《以太网交换机原理和配置课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《以太网交换机原理和配置课件（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、以太网交换机原理及配置,本章学习内容,以太网基础 交换机工作原理 VLAN 链路聚合 STP,局域网参考模型,LAN是指较小地理范围内的计算机网络。 覆盖有限的地理范围 具有较高的数据传输率和较低的误码率 一般属于一个单位所有，易于维护,以太网的发展,Robert Metcalfe的 Ethernet 原理图,以太网相关技术标准,以太网的帧结构,以太网的帧结构有两种 IEEE 802.3 帧结构 （包括MAC和LLC） Ethernet II 帧结构 （包括MAC） 网卡收到一个帧时，如何判断？ 当长度/类型字段取值大于1500时，为 Ethernet II 帧 当长度/类型字段取值小于150
2、0时，为 802.3 帧,PRE：先导字节, 7个10101010 Wakeup SFD：帧开始标志, 10101011 - Caution DA：目的 MAC地址 SA: 源MAC地址 TYPE：表示上层协议类型，如 IP， Novell IPX ，AppleTalk等 DATA：数据字段 PAD：填充字段 CRC：校验字段（不含前8个字节）,Ethernet II 帧结构,10BaseT 物理上是星型连接，逻辑上是总线型结构。 集线器（Hub）是物理层的互连设备。 CSMA/CD：先听后发，边发边听，冲突回避，随机延 迟后重发。 10BaseT网中所有站点都在同一个冲突域和广播域。 缺点：
3、所有主机共享带宽，难以支持大型网络。,共享式以太网,交换型以太网,交换机的每个端口都是一个独立的冲突域。 典型代表：100baseTx，端口工作于全双工模式，CSMA/CD关闭。 由两层设备互连的所有站点属于同一个广播域。 两层设备的3个功能： 地址学习，转发/过滤，环路避免。,Hub工作在物理层， 每个接口只是简单地转发比特，不进行碰撞检测,交换机工作在数据链路层， 根据MAC地址转发或过滤数据帧,传统以太网与交换式以太网比较,本章学习内容,以太网基础 交换机工作原理 VLAN 链路聚合 STP,以太网交换机,以太网交换机工作在OSI/RM的第二层，根据MAC帧中的目的MAC地址转发帧。 转
4、发的依据是MAC转发表。它记录了站点的MAC地址和所连交换机端口的对应关系，包含以下内容： MAC address: 主机MAC地址 port: 到达该主机的交换机的端口号 age: 表项的生命期 以太网交换机遵循透明网桥的工作方式，不对帧作任何修改，且MAC转发表通过交换机自学习的过程形成。,透明桥原理,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,0260.8c01.1111 E0,0260.8c01.4444 E3,E0,E1,E2,E3,C,B,D,交换机开机初始化时，MAC转发表是空的。,MAC 转发表,主机A
5、向主机D发送一个单播数据帧。交换机在E0端口收到该帧，通过源MAC地址了解到主机A经由端口E0接入，在转发表中写入该项，这一过程称为地址学习。,由于目的地址不在MAC转发表中，交换机将向除了E0之外的其他所有端口转发该帧，这一过程称为洪泛（Flooding）。,主机D收到帧并响应了主机A，交换机在端口E3收到此帧并进行学习，将主机D的MAC地址和端口E3关联，放入MAC转发表。由于交换机已经知道主机A的位置，将基于目的MAC转发该帧，即仅向端口E0端口转发，而不是洪泛，这一过程称为转发（Forwarding）。,当主机E向A发单播帧时，交换机如何工作？,之后，主机A、D之间的帧将直接转发，主机
6、B和C不能看到。,0260.8c01.5555,E,A,交换机会记录E的位置，加入MAC转发表，交换机已知A的位置，可判断出A、E在同一接口，这时交换机会忽略该帧，这一过程称为过滤（Filtering）。,0260.8c01.5555 E0,假设A发出的是一个广播帧，交换机收到后会向除了入端口之外的所有端口发送。,工作原理：基于源MAC学习，基于目的MAC转发。,hub,switch,转发/过滤流程,目的MAC地址 是否为广播或组 播地址？,YES,NO,是否 目的MAC地址 已知,YES,NO,根据MAC转发 表进行转发,Frame到达端口,除进入端口外 所有端口转发 （洪泛）,ZXR10
7、3228简介,固定端口：24100BASE-TX 扩展槽位：2块 扩展模块类型：2端口GE光电组合模块,超级终端方式,超级终端软件： 推荐使用Windows的超级终端 开始程序附件通讯超级终端 参数设置： 波特率：9600bps 数据位数：8bits 奇偶校验：No Parity 停止位数：1 stops bit 流控：No Flow control,Telnet方式,在命令行方式下 键入：telnet ,本实验室的连接方式,命令模式,在线帮助和命令缩写,ZXR10? Exec commands: enable Turn on privileged commands exit Exit fro
8、m the EXEC login Login as a particular user logout Exit from the EXEC ping Send echo messages quit Quit from the EXEC,ZXR10#co? configure copy ZXR10#von ter % Invalid input detected at marker.,ZXR10#con ZXR10#configure ZXR10#configure ? terminal Enter configuration mode ZXR10#conf t,ZXR10 3228端口配置,Z
9、xr10#config terminal Zxr10(config)#interface fei_1/1 Zxr10(config-if)#no negotiation auto /关闭自动协商 Zxr10(config-if)#duplex full| half /设置双工模式 Zxr10(config-if)#speed 10|100|1000 /设置速率 Zxr10(config-if)#flowcontrol enable|disable /设置流控 Zxr10(config-if)shutdown | no shutdown /打开或关闭端口 Zxr10(config-if)#exi
10、t Zxr10(config)#interface gei_2/1 Zxr10(config-if)#hybrid-attribute fiber|copper /设置千兆端口的光电属性,交换机基本操作,实验目的 熟悉交换机的配置指令 实验内容 参看P123，实验3.3,下节课预习内容,VLAN 基本原理 实验3.4 VLAN 概念及基本配置,本章学习内容,以太网基础 交换机工作原理 VLAN 链路聚合 STP,VLAN：在二层网络中划分广播域,扁平式二层网络的优点：无需配置，加电即可工作。 扁平式二层网络的缺点： 广播风暴 安全性问题（信息访问控制、病毒） 解决办法 路由器在3层划分广播域（
11、基于IP） VLAN在2层划分广播域（基于VLAN）802.1q,VLAN 的概念,VLAN (Virtual Local Area Network) 是按照一定的原则在二层划分逻辑广播域的技术。 通过 VLAN 可以把一个物理的二层网络划分为多个小的逻辑网络，每个逻辑网络是一个独立的广播域。 广播帧、组播帧、未知目的地帧的洪泛都被限定在一个 VLAN 范围内。 同一 VLAN 的成员可以在二层实现通信，不同 VLAN 的成员不能在二层直接通信。 划分在同一 VLAN 中的成员没有任何物理和地理上的限制。,VLAN简介,当工程部的主机发送广播帧时，只有和它处于同一个VLAN，即VLAN10的主
12、机会收到该帧，而其他主机收不到。,IEEE 802.1Q 帧格式,Tag (4字节): TPID(2字节)：0 x8100, Tag Protocol Identifier. TCI(2字节)：Tag Control Information，由三个字段组成 User Priority (3bits)：0是最高优先级。 Canonical Format Indicator (1bit)：0对应以太网的帧。 VLAN ID：12bits (最多可划分4096个vlan，其中0标识该帧不属于任何VLAN，而4095保留，实际可以的VLAN为4094),VLAN 的链路类型,接入链路（Access L
13、ink） 用于连接主机和交换机，传输标准的以太帧。相应的交换机端口称为Access端口，只能属于一个VLAN 中继链路（Trunk Link） 用于交换机的互联，传输tag帧。相应的交换机端口为Trunk端口，属于多个VLAN 混合链路（Hybrid Link） 同时传送tag帧和标准的以太帧。相应的交换机端口称为混杂端口，可以属于多个VLAN,PVID的概念,在没有配置VLAN时，交换机所有端口都属于VLAN 1，默认都是untagged。当把某个Access端口加入一个VLAN时，它会自动从VLAN 1中退出。 交换机中一个端口属于多个VLAN，当它收到未打标记的帧，会按照端口的PVID（
14、Port Vlan ID）打上相应的标记，而这个VLAN叫做这个端口的native VLAN。 Access端口只属于一个VLAN，它的native VLAN就是它所在的VLAN，不用单独设置。 默认情况下Trunk端口的native VLAN为VLAN 1。,单交换机VLAN通信,交换机为每个VLAN建立一张MAC转发表 考虑主机A与主机D的通信过程 考虑主机A发送一个广播帧,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,多交换机VLAN通信,考虑主机B1发送一个广播帧,VLAN的配置指令,创建VLAN 创建单个VLA
15、N Switch(config)# vlan 20 批量创建VLAN Switch(config)# vlan database Switch(vlan-db)# vlan 2-20 指定端口类型 Switch(config)# interface fei_1/1 Switch(config-if)# switchport mode trunk 交换机端口默认为Access类型。,VLAN的配置指令,建立端口和VLAN的关联 在接口模式下将接口加入某个已经创建的vlan，一次只能添加一个接口。 ZXR10(config)# interface fei_1/2 ZXR10(config-if)#
16、 switchport access vlan 2 先创建VLAN，然后在VLAN模式下批量添加接口 ZXR10(config)# vlan 21 ZXR10(config-vlan)# switchport pvid fei_1/5-6 查看VLAN的配置信息 ZXR10(config)# show vlan,VLAN基本配置,实验目的 熟悉交换机的VLAN配置指令 实验内容 参看P137-139 实验3.4.2 单交换机VLAN实验 实验3.4.3 多交换机VLAN的配置,下节课预习内容,实验3.8 交换机链路聚合配置内容 实验3.9 交换机STP配置,本章学习内容,以太网发展历史及现状 以太网基础 交换机工作原理 VLAN 链路聚合 STP,链路聚合,链路聚合（Link Aggregation），又称中继（Trunking），是指将具有相同传输介质类型、相同传输速率的物理链路段“
