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1、第六章 集线器和交换机,6.1 集线器,6.1.1 集线器的基础知识,2、集线器外观示意图,1、集线器英文名称是Hub,英文Hub是“中心”的意思。集线器在网络拓扑结构中用图标表示为,3、集线器的工作过程。,4、集线器主要功能。,5、集线器的优点：当网络系统中某条线路或某节点出现故障时，不会影响网络上其他节点的正常工作，因为它提供了多通道通信，所以大大提高了网络通信速度。,6、集线器的不足主要体现在如下几个方面： （1）用户带宽共享，带宽受到限制。 （2）以广播方式传输数据，易造成网络风暴。 （3）网络通信效率低。,集线器同时工作在OSI参考模型的第一层“物理层”和第二层“数据链路层”。主要是
2、工作在第一层。,6.1.2 集线器的分类,2按带宽划分,3按配置形式划分,1按端口数量划分,按集线器的配置来分，可分为独立型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器三种。,按照集线器所支持的带宽不同，通常可分为10Mb/s、100Mb/s、10/100Mb/s三种。,按照集线器提供的端口数来分，目前主流集线器主要有8口、16口和24口等，但也有少数品牌提供4口、9口、18口等集线器产品。,6.2 交换机,6.2.1 交换机的定义,交换机的英文名称为Switch，是集线器的升级产品。在网络拓扑结构中用图标表示为 。,交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装、转发数据包功能的网络设备。,交换机接收到数
3、据包以后，会自动对照内部的MAC地址表，将数据包传送到目的节点，而不是所有节点。只有在目的MAC地址不存在时才将数据包以广播的形式传到所有端口。,交换机每一端口都独享带宽，在速率上每个端口有了根本的保障。,6.2.2 交换机的基本工作原理,1数据传输技术 集线器是采用共享方式进行数据传输，而交换机则是采用交换方式进行数据传输。,2数据传递方式 集线器是以广播方式传输数据的，同一时刻只有一个数据包在传输。 交换机可以同时在多对节点之间建立临时专用通道。,6.2.3 交换机的基本技术介绍,2交换机的交换技术 主要有第二层、第三层第四层和第七层交换技术。,3可编程ASIC技术,4VLAN技术,5Qo
4、S技术,6线速交换技术,7多层交换技术,1交换机的交换方式 直通式交换、存储转发式交换和碎片隔离式交换三种。,6.2.4 交换机的分类,1按网络覆盖范围划分 根据网络覆盖范围，交换机可分为广域网交换机和局域网交换机。,2按传输介质和传输速度划分 根据交换机使用的网络传输介质及传输速度的不同，可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）以太网交换机和ATM交换机等。,3按交换机工作的协议层次划分 根据工作的协议层次，交换机可分为：第二层交换机、第三层交换机、第四层交换机和第七层交换机。,4按交换机的结构划分 根据交换机的端口结构可分为：固定端
5、口交换机和模块化交换机。,5按交换机的工作层次划分 根据交换机的工作层次结构可分为：接入层交换机、汇接层交换机、核心层交换机。,交换机的分类形式还有一些，例如：按交换机的应用规模层次划分，可分为企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机五种；按是否支持网管功能划分，可分为网管型和非网管理型两大类；等等。,6.2.5 交换机与集线器的区别,1数据传输方式不同,2数据传输模式不同,3带宽占用方式不同,4在OSI参考模型中的工作层次不同,6.3 交换机的配置,6.3.1 交换机的连接,交换机有两种配置方法：一种是本地配置方式，另一种是远程网络配置方式。,2配置超级终端程序,
6、1硬件连接 通过交换机上的普通端口和Console端口与计算机及其他设备的连接， 实现交换机的硬件连接 。通过Console端口连接并配置交换机，这是配置和管理交换机的前提。,6.3.2 交换机的基本配置,1交换机的配置模式 不同厂家生产的交换机，命令集不同，即使相同厂家生产的交换机，不同型号的交换机也有不同的命令集，这里主要介绍基于Cisco IOS命令集。,2交换机的基本配置命令 交换机的配置命令有很多，这里介绍几条基本配置命令。 （1）对交换机进行惟一性定义。 switch(config)#hostname name teacher (config)#no hostname 取消交换机的
7、名字 （2）定义交换机的IP地址和子网掩码 switch(config)#ip address ip地址及子网掩码,（3）限制到交换机的访问 switch(config)#enable password level levelnumber password switch(config)# no enable password levelnumber 取消口令,（4）对端口或连接进行惟一性描述 只有进入端口配置模式才可以对端口或连接进行惟一性描述。 switch(config)#interface ethernet 端口号 ethernet表示以太网端口，fastethernet表示快速以太网端
8、口。,（5）定义端口的数据传输模式 switch(config-if)#duplex auto | full | full-flow-control | half （6）验证连通性 switch# ping 目的IP地址 如果上面的设置成功，则交换机就有了相应的名字、IP地址，这样就可以对交换机进行远程配置了。,3交换机的远程配置 交换机通过普通端口对交换机进行管理时，就不再使用超级终端程序了，而是以Telnet或Web浏览器的方式实现与被管理交换机的通信。要注意，只有网管型的交换机才具有这种管理功能。,6.4 VLAN的概念及配置,6.4.1 传统网络的问题,（1）网络结构的问题 （2）安全
9、性的问题 （3）冗余路径的问题 传统的基于共享媒体的局域网络已不能满足人们对带宽的要求，其固有的弱点造成网络的瓶颈现象日趋明显。,6.4.2 VLAN的基本概念,VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑的而不是物理的划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的技术。它可以很好地解决传统网络的许多问题。,1VLAN的特征 （1）VLAN不受网络物理位置的限制，可跨越多个物理网络、多台交换机。 （2）同一个VLAN中的广播只有VLAN中的成员才能听到，而不会传输到其他的 VLAN中去。 （3）划分VLAN可有效提升带宽。 （4）VLAN均
10、由软件实现定义与划分，使得建立与重组VLAN十分灵活。,2 VLAN的分类 （1）基于端口划分的VLAN。 （2）基于MAC地址划分VLAN。 （3）基于网络层协议划分VLAN。 （4）根据IP组播划分VLAN。 这些划分方法中（1）是静态VLAN，（2）、（3）、（4）是动态VLAN。,3 VLAN的标识 VLAN帧的标识方法有ISL、IEEE802.1Q、LANE等，最具有代表性的是IEEE802.1Q和ISL。,4交换环境中的链路 （1）接入链路 （2）干道链路 （3）混合链路,5VLAN干道协议（VTP） VTP是VLAN干道协议，用于维护整个网络的一致性，在整个网络中管理VLAN的添
11、加、删除和重命名。 VTP有三种工作模式：服务器模式（server），客户模式（client）和透明模式（transparent）。 VLAN1是出厂默认设置的VLAN，不配置的话，所有与交换机连接的设备都属于VLAN1。,6.4.3 配置VLAN的步骤及命令,1启用VTP （1）基于CISCO IOS命令集。 vtp mode 将交换机置为指定的VTP模式 vtp domain name 定义VTP的域名 （2）基于SET命令集。 set vtp mode mode 将交换机置为指定的VTP模式 set vtp domain name 定义VTP的域名,2建立VLAN、将端口加入VLAN （
12、1）基于CISCO IOS命令集。 vlan vlan-number name vlan-name 建立一个VLAN号和名字 interface ethernet mod/port 进入接口配置模式 vlan-membership static vlan-number 将端口指派到相应的VLAN中 （2）基于SET命令集。 set vlan vlan-number name vlan-name 建立一个VLAN号和名字 set vlan vlan-number mod/port 将端口指派到相应的VLAN中,3启用主干功能，以支持VLAN间的路由功能 （1）基于CISCO IOS命令集。 in
13、terface fastethernet mod/port 进入接口配置模式 trunk on 激活干道功能 no trunk-vlan vlan-number 限制不进入干道的VLAN （2）基于SET命令集。 set trunk mod/port on isl 激活连接交换机端口的干道功能 clear trunk mod/port vlan-range 限制不进入干道的VLAN,6.4.4 练习配置VLAN,有6台计算机PC1PC6，两台接入层交换机SWITCH1和SWITCH2，一台汇接层交换机SWITCH3，如图5-12所示。其中PC1、PC2、PC3分别接在SWITCH1的第1、2、
14、3个普通端口上；PC4、PC5、PC6分别接在SWITCH2的第1、2、3个普通端口上；SWITCH1和SWITCH2的快速以太网端口26分别接在SWITCH3第1和2个端口上，SWITCH1、SWITCH2分别命名为Switch1、Switch2。SWITCH1、SWITCH2、SWITCH3均已经完成基本配置。,要求：建立3个VLAN：VLAN10、VLAN20、VLAN30，且分别命名为students、teachers、workers，其中PC1、PC5是VLAN10中的成员，PC2、PC3、PC6是VLAN20中的成员，、PC4是VLAN30中的成员，除VLAN50，51外，各VLAN间能够相互通信。,6.6 交换机的主要性能指标,1端口数量,2背板带宽,3扩展性,4机架插槽数,5扩展槽数,6三层交换技术,7芯片,8管理功能,9单/多MAC地址类型,10光纤解决方案,
