàng)建VLAN，分配端