交换式网络及交换机基本配置资料

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1、 1.1 交换式LAN体系结构 1.2 将交换机与指定的LAN功能进行配对 内容索引 第一章 交换式网络及交换机配置 分层网络设计需要将网络分成互相分离的层。每层提供 特定的功能，这些功能界定了该层在整个网络中扮演的 角色。 1.1.1 分层网络模型 接入层的主要目的是提供一种将设备连接到网络并控制 允许网络上的哪些设备进行通信的方法。 1.1.1 分层网络模型 分布层先汇聚接入层交换机发送的数据，再将其传输到 核心层，最后发送到最终目的地。 1.1.1 分层网络模型 分层设计的核心层是网际网络的高速主干。核心层也可 连接到Internet 资源。 1.1.1 分层网络模型 分层网络设计的优点

2、 1.1.1 分层网络模型 网络直径-网络直径是指数据包到达目的地之前必须 穿过的设备数量。 1.1.2 分层网络设计的原则 带宽聚合-通过将两台交换机之间的多条并行链路合 并为一条逻辑链路来实现带宽聚合。 1.1.2 分层网络设计的原则 冗余链路-现代网络在分层网络的各层之间使用冗余 链路来确保网络的可用性。 1.1.2 分层网络设计的原则 流量分析 - 流量分析是测量网络带宽使用率并分析相关数据来调整性能 、规划容量并做出硬件升级决策的过程。 用户群分析 -用户群分析是确定各类用户群体及其对网络性能的影响的过 程。 数据存储和数据服务器分析 - 在考虑数据存储和服务器的流量时，应同时考虑客

3、户端到服 务器的流量和服务器到服务器的流量。 拓扑图 - 拓扑图是网络基础架构的图形表现形式。 1.2.1 分层网络交换机的考虑因素 分层网络中使用的交换机的主要特性 1.2.2 交换机的特性 分层网络中使用的交换机的主要特性 1.2.2 交换机的特性 以太网供电(PoE)允许交换机通过现有的以太网电缆对 设备供电。 1.2.2 交换机的特性 分层网络中交换机能够提供的部分第3层功能 1.2.2 交换机的特性 接入层交换机支持将终端节点设备连接到网络。 1.2.3 分层网络中交换机的功能 分布层交换机在网络中扮演着非常重要的角色。它们 收集所有接入层交换机发来的数据并将其转发到核心 层交换机。

4、 1.2.3 分层网络中交换机的功能 核心层是网络的高速主干，需要能够转发非常庞 大的流量。 1.2.3 分层网络中交换机的功能 识别在中小型企业中使用的Cisco交换机应用 1.2.4 适合中小型企业的交换机 总结 分层设计模型提高网络的性能、可扩展性、易于管理性 和易于维护性。 通过为要合并到现有数据网络中的语音和视频数据提供 必要的性能支持，分层网络拓扑有力地推动了网络的融 合。 可通过执行流量、用户群、数据存储和服务器的位置， 以及拓扑图分析来帮助定位网络瓶颈。随后可以解决该 瓶颈来提高网络性能和准确制定满足网络性能需求的合 理硬件需求。 Cisco交换机针对外形因素、性能、PoE和第

5、3层支持功 能进行了特别的设计，能够满足分层网络设计的各层需 求。 目标 总结IEEE802.3标准中针对100/1000 Mbps LAN定义的 以太网运作原理 说明使交换机在LAN中转发以太网帧的功能 配置一台交换机，使其在支持语音、视频和数据传输的 网络中正常工作 配置交换机的基本安全性，该交换机将在支持语音、视 频和数据传输的网络中工作 交换机的基本概 念和配置 内容索引 2.1 Ethernet/802.3 LAN简介 2.2 使用交换机转发帧 2.3 交换机管理配置 2.4 配置交换机安全性 交换LAN 网络中的通信以三种方式进行：单播、广播 和组播： 2.1.1 Ethernet

6、/802.3网络的关键要素 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素 当前以太网帧标准，即修订后的

7、IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构 Ethernet MAC address 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素 用于以太网通信的双工设置有两种：半双工和全双工. 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素 MAC寻址和交换

8、机MAC地址表 2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素 带宽和吞吐量 - 共享以太网络的节点数量将影响网络的吞吐量或效率。 冲突域 - 冲突域是指发出的帧可能产生冲突的网络区域。 - 所有共享介质环境（例如使用集线器创建的介质环境）都是 冲突域。 - 交换机为每个网段提供专用带宽，因此减少了网段上的冲突 ，并提高了网段上的带宽使用率。 2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素 广播域 - 交换机收到广播帧时，它将该帧转发到自己的每一个端口。 （接收该广播帧的传入端口除外）。 2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素 网络延时 - 延时是一

9、个帧或一个数据包从源工作站到达最终目的地所用 的时间。延时有至少三个来源。 2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素 网络拥塞 - 以下是网络拥塞最常见的原因： n计算机和网络技术的功能日益强大。 n网络流量日益增加。 n高带宽应用程序。 2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素 将LAN分割成多个更小部分的主要原因是为了隔离流量 以及使每位用户更好地利用带宽。 使用路由器和交换机可以将LAN分割成很多更小的冲突 域和广播域。 - 交换机通常用于将大型LAN 分割成很多更小的网段。虽然 LAN 交换机缩小了冲突域的规模，但是连接到交换机的所有 主机仍都处

10、于同一个广播域中。 - 用路由器创建更多、更小的广播域将减少广播流量，并为单 播通信提供更多可用带宽。每个路由器接口都连接到单独的 网络，广播流量的范围仅限于发出该广播的LAN网段内。 2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素 每个路由器缩小了LAN上广播域的规模 2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素 每个交换机将LAN上的冲突域规模缩小为单条链路。 2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素 控制网络延时 - 在设计网络以减少延时时，需要考虑网络上每一台设备所引 起的延时。 - 使用更高层的设备也可能增加网络延时。 n当第3层设备

11、（例如路由器）需要检查帧中包含的第 3 层 寻址信息时，它必须比第 2 层设备更深入地读取帧，这将 造成处理时间更长。. n适当使用第3层设备有助于防止大型广播域中的广播流量 争用资源或者大型冲突域中的高冲突率。. 2.1.3 LAN 设计考虑因素 消除瓶颈 - 网络中的瓶颈是高网络拥塞导致性能下降的位置。 2.1.3 LAN 设计考虑因素 交换机使用下面的两种转发方法之一来进行网络端口间 的数据交换：存储转发交换或直通交换。. 2.2.1 交换机转发方法 存储转发交换 2.2.1 交换机转发方法 2.2.1 交换机转发方法 存储转发交换 存储转发交换 2.2.1 交换机转发方法 2.2.1

12、交换机转发方法 存储转发交换 2.2.1 交换机转发方法 存储转发交换 2.2.1 交换机转发方法 存储转发交换 2.2.1 交换机转发方法 直通交换 2.2.1 交换机转发方法 直通交换 直通交换 2.2.1 交换机转发方法 根据带宽分配给交换机端口的方式，LAN交换机可分为 对称或非对称两类。 2.2.2 对称交换和非对称交换 以太网交换机在转发帧之前，可以使用缓冲技术存储帧 。 当目的端口由于拥塞而繁忙时，也可以使用缓冲，交换 机将一直存储帧，直到可以传送该帧。 将内存用于存储数据的功能称为内存缓冲 2.2.3 内存缓冲 2.2.4 第2层交换和第3层交换 第2层LAN交换机只根据OSI

13、数据链路层（第2层）MAC 地址执行交换和过滤。第2层交换机对网络协议和用户 应用程序完全透明。 第3层交换机不仅使用第2层MAC地址信息来作出转发 决策，而且还可以使用IP地址信息。 第3层交换机还能够执行第3层路由功能，从而省去了 LAN上对专用路由器的需要。 第3层交换机 - 第 3 层交换机通过检查以太网数据包中的第 3 层信息来作出 转发决策。 - 第 3 层交换机可以像专用路由器一样在不同的 LAN 网段之 间路由数据包。 路由器 - 建立与远程网络和设备的远程访问连接。 - 专用路由器在支持WAN接口卡 (WIC)方面更加灵活，这使得 它成为用于连接 WAN的首选设备，而且有时是

14、唯一的选择。 2.2.4 第2层交换和第3层交换 2.2.4 第2层交换和第3层交换 第3层交换机不能完全取代网络中的路由器。路由器不 仅可以执行第3层交换机无法完成的其它第3层服务， 还能够执行第3层交换机所无法实现的一些数据包转发 任务，例如建立与远程网络和设备的远程访问连接。 2.3.1 切换命令行界面模式 作为一项安全功能，Cisco IOS软件将 EXEC（执行） 会话分成以下访问级别 - 用户执行：只允许用户访问有限量的基本监视命令。用户执 行模式是在从 CLI 登录到 Cisco 交换机后所进入的默认模式 。用户执行模式由 提示符标识。 - 特权执行：允许用户访问所有设备命令，如

15、用于配置和管理 的命令，特权执行模式可采用口令加以保护，使得只有获得 授权的用户才能访问设备。特权执行模式由 # 提示符标识。 2.3交换机基本配置 2.3.1切换命令行界面模式 Cisco IOS软件的命令模式结构采用分层的命令结构。 每一种命令模式支持与设备中某一类型的操作关联的 特定 Cisco IOS命令。 2.3.2 使用帮助 Cisco IOS CLI提供了两种类型的帮助： - 词语帮助 - 命令语法帮助 2.3.2 使用帮助 控制台错误消息 -当输入了不正确的命令时，控制台错误消息有助于确定问题 。 Cisco CLI提供已输入命令的历史记录。对于命令历史记 录功能，可以完成以下

16、任务： -显示命令缓冲区的内容。 -设置命令历史记录缓冲区大小。. -重新调用存储在历史记录缓冲区中的先前输入的命令。每一种配 置模式都有相应的缓冲区。 2.3.3 访问命令历史记录 2.3.4 交换机启动顺序 启动加载器是存储在 NVRAM中的小程序，并且在交换机 第一次开启时运行。 Catalyst交换机的初始启动需要完成以下步骤： - 步骤 1：PC 或终端已连接到控制台端口。 2.3.5 准备配置交换机 2.3.5 准备配置交换机 Catalyst交换机的初始启动需要完成以下步骤： - 步骤 2：终端仿真器应用程序（如 HyperTerminal）正在 运行且配置正确。 2.3.5 准备配置交换机 Catalyst交换机的初始启