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1、,网络互联技术与实践 邢台职业技术学院 刘京中,上篇、组建中小型交换式局域网,在过去几年中，交换机迅速成为大多数网络的基本组成部分。交换机可以将LAN细分为多个单独的冲突域，其每个端口都代表一个单独的冲突域，为该端口连接的节点提供完全的介质带宽。由于每个冲突域中的节点减少了，各个节点可用的平均带宽就增多了，冲突也随之减少。在这种情况下，各个单位纷纷升级自己的局域网络，用交换机替代集线器，并在交换机通过划分VLAN来提高网络的安全性。 下面通过7个任务的实施，来学习交换机的工作原理，掌握对交换机进行基本配置和管理，如何通过在交换机上划分VLAN来隔离数据流，并构建冗余的网络。,上篇、组建中小型交
2、换式局域网,第1章：交换机的基本配置,第2章：交换机端口配置,第3章：在交换机上构建安全隔离的部门间网络,第4章：构建基于VLAN中继协议隔离的局域网,第5章：交换机之间的链路聚合,第6章：交换机之间的冗余链路,第7章：使用三层交换机实现VLAN间路由,1.1 用户需求,第1章：交换机的基本配置,随着学院信息化建设，校园网的规模也越来越大，为了有效地对校园网进行管理和维护，保证网络的连通性，就需要采用可网管的交换机。这就需要首先了解可网管的交换机和不可网管的交换机有何区别？如何对可网管交换机进行配置和管理呢？,1.2 相关知识,第1章：交换机的基本配置,1.2.1 交换机的组成,1.2.2 交
3、换机的访问方法,1.2.3 配置文件,1.2.4 Cisco IOS CLI功能,1.2.5 IOS检查命令,1.2.6 交换机的IOS启动,1.2.7 交换机的基本配置,1.2.8 管理配置文件,1.2.1 交换机的组成,1. 交换机的硬件构成,CPU,RAM（随机存储内存）,ROM（只读内存）,FLASH（闪存）,NVRAM（非易失性RAM）,交换机的硬件构成,1.2.1交换机的组成,1.交换机的硬件构成,CPU,RAM（随机存储内存）,ROM（只读内存）,FLASH（闪存）,NVRAM（非易失性RAM）,CPU提供控制和管理交换的功能，控制和管理所有网络通信的运行，在交换机中，CPU的作
4、用通常没有那么重要。因为大部分的交换计算由一种称为专用集成电路ASIC的芯片来完成。,交换机背板的ASIC芯片,1.2.1交换机的组成,1. 交换机的硬件构成,ASIC芯片是交换机内部的硬件集成电路，用于交换机所有端口之间直接并行转发数据，以提高交换机高速转发数据性能。,CPU,RAM（随机存储内存）,ROM（只读内存）,FLASH（闪存）,NVRAM（非易失性RAM）,交换机背板的ASIC芯片,1.2.1交换机的组成,用来保存运行的Cisco IOS软件以及它所需要的工作内存。包括运行的配置文件（running-config）、MAC表、快速交换（Fast Switching）缓存、以及数据
5、包的排队缓冲，这些数据包等待被接口转发；RAM中的内容在断电或重启时会丢失。,1.交换机的硬件构成,CPU,RAM（随机存储内存）,ROM（只读内存）,FLASH（闪存）,NVRAM（非易失性RAM）,交换机背板的ASIC芯片,1.2.1交换机的组成,保存着交换机的引导（启动）软件，这是交换机运行的的第一个软件，负责让交换机进入正常工作状态。 包括加电自检（POST：Power-OnSelf-Test）、启动程序（BootstrapProgram）和一个可选的缩小版本的IOS软件。,1.交换机的硬件构成,CPU,RAM（随机存储内存）,ROM（只读内存）,FLASH（闪存）,NVRAM（非易失
6、性RAM）,交换机背板的ASIC芯片,1.2.1交换机的组成,闪存是非易失性计算机存储器，可以电子的方式存储和擦除。闪存用作操作系统Cisco IOS的永久性存储器。在大多数Cisco交换机型号中，IOS是永久性存储在闪存中的，在启动过程中才复制到RAM，然后再由CPU执行。闪存由SIMM卡或PCMCIA卡担当，可以通过升级这些卡来增加闪存的容量。 如果交换机断电或重新启动，闪存中的内容不会丢失。,1.交换机的硬件构成,CPU,RAM（随机存储内存）,ROM（只读内存）,FLASH（闪存）,NVRAM（非易失性RAM）,交换机背板的ASIC芯片,1.2.1交换机的组成,NVRAM（非易失性RA
7、M）在电源关闭后不会丢失信息。这与大多数普通RAM（如DRAM）不同，后者需要持续的电源才能保持信息。NVRAM被Cisco IOS用作存储启动配置文件(startup-config)的永久性存储器。所有配置更改都存储于RAM的running-config文件中，并由IOS立即执行。要保存这些更改以防交换机重新启动或断电，必须将running-config复制到NVRAM，并在其中存储为startup-config文件。即使交换机重新启动或断电，NVRAM也不会丢失其内容。,1.交换机的硬件构成,CPU,RAM（随机存储内存）,ROM（只读内存）,FLASH（闪存）,NVRAM（非易失性RAM
8、）,交换机背板的ASIC芯片,1.2.1交换机的组成,2. 交换机软件系统,Cisco将自己的操作系统称为Cisco互连网络操作系统，或者Cisco IOS软件。它是内置在所有的Cisco交换机的软件体系结构。交换机只有在加载了Cisco IOS软件后才能工作。没有操作系统，硬件就无法发挥作用。利用操作系统所提供的命令，可实现对交换机的配置与管理。 IOS文件本身大小为几兆字节，它存储在称为闪存（FLASH）的半永久存储区域中。闪存可提供非易失性存储。 在许多交换机中，设备通电时将IOS复制到内存中，这样，在设备工作过程中，IOS从内存中运行。,1.2.2交换机的访问方法,带内管理,带外管理,
9、通过Telnet访问,通过SSH访问,通过控制台访问,Aux接口,交换机访问方法,1.2.2交换机的访问方法,1. 通过控制台访问,控制台端口是交换机的管理端口，可通过该端口对交换机进行带外访问。控制台使用低速串行连接将计算机的Com口和交换机的控制台端口连接起来。,主要用途包括： （1）初次配置交换机、 （2）在远程访问不可行时进行灾难恢复、 （3）故障排除 （4）口令恢复等。,（1） RJ-45到RJ45反转电缆，所谓的反转线就是线缆两端的RJ45接头上的线序是反的，即1-2、2-8、3-6、4-5、5-4、6-3、7-2、8-1。,（2）DB-9，Db-25或通用串行总线（USB）接头以
10、及将RJ-45电缆与这种接头连接在一起的适配器；使用USB接口配置线一般需要在配置计算机上安装USB接口转并口的驱动程序，通过COM5或COM7端口连接。,1.2.2交换机的访问方法,1. 通过控制台访问,1.2.2交换机的访问方法,1. 通过控制台访问,Telnet会话需要使用交换机的活动网络服务，如该交换机必须至少具有一个活动接口，且该接口必须配置第3层地址，并且该接口与要访问远程主机之间网络连通。 交换机的IOS配有一个Telnet服务进程，该进程在设备启动时启动。同时还包含一个telnet客户端。 运行Telnet客户端的主机可以访问交换机上运行的虚拟电传接口（VTY）会话。从安全角度
11、考虑，IOS要求Telnet会话使用口令。 安全外壳（SSH）协议是一种更安全的远程设备访问方法。,1.2.2交换机的访问方法,1. 通过控制台访问,利用交换机（但交换机等没有）的辅助端口（Aux）上连接的调制解调器通过电话拨号连接建立会话。此方法不需要在设备上配置或提供任何网络服务，这一点与控制台相似。,1.2.2交换机的访问方法,1. 通过控制台访问,1.2.3 配置文件,交换机依靠操作系统（IOS）和配置文件才能运行。配置文件包含Cisco IOS软件命令，这些命令用于自定义Cisco设备的功能。网络管理员通过创建配置文件来定义所需的Cisco设备功能。配置文件的典型大小为几百到几千字节
12、。 每台Cisco交换机包含两个配置文件：,运行配置文件,启动配置文件,用于设备的当前工作过程中。,用作备份配置，在设备启动时加载。,1.2 相关知识,1.2.3 配置文件,1.2 相关知识,1.2.3 配置文件,运行配置文件,启动配置文件,启动配置文件(startup-config)用于在系统启动过程中配置设备。启动配置文件（即startup-config文件）存储在非易失性RAM(NVRAM)。因为NVRAM具有非易失性，所以当Cisco设备关闭后，文件仍保持完好。每次交换机启动或重新加载时，都会将startup-config文件加载到内存中。该配置文件一旦加载到内存中，就被视为运行配置（
13、即running-config）。,1.2 相关知识,1.2.3 配置文件,运行配置文件,启动配置文件,此配置文件一旦加载到内存中，即被用于操作交换机。当网络管理员配置设备时，运行配置文件即被修改。修改运行配置文件会立即影响Cisco设备的运行。修改之后，管理员可以选择将更改保存到startup-config文件中，下次重启设备时将会使用修改后的配置。,1.2.4 Cisco IOS CLI功能,用户Exec模式,特权Exec模式,只允许用户使用有限的基本监视命令。用户使用用户名和密码等录设备（如果设备被配置成通过通过Con、AUX或VTY连接时必须登录），这将进入用户Exec模式。默认提示符
14、为：switch。要关闭会话，可输入exit。,1.2.4 Cisco IOS CLI功能,用户Exec模式,特权Exec模式,允许用户使用所有的设备命令，如用于配置和管理设备的命令，可通过设备密码只允许获得授权的用户进入这种模式。要从用户模式切换到特权Exec模式，可在提示符下输入enable。如果配置了特权密码或特权加密码，将提示输入口令。默认提示符为：switch#。要从特权Exec模式返回用户Exec模式，输入exit或disable。,1.2.4 Cisco IOS CLI功能,1.2 相关知识,1.2.4 Cisco IOS CLI功能,2.基本Cisco IOS命令结构,1.2
15、相关知识,1.2.4 Cisco IOS CLI功能,2.基本Cisco IOS命令结构,1.2 相关知识,1.2.4 Cisco IOS CLI功能,3.在CLI中获取帮助信息, 对上下文相关帮助 获取单词帮助：可在一个或多个字符后面输入问号（?） 获取命令语法关键字或参数的地方使用问号（?），并在其前面加上空格。 使用Ctrl、Esc、Tab、上下箭头键可简化命令输入工作。 Cisco IOS软件支持使用多个命令和按键从历史缓冲区提取命令， 控制台错误消息让用户能够知道错误命令存在的问题。,1.2 相关知识,1.2.4 Cisco IOS CLI功能,4. 访问命令历史记录,命令和关键字可
16、缩写为可唯一确定该命令或关键字的最短字符数。例如，configure命令可缩写为conf，因为configure是唯一一个以conf开头的命令。不能缩写为con，因为以con开头的命令不止一个。,缓冲区存储了用户最后输入的多个命令,5.缩写命令或缩写参数,1.2.5 IOS检查命令,（1）show interfaces命令,（2）show version命令,1.2.6 交换机的IOS启动,1.Cisco IOS启动源,Flash,TFTP服务器,ROM,Cisco IOS启动源,1.2.6 交换机的IOS启动,2.交换机的启动顺序,1.2 相关知识,1.2.6 交换机的IOS启动,2.交换机的启动顺序,步骤1：在CPU中，执行ROM中的引导程序加载器（boot strap loader）。引导程序（Bootstrap）是一个简单操作，根据事先的规定加载一组指令，这些指令又将其他的指令装入内存或者是使得交换机进入其他的配置模式。,步骤2：操作系统（Cisco IOS）可以存放在很多地方（
