《《网络设备的连接与调试》课件 第4章 交换机(电子版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《网络设备的连接与调试》课件 第4章 交换机(电子版)（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第4章 交换机,4.1 交换机基础,交换机的英文名称为“Switch”，它是集线器的升级换代产品。,一款常见的24端口交换机,4.1.1 交换机的工作原理,交换机内存中保存一个MAC地址表，当工作站发出一个帧时，交换机读出帧的源地址和目的地址，根据源地址记下接收该帧的端口，然后根据该帧的目的地址和交换机表中的地址进行核对，在地址表中寻找通向目的地址的端口，接着从选定的端口输出该帧。,4.1.2 交换机的主要技术参数,端口数量 端口速率背板带宽 支持的网络类型支持的物理地址数 最大可堆叠数可网管 支持的协议和标准,4.1.3 交换机与集线器的区别,在OSI模型中的工作层次不同集线器是同时工作在
2、第一层（物理层）和第二层（数据链路层），而交换机工作在第二层以上。数据传输方式不同集线器的数据传输方式是广播方式，数据传输没有目的性。交换机是存储转发方式，数据传输是有目的的。带宽占用方式不同集线器所有端口是共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己的带宽。传输模式不同集线器只能采用“半双工”（Half Duplex）方式进行传输，而交换机则采用“全双工”（Full Duplex）方式来传输数据。,4.2 交换机的分类,4.2.1 按网络覆盖范围分类,按照网络的覆盖范围，交换机可以分为两种：局域网交换机和广域网交换机。广域网交换机广域网交换机主要应用于电信城域网互联、互联网接入等领域的广
3、域网中，提供通信应用的基础平台。局域网交换机局域网交换机应用于局域网络，用于连接终端设备，如服务器、工作站、集线器、路由器和网络打印机等网络设备，提供高速独立的通信通道。,4.2.2 按传输介质和传输速度分类,按照交换机使用的网络传输介质及传输速度的不同，一般可以将局域网交换机分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆（G位）以太网交换机、10千兆（10G位）以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机等。以太网交换机,一款带有RJ-45和AUI接口的以太网交换机,4.2.2 按传输介质和传输速度分类,快速以太网交换机这种交换机用于100Mbps快速以太网，快速以太网是一种在普通双绞
4、线或者光纤上实现100Mbps传输带宽的网络技术。快速以太网并非全是纯正100Mps带宽的端口，目前主要是以10100Mbps自适应型的为主。这种快速以太网交换机通常所采用的介质也是双绞线，有的快速以太网交换机为了兼顾与其它光传输介质的网络互联，会留有少数的光纤接口“SC”。,一款带有光纤接口“SC”的快速以太网交换机,4.2.2 按传输介质和传输速度分类,千兆以太网交换机千兆以太网交换机用于目前较新的千兆以太网中，也有人把这种网络称之为“吉位(GB)以太网”，那是因为它的带宽可以达到1000Mbps。它一般用于一个大型网络的骨干网段，所采用的传输介质有光纤、双绞线两种，对应的接口为“SC”和
5、“RJ-45”接口两种。,一款D-LINK公司生产的DES-6300三层千兆交换机,4.2.2 按传输介质和传输速度分类,10千兆以太网交换机10千兆以太网交换机主要是为了适应10千兆以太网络的接入，它一般应用于骨干网段上，采用的传输介质为光纤，其接口方式也相应为光纤接口。这种交换机也称之为“10G以太网交换机”。,一款华为生产的10千兆以太网交换机,4.2.2 按传输介质和传输速度分类,ATM交换机ATM交换机是应用于ATM网络的交换机产品。ATM网络由于其独特的技术特性，现在还只广泛用于电信、邮政网的主干网段。如我们在后面章节中所讲的ADSL宽带接入方式，如果采用PPPoA协议的话，在局端
6、（ISP端）就需要配置ATM交换机；同样有线电视的Cable Modem互联网接入，在局端也采用ATM交换机。它的传输介质一般采用光纤，接口类型一般有两种：以太网RJ-45接口和光纤接口，这两种接口适合与不同类型的网络互联。,一款lucent公司生产的ATM交换机,4.2.2 按传输介质和传输速度分类,FDDI交换机FDDI技术是在快速以太网技术还没有开发出来之前开发的，它主要是为了解决当时10Mbps以太网和16Mbps令牌网速度的局限，因为它的传输速度可达到100Mbps，所以在当时有一定的市场。但由于它采用光纤作为传输介质的，比使用双绞线为传输介质的网络成本高许多，所以随着快速以太网技术
7、的成功开发，FDDI技术也就失去了它应有的市场，因此，目前FDDI设备也就非常少见了。,4.2.3 按应用规模分类,按照交换机的应用规模，可以将交换机分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌面型交换机等四种。企业级交换机企业级交换机属于高端交换机，一般采用模块化的结构，它通常用于企业网络的最顶层。目前企业级交换机还没有一个明确的标准，只是通常这样认为，如果是作为企业的骨干交换机时，能支持500个信息点以上的大型企业应用的交换机为企业级交换机。,一款D-LINK公司生产的一款模块化千兆以太网交换机,4.2.3 按应用规模分类,部门级交换机部门级交换机是面向部门级网络使用的交换机，这类交换
8、机可以是固定配置，也可以是模块配置，一般除了常用的RJ-45端口外，还带有光纤端口。部门级交换机一般具有较为突出的智能型特点，支持基于端口的VLAN（虚拟局域网），可实现端口管理，可任意采用全双工或半双工传输模式，可对流量进行控制，有网络管理的功能，可通过PC机的串口或经过网络对交换机进行配置、监控和测试。,两款Cisco Catalyst 3550系列的部门级交换机,4.2.3 按应用规模分类,工作组交换机工作组交换机是传统集线器的理想替代产品，一般为固定配置，配有一定数目的10Mbps或100Mbps以太网端口。交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发，这种转发决策一般不考虑包
9、中隐藏的更深的其他信息。,一款AVAYA公司生产的Avayap130工作组交换机,4.2.3 按应用规模分类,桌面型交换机桌面型交换机，这是最常见的一种最低档交换机，它区别于其他交换机的一个特点是支持的每端口MAC地址很少，通常端口数也较少（一般在12口以内），只具备最基本的交换机特性。,一款NETGEAR公司生产的4端口桌面型交换机,4.2.4 按端口结构分类,固定端口交换机固定端口顾名思义就是它所带有的端口是固定的，硬件不可升级。目前这种固定端口的交换机比较常见，端口数量没有明确的规定，一般的端口标准是8端口、16端口、24端口和48端口。非标准的端口数主要有：4端口，5端口、10端口、1
10、2端口、20端口、22端口和32端口等。,一款TP-LINK公司生产的16端口的交换机,4.2.4 按端口结构分类,模块化交换机模块化交换机又称为机箱式交换机，这种交换机可以根据不同的需要配置不同的模块，模块可以插拔。交换机上有相应的插槽，使用时将模块插入插槽中，具有很强的可扩展性。这些扩展模块有：千兆以太网模块、快速以太网模块、令牌环模块、FDDI模块、ATM模块等。一般的骨干交换机，都使用模块化结构。,一款D-LINK公司生产的模块化交换机,4.2.5 按工作的协议层次分类,网络设备都对应工作在OSI模型的一定层次上，工作的层次越高，说明其设备的技术性越高，性能也越好，档次也就越高。根据工
11、作的协议层交换机可分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。二层交换机二层交换机是因为它只能工作在OSI模型的第二层数据链路层而定义的,这是最原始的交换技术产品，目前桌面型交换机一般是属于这一类型。三层交换机三层交换机是因为其可以工作在OSI模型的第三层网络层来定义的。三层交换机实际上是将传统交换机与传统路由器结合起来的网络设备，它既可以完成传统交换机的端口交换功能，又可完成部分路由器的路由功能。当网络规模较大时，可以根据特殊应用需求划分为小的独立的VLAN网段，以减小广播所造成的影响。通常这类交换机是采用模块化结构，以适应灵活配置的需要。四层交换机四层交换机是采用第四层交换技术而开发出来的
12、交换机产品，工作于OSI模型的第四层，即传输层，直接面对具体应用， 目前四层交换机在实际应用中还较少见。,4.2.6 按是否支持网管分类,按照交换机是否支持网络管理功能，又可以将交换机分为“网管型”和“非网管型”两大类。网管型交换机网管型交换机的任务就是使所有的网络资源处于良好的状态。网管交换机支持网络管理，具有端口监控、划分VLAN等普通交换机不具备的特性。网管型交换机产品提供了基于终端控制口（Console）、基于Web页面以及支持Telnet远程登录网络等多种网络管理方式。因此网络管理人员可以对该交换机的工作状态、网络运行状况进行本地或远程的实时监控，全面地管理所有交换端口的工作状态和工
13、作模式。,一款NETWEAR公司生产的二层网管型交换机,4.2.6 按是否支持网管分类,非网管型交换机非网管型交换机是不支持网络管理，这里的管理是指通过管理端口执行监控交换机端口、划分VLAN、设置Trunk端口等功能。网管型交换机和非网管型交换机的区别一台交换机是否支持网络管理，可以从外观上分辨出来，网管型交换机的正面或背面有一个Console口或串口，非网管型交换机没有上述接口。 Console端口的上方或侧方都会有类似“CONSOLE”字样的标识，除位置不同之外，Console端口的类型也有所不同，绝大多数采用RJ-45端口，但也有少数采用DB-9串口端口或DB-25串口端口。,Cons
14、ole端口示意图,4.3 非网管型交换机组建局域网,非网管型交换机组建小型局域网时，将服务器、计算机和打印机等硬件与交换机直接连接。由于交换机具有即插即用的功能，因此无需对设备进行任何配置即可使用。,非网管型交换机组建的小型局域网,4.4 网管型交换机的配置,网管交换机均由两大部分组成：硬件系统和软件系统。下面我们以Cisco的Catalyst系列交换机为例来介绍。 硬件系统 硬件系统主要由以下六部分组成： CPU：交换机的中央处理器。 RAM/DRAM：交换机的工作存储器,存储交换机的运行配置文件等信息。 NVRAM（非易失RAM）：存储备份配置文件等信息。 闪存（Flash memory）
15、，又称可擦除、可编程ROM，用来存储系统软件映像、启动配置文件等信息。 ROM（只读存储器）：存储开机诊断程序、引导程序和操作系统软件。 接口(interface)：用于网络连接,通过接口进入或者离开交换机。 软件系统 正如计算机必须有软件系统才能工作一样，交换机也必须装有软件系统，特别是操作系统。IOS是Cisco公司交换机的专用操作系统。 IOS（Internetwork Operating System，互连网络操作系统）属于Cisco交换机系统软件的重要组成部分。IOS采用模块化结构，可移植性和可扩展性好。对于IOS的大多数配置命令，在整个Cisco系列产品中都是通用的。Cisco公司
16、的IOS也成为许多公司开发自己的交换机系统软件的学习、模仿对象。掌握了思科IOS，不仅可以学会配置Cisco 的产品，配置其它许多公司的产品也会十分容易。,4.4.1 网管型交换机的配置途径,通常网管型交换机买回来就可以使用，但如果想要划分VLAN、关闭某个端口时，就需要对其进行配置。一般有Console端口、Telnet 和Web等三种方式登录交换机进行配置。通过Console 端口方式通常交换机买回来第一次配置时使用这种方式。首先用一条串行线将Console 端口（控制端口）与计算机连接起来，其连接如下图所示。,Console 端口连接示意图,4.4.1 网管型交换机的配置途径, 通过Telnet方式这种方式适合于交换机的过程管理，它要求交换机已经配置好的IP地址，并且建立了具有管理权限的用户账户。通过Web浏览器方式当利用Console 口为交换机设置好IP地址信息并启用HTTP服务后，即可通过Web浏览器访问交换机，并可通过Web浏览器修改交换机的各种参数并对交换机进行管理。,
