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1、项目四 IP交换原理及交换机应用,IP交换原理及交换机应用, IP交换基本原理 交换机基本应用配置 VLAN应用及配置 TRUNK应用及配置 链路聚合应用及配置 STP应用及配置 三层交换技术的应用及配置 DHCP应用及配置,IP交换基本原理-以太网,以太网工作在数据链路层,物理层,物理层,数据链路层,数据链路层,网络层,网络层,物理层协议,数据链路层协议,网络层协议,比特,帧,包,1,2,主机A,主机B,数据单元,层,以太网,IP交换基本原理-什么是以太网,我们平常使用的局域网就是以太网,如果中间的线路是共享的，这条链路在同一时间由谁来使用呢？如何来保证这些主机能有序的使用共享线路，不发生数
2、据的冲突？, 如果主机A发出一个数据包给主机B，如何标识主机A和主机B呢？这就是主机的地址问题。, 主机之间发送的数据，需要保证双方互相都能读懂，那么它们发送的数据的格式，是不是需要有一个统一的规范呢？,IP交换基本原理-以太网采用CSMA/CD,CSMA/CD带冲突检测(碰撞检测 )的载波监听多路访问 以太网采用CSMA/CD避免信号的冲突 工作原理 发送前先监听信道是否空闲， 若空闲则立即发送数据。 在发送时，边发边继续监听 若监听到冲突，则立即停止 发送 等待一段随机时间（称为退 避）以后，再重新尝试,IP交换基本原理-以太网MAC地址,以太网地址用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一
3、组设备 例如：00061be3936c 000d28beb642,IBM,CISCO,IP交换基本原理-以太网帧格式,802.3 以太网帧格式,7字节,6字节,6字节,前导码,目的地址,源地址,类型/长度,数据,帧校验 序列,461500 字节,4字节,1 字 节,2 字 节,帧启始定界符,大于0600H表示类型，小于0600H表示长度,IP交换基本原理-以太网标准,物理层,数据链路层,逻辑链路控制子层（LLC),介质访问控制子层（MAC),以太网,IEEE802.2,IEEE802.3,IP交换基本原理- MAC子层与LLC子层21,介质访问控制（MAC）子层（802.3） 将上层交下来的数
4、据封装成帧进行发送(接收时进行相反的过程，将帧拆卸)； 实现和维护介质访访问控制协议，例如CSMA/CD； 比特差错检测； MAC帧的寻址，即MAC帧由哪个站（源站）发出，被哪个站哪些站接收（目的站）。,IP交换基本原理- MAC子层与LLC子层22,逻辑链路控制（LLC）子层（802.2） 建立和释放数据链路层的逻辑连接； 提供与上层的接口； 给帧加上序号。,IP交换基本原理-以太网命名方法,N信号物理介质 N：以兆位为单位的数据速率，如10、100、1000 信号：基带还是宽带 物理介质：标识介质类型例如：100BASE-TX,数据速率为100M,基带，即物理介质为以太网专用,UTP或ST
5、P,IP交换基本原理-常见线缆,10Base5-粗缆 最大传输距离500米 10Base2-细缆 最大传输距离185米 10BaseT双绞线 最大传输距离100米 10BaseF光纤 传输距离1000米以上 100Mbps快速以太网,IP交换基本原理-以太网交换机,交换机是用来连接局域网的主要设备交换机能够根据以太网帧中目标地址智能的转发数据，因此交换机工作在数据链路层交换机分割冲突域，实现全双工通信,IP交换基本原理-交换机数据转发原理121,11,B,33,44,22,AA,BB,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,主机11给主机33发送一个数据帧： 目标地址：33 源地址
6、： 11,IP交换基本原理-交换机数据转发原理122,A,交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机A查找MAC地址表 交换机A学习主机11的MAC地址 交换机A向其他所有端口发送广播,11 1,IP交换基本原理-交换机数据转发原理123,11,B,33,44,22,AA,BB,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,IP交换基本原理-交换机数据转发原理124,交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机B查看MAC地址表 交换机B学习源MAC地址和端口号 交换机B向所有端口广播数据包 主机22，查看数据包的目标MAC地址不是自己，丢弃数据包,B,11 3,22,IP交换
7、基本原理-交换机数据转发原理125,B,33,44,22,AA,BB,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,11,IP交换基本原理-交换机数据转发原理126,主机33，接收到数据帧 主机44，丢弃数据帧,33,44,在这个过程中，交换机的MAC地址表中没有需要的条目，交换机通过广播的方式，转发了数据帧,IP交换基本原理-交换机数据转发原理127,B,33,44,22,AA,BB,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,11,这时，主机44要给主机11发送一个数据帧： 目标地址：11 源地址： 44,IP交换基本原理-交换机数据转发原理128,B,11 3,交换机B在接
8、收到数据帧后，执行以下操作： 交换机B学习源MAC地址和端口号 交换机B查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目，单播转发数据到端口3,44 2,IP交换基本原理-交换机数据转发原理129,A,11 1,交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机A学习源MAC地址和端口号 交换机A查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目，单播转发数据到端口1 主机11，收到数据帧,44 3,IP交换基本原理-交换机数据转发原理1210,B,33,44,22,AA,BB,A,端口1,端口1,端口2,端口2,端口3,端口3,11,在这个过程中，交换机的MAC地址表中已经学到了需要的条目，交换机通过单播的
9、方式，转发了数据帧,IP交换基本原理-交换机数据转发原理1211,A,11 1,44 3,22 2,33 3,11 3,44 2,22 3,33 1,交换机最终的MAC地址表,B,IP交换基本原理-交换机数据转发原理1212,转发 交换机根据MAC地址表单播转发数据帧 学习 MAC地址表是交换机通过学习接收的数据帧的源MAC地址来形成的 广播 如果目标地址在MAC地址表中没有，交换机就向除接收到该数据帧的端口外的其他所有端口广播该数据帧 更新 交换机MAC地址表的老化时间是300秒 交换机如果发现一个帧的入端口和MAC地址表中源MAC地址的所在端口不同，交换机将MAC 地址重新学习到新的端口,
10、IP交换基本原理-单工、半双工与全双工,单工 只有一个信道，传输方向只能是单向的半双工 只有一个信道，在同一时刻，只能是单向传输全双工 双信道，同时可以有双向数据传输,A,B,A,B,A,B,例如：寻呼机,例如：对讲机,例如：电话,IP交换基本原理-冲突与冲突域,如果冲突过多，则传输效率就会降低,主机A,主机B,主机C,冲突域,IP交换基本原理-分割冲突域,为了提高传输效率，分割冲突域,. . . . . .,冲突域1,冲突域2,冲突域3,IP交换基本原理-交换机背板交换矩阵结构,交换机的每个端口访问 另一个端口时，都有一条 专有的线路，不会产生冲 突。,IP交换基本原理-冲突域与广播域,广播
11、域指接收同样广播消息的节点的集合，如：在该集合中的任何一个节点传输一个广播帧，则所有其他能收到这个帧的节点都被认为是该广播帧的一部分 交换机分割冲突域，但是不分割广播域，即交换机的所有端口属于同一个广播域,. . . .,广播域,广播域,冲突域,冲突域,广播,网络设备的基本存储组件,SDRAM,NVRAM,BootROM,Flash,配置文件 Startup-config,软件版本 *.bin,动态表及其他运行信息 Running-config 等,设备启动版本,不可更新删除，用于错误恢复等操作,1,2,3,IP交换基本原理-交换机系统文件,交换机系统文件包括三类文件： 引导文件 系统映像文件
12、 厂商配置文件 交换机软件版本升级就是对这三类文件的更新 方法就是用新的文件覆盖旧的文件。,IP交换基本原理-引导文件,引导文件 是指引导交换机初始化等的文件，即我们通常说的ROM文件 在机架式交换机上通常为boot.rom一份文件 在盒式交换机上通常为boot.rom和config.rom两份文件。 ROM文件保存在FLASH中 文件名固定为boot.rom和config.rom。,IP交换基本原理-系统映像文件,系统映像文件 是指交换机硬件驱动和软件支持程序等的压缩文件 交换机系统映像文件保存在FLASH中 文件名缺省为nos.img。,IP交换基本原理-厂商设备配置文件,厂商设备配置文件
13、 交换机基本配置文件 在交换机系统映像文件启动时进行基本信息的动态显示与部分功能模块的动态加载。 厂商设备配置信息一般包括厂商名称、厂商网址、web相关图片、web语言、设备类型等基本显示信息 厂商设备配置文件保存在FLASH中，文件名固定为vendor.cfg。 提供给用户的文件名格式 -vendor.cfg。,IP交换原理及交换机应用, IP交换基本原理 交换机基本应用配置 VLAN应用及配置 TRUNK应用及配置 链路聚合应用及配置 STP应用及配置 三层交换技术的应用及配置 DHCP应用及配置,交换机基本应用配置,IOS（Internetworking Operating System
14、-Cisco，缩写IOS），CISCO网络配置系统，大多数Cisco设备中安装有此操作系统。要配置好Cisco设备必需要熟悉IOS命令及相关的知识。 （一）交换机的初始配置,交换机基本应用配置,用反接线一端通过RJ-45到DB-9连接器与计算机的串行口（如COM1口）相连，另一端与交换机的CONSOLE端口相连。所谓交换机的初始配置是指第一次进行交换机的配置。第一次配置主要包括交换机的主机名、密码和管理IP地址的配置。启动计算机的“超级终端(HyperTerminal)”程序，会显示一个如图所示的对话窗口。 “开始”“程序”“附件”“通讯”“超级终端”,交换机基本应用配置,交换机基本应用配置,第一次建立交换机和超级终端的连接时，首先要为这一连接命名。在下拉菜单中选择连接交换机所使用的COM端口，点击确定按钮，如图所示。,
