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1、交换机基础知识培训什么是交换机？组网会用到什么设备？主要应用在哪些场景？交换组网中常用哪些技术？讨论以太网硬件入门交换基础技术以太网传输介质有线传输介质双绞线光纤同轴电缆（较少使用）无线传输介质空气双绞线概念概念双绞线由两根绝缘铜导线相互缠绕而成。两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波也会被另一根线上发出的电波抵消。把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆，在局域网中常用双绞线4对双绞线组成的。双绞线分类非屏蔽双绞线绝缘套管中无屏蔽层价格低廉，用途广泛屏蔽双绞线绝缘套管中外层由铝铂包裹，以减小辐射价格相对较高，高要求场合应用双绞线
2、标准CAT-1/2/3/41/2/3/4类双绞线，目前已淘汰CAT-55类双绞线，可用于100M以太网传输CAT-5e/6超5类/6类双绞线，可用于1,000M以太网传输CAT-6A超6类双绞线，可用于10,000M以太网传输CAT-77类双绞线，可用于更高标准（大于等于10,000M）以太网传输必须为屏蔽线双绞线接口类型与线序标准接口类型RJ-45水晶头线序标准568B橙白-1，橙-2，绿白-3，蓝-4，蓝白-5，绿-6，棕白-7，棕8568A绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，棕白-7，棕-8直通双绞线与交叉双绞线直通双绞线（正线）双绞线两端都采用同一线序标准（568A或
3、568B）制作通常用于异构设备互连PC连接交换机PC连接路由器交换机连接路由器交叉双绞线（反线）双绞线一端采用568A线序标准，另一端采用568B线序标准通常用于同构设备互连PC连接PC交换机连接交换机路由器连接路由器翻转双绞线双绞线一端采用任意线序，另一端线序完全相反用于网络设备console管理（不能用于数据传输）AutoMDI/MDIX概述双绞线线序自适应自动检测连接到自己接口上的双绞线类型（直通线或交叉线），并自动进行调节免去同构设备必须使用交叉线，异构设备必须使用直通线的烦恼功能支持情况锐捷所有交换机锐捷绝大部分路由器(RSR20-14的F0/2接口不支持)直通双绞线与交叉双绞线图例
4、图例10/100M网络使用1、3、2、6传输数据1000M网络使用全部8根线缆传输数据81水晶头铜片面向自己且向上光纤概述光纤概述一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递光缆概述光缆一般由多根光纤和塑料保护套管及塑料外皮构成光纤分类单模光纤当光纤的几何尺寸可以于光波长相比拟时，即纤芯的几何尺寸与光信号波长相差不大时，一般为510um，光纤只允许一种模式在其中传播，单模光纤具有极宽的带宽，特别适用于大容量、长距离的光纤通信多模光纤多模光纤纤芯的
5、几何尺寸远大于光波波长，一般为50um、62.5um；光信号是以多个模式方式进行传播的；多模光纤仅用于较小容量、短距离的光纤传输通信光纤跳线带有连接器与保护层的光纤一般被称为光纤跳线光纤跳线颜色分类黄色：单模光纤橙色：多模光纤光纤跳线连接器分类SC-FCLC-STLC-LC光纤接口类型SCLCSTFCMT-RJ（淘汰淘汰）光电转换器概述将光纤介质转换成铜线接入将铜线转换成光纤介质接入俗称：光猫、光电收发器光纤终端盒概述光纤与光纤的熔接、光纤与尾纤的熔接以及光连接器的交接光纤及其元件提供机械保护和环境保护提供光缆终端的安放和余端光纤存储的空间光纤连接互连示意图设备一侧接口类型多为SC或LC终端盒
6、一侧多为ST或FC16芯多模光缆芯多模光缆接口类型SC或LC接口类型多为ST或FC500米光纤终端盒光纤跳线双绞线常见以太网设备接口-固化接口/扩展插槽固化接口10/100M自适应电口10/100/1000M自适应电口扩展插槽10/100M自适应电口10/100/1000M自适应电口100M光纤接口1000M光纤接口堆叠接口10/100M10/100/1000M扩展插槽扩展模块常见以太网设备接口-GBICGBIC接口（ Giga Bitrate Interface Converter ）传输标准：1,000M连接GBIC模块（逐渐被淘汰）常用GBIC模块GBIC接口模块型号模块型号介质类型介质
7、类型传输距离传输距离接口类型接口类型GBIC-GTGBIC-GT双绞线100MRJ-45GBIC-SX多模光纤550MSCGBIC-LX多模光纤550MSC单模光纤10KMSC注：1.上表中GBIC-GT不支持自适应 2. 根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。常见以太网设备接口-SFPSFP接口（ Small Formfactor Pluggable ）传输标准：1,000M连接Mini-GBIC模块常用Mini-GBIC模块SFP接口模块型号模块型号介质类型介质类型传输距离传输距离接口类型接口类型Mini-GBIC-GTMini-GBIC-GT双绞线100MRJ-45Mini-G
8、BIC-SX多模光纤550MLCMini-GBIC-LX多模光纤550MLC单模光纤10KMLCMini-GBIC-ZX-50单模光纤50KMLCMini-GBIC-ZX-80单模光纤80KMLC注：1.上表中Mini-GIBC-GT不支持自适应 2. 根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。 3.短距离使用长距模块时需加光衰常见以太网设备接口-XENPAKXENPAK接口传输标准：10,000M连接XENPAK模块（逐渐被淘汰）常用XENPAK模块XENPAK接口模块型号模块型号介质类型介质类型传输距离传输距离接口类型接口类型10GBASE-SR多模光纤300MSC10GBASE-L
9、R多模光纤300MSC单模光纤10KMSC10GBASE-ER单模光纤40KMSC注：1.根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。 2.短距离使用长距模块时需加光衰常见以太网设备接口-XFPXFP接口传输标准：10,000M连接XFP模块常用XFP模块模块型号模块型号介质类型介质类型传输距离传输距离接口类型接口类型10GBASE-SR-XFP多模光纤300MLC10GBASE-LR-XFP多模光纤300MLC单模光纤10KMLC10GBASE-ER-XFP单模光纤40KMLCXFP接口注：1.根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。 2.短距离使用长距模块时需加光衰以太网设备接
10、口复用概述接口复用是指在同一台设备中，某些不同类型的接口同一时刻只能使用其中的一个提升设备接口的灵活性，降低用户成本怎样判别接口复用不同接口但编号一致复用接口模块化硬件设计概述模块化设计能提升设备的灵活性与扩展性模块化设计能方便的实现硬件冗余与更换简单模块化中低端设备，采用固化端口+扩展插槽方式设计盒式设备全模块化高端设备，引擎（控制中心）、线卡（端口接入）、电源、风扇全模块化箱式设备网络设备硬件设计标准标准标准尺寸的网络设备应满足宽为19英寸，约48.26cm 高为1U的倍数，1U约4.445cm深未做规定规范网络设备的尺寸，是为了设备保持适当的尺寸以便放机柜上图例19英寸19英寸1U2UP
11、oE概述Power Over Ethernet，利用以太网双绞线传输数据信号的同时，还能为设备提供直流供电的技术相关概念PSE供电端设备PoE适配器、PoE交换机一般通过双绞线4、5、7、8供电PD受电端设备AP、IP电话、网络摄像头一般通过双绞线4、5、7、8受电交换容量交换容量网络设备接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量网络设备设计时决定的参数一般用于衡量盒式交换机或箱式交换机整机转发能力交换容量的衡量标准盒式交换容量大于等于“端口速率 * 端口数量 * 2”时，可实现全双工无阻塞转发数据箱式交换机整机交换容量等于“线卡交换容量 * 线卡数量”背板带宽背板带宽线卡插槽和背板之
12、间的接口带宽背板设计时决定的参数一般用于衡量箱式交换机的背板背板的衡量标准背板带宽大于等于“线卡交换容量*线卡数量*2”时，可实现全双工无阻塞转发数据面向十万兆平台的交换机由来S8610计算例背板：3.2T（设计时决定）线卡数量：8每线卡最大交换容量=3.2T/8/2=0.2T100G接口要求的交换容量=0.1T*2=0.2T每线卡至少可以保证1个100G接口的全双工无阻塞转发以太网包转发速率计算概念以太网接口每秒转发报文的个数，又叫端口吞吐量单位：pps（packet per second）端口线速度在物理介质上的最大速度传输，由传输标准所决定，例如1000M以太网帧开销帧间隙：96/8=1
13、2字节同步信号：64/8=8字节以太网包转发速率计算（续）包转发速率计算公式最大包转发速率=端口线速度/8/（最小帧长+开销）,例：1000M端口的最大包转发速率=1000/8/(64+20)1.488Mpps包转发速率随着帧长度的增加而降低网络设备开启一定功能后可能会导致包转发速率下降线速转发条件实际包转发速率=所有接口分别乘以接口的最大包转发速率的总和包转发速率计算例：S2628G的线速包转发速率=24*0.1488+4*1.4889.6Mpps，S2628G的实际包转发速率=9.6Mpps，所以S2628G可以线速转发数据RSR10-02的线速包转发速率=2*0.14880.298Mpp
14、s=298Kpps，RSR10-02的实际包转发速率=260Kpps，所以RSR10-02接近线速转发能力转发性能指标计算方法背板带宽=每根背板信号线提供的速率*每个槽位信号线的数量*槽位数*2（双向）交换容量=客户实际用到的背板带宽=每个槽位的交换容量*槽位数包转发率=能够达到线速转发的最多千兆口数量*1.488Mbps计算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64812）byte=1,488,095pps以太网硬件入门交换基础技术二层交换机工作原理PC1192.168.10.10255.255.255.0192.168.10.254MAC-PC1PC2192.168.10
15、.20255.255.255.0192.168.10.254MAC-PC2PC3192.168.10.30255.255.255.0192.168.10.254MAC-PC3二层交换机工作原理以以太网帧的形式理解数据在内存中建立并维持MAC地址表基于收到的数据的源MAC学习如果一个帧的入口和MAC地址表中该MAC地址对应的端口不同，该地址条码将更新到到新的端口地址表条目的老化时间是300秒MAC 地址表地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0: 0260.8c01.1111E0E1E2E3DCBAE1: 0260
16、.8c01.3333二层交换机工作原理根据根据MAC地址转发数据地址转发数据VLAN什么是VLANVLAN（Virtual LAN），翻译成中文是“虚拟局域网”。 那什么是LAN呢？LAN（local area network），LAN可以是由少数几台家用计算机构成的网络，也可以是数以百计的计算机构成的企业网络。VLAN所指的LAN特指使用路由器分割的网络也就是广播域。如果没有vlan.如果没有vlan.VLAN的作用工程部工程部销售部销售部一层一层二层二层三层三层减小广播域增强安全性灵活组网VLAN的重要性 如果整个网络只有一个广播域，那么一旦发出广播信息，就会传遍整个网络，并且对网络中的主
17、机带来额外的负担。因此，在设计LAN时，需要注意如何才能有效地分割广播域，也就是要设计合理的VLAN，通过利用VLAN，我们可以自由设计广播域的构成，提高网络设计的自由度。交换机是如何使用VLAN分割广播域的 首先，在一台未设置任何VLAN的二层交换机上，任何广播帧都会被转发给除接收端口外的所有其他端口（Flooding）。例如，计算机A发送广播信息后，会被转发给端口2、3、4。交换机是如何使用VLAN分割广播域的就这样，VLAN通过限制广播帧转发的范围分割了广播域。上图中为了便于说明，以红、蓝两色识别不同的VLAN，在实际使用中则是用“VLAN ID”来区分的。VLAN应用VLAN应用STP
18、问答1. 有以太网的时候，就有生成树协议（STP）了吗？2. 交换机又是如何将环路引入以太网的？3. 环路对网络有什么危害？4. STP在其中的作用？5. 拥有良好的规划的网络中，是不是就不需要STP了？二层冗余网络面临的环路问题二层冗余网络解决方案STP概述lSTP(Spanning tree Protocol)二层链路管理协议，启用了STP的交换机通过有选择的堵塞冗余链路，生成无环路的拓扑，来达到消除网络二层环路的目的，同时具有链路的备份功能。lSTP分类STP IEEE 802.1DRSTP IEEE 802.1WMSTP IEEE 802.1SSTP工作原理l在交换机之间传递BPDU,
19、比较其中的参数，根据STP算法打开好的端口，阻塞差的端口，从而打破物理环路，建立一个无循环的逻辑拓扑。 SW3SW2SW1ACL场景描述访问控制列表ACL访问控制列表（Access Control List，ACL） 是路由器和交换机接口的指令列表，用来控制端口进出的数据包。引入ACL的技术背景网络中数据流的多样性用户要求对某些特定的数据流采取特殊的策略只允许特定的主机访问服务器限制FTP流量占用的带宽过滤某些路由信息需要一种技术来挑选相应的数据流ACL作用ACL作用包过滤允许或者拒绝特定的数据流经网络设备，保证网络安全对特定的数据流、路由条目等进行匹配和标识，用于其它目的路由过滤QoSACL
20、包过滤缺省情况下，网络设备会转发所有数据在接口下绑定IP access-group ACL编号 in/out会对流经接口的数据包进行控制入栈（in）对从该接口进入设备内部的数据包进行包过滤出栈（out）对从该接口向外发送数据时进行包过滤一个接口在一个方向只能应用一个ACLF1/0F1/0F1/1F1/1ININOUTOUT什么时候使用ACL静态路由静态路由什么是路由l路由是指导路由是指导IP报文发送的路径信息报文发送的路径信息。（N,R1,M）R1目标网络目标网络N其它网络其它网络路由的来源l手工配置静态路由无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网无开销，配置简单，需人工维护，适合简
21、单拓朴结构的网络络。l动态路由协议发现的路由开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络网络。静态路由129.1.0.0/16E0BS0129.0.0.2 A129.0.0.1S0A转发数据到129.1网段，A与B写静态路由实现路由可达VRRP场景描述解决方案VRRP概述VRRPVirtual Router Redundancy Protocol 是一种容错协议，通过将一组物理路由器模拟成一台虚拟路由器，保证当一台路由器失效时，可以及时的由另一台路由器来替代，从而保持通讯的连续性和可靠性。VRRP协议VRRP应用接入交换机RG-S2150GSTAR-S4909或RG-S6506数据中心数据中心Cisco 2600 STAR-S4909或RG-S6506接入交换机RG-S2150G接入交换机RG-S2150G接入交换机RG-S2150GQ&A
