05-交换机的工作原理及其基本配置

交换机的工作原理及其基本配置,浙江工业职业技术学院,交换机的工作原理交换机的访问方式配置文件的管理VLAN技术VLAN间路由,课程议题,MAC地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,A,B,C,D,交换机工作原理,交换机初始化时MAC地址表是空的。,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,交换机具有三种主要功能：地址学习、转发/过滤、回环避免。,MAC地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,F0/1:0260.8c01.1111,D,C,B,A,交换机工作原理,主机之间互相发送数据，交换机会学习数据帧的源MAC地址。,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,地址学习,F1:0260.8c01.1111,F2:0260.8c01.2222,F3:0260.8c01.3333,F4:0260.8c01.4444,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,X,X,D,C,A,B,MAC地址表,交换机工作原理,已知单播帧：地址表中已存在其地址，则只把数据帧从相应的端口发出。其他地址被过滤掉。过滤操作（Filtering）,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,转发/过滤,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,D,C,A,B,F0/1:0260.8c01.1111,F0/2:0260.8c01.2222,F0/3:0260.8c01.3333,F0/4:0260.8c01.4444,MAC地址表,交换机工作原理,未知单播帧，广播帧：地址表中没有该地址时，采用广播形式发送。执行广播操作（Flooding）,转发/过滤,回环避免,回环避免采用生成树协议来实现，生成树协议既支持路径冗余，又可以防止路径回环。,A,网段1,网段2,A,B,广播地址在数据链路层表示为FFFF.FFFF.FFFF该地址不会被交换机学习到目的地址为该地址的数据帧将被交换机扩散,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,F0,F1,F2,F3,D,C,A,B,E0:0260.8c01.1111,E2:0260.8c01.2222,E1:0260.8c01.3333,E3:0260.8c01.4444,MAC地址表,交换机工作原理,交换机的访问方式,带外管理（控制口Consle管理）通过带外对交换机进行管理(PC与交换机直接相连)带内管理通过Telnet对交换机进行远程管理通过Web对交换机进行远程管理通过SNMP工作站对交换机进行远程管理,带外交换机配置Consle,波特率：9600数据位：8停止位：1无校验，无流量控制,交换机配置命令模式,用户模式Switch特权模式Switch#全局模式Switch(config)#端口模式Switch(config-if)#VLAN配置模式Switch(config-vlan)#,EXEC模式：用户模式switch交换机信息的查看，简单测试命令特权模式switch#查看、管理交换机配置信息，测试、调试,交换机配置命令模式,交换机配置命令模式,在用户模式下进入特权模式SwitchenableSwitch#返回用户模式Switch#disableSwitch或Switch#exitPressRETURNtogetstarted!Switch,交换机配置命令模式,配置模式：全局配置模式switch(config)#配置交换机的整体参数接口配置模式switch(config-if)#配置交换机的接口参数,交换机配置命令模式,进入全局配置模式下Switch#configureterminalSwitch(config)#exitSwitch#进入接口配置模式Switch(config)#interfacefastethernet0/1Switch(config-if)#exitSwitch(config)#,从子模式下直接返回特权模式Switch(config-if)#endSwitch#,交换机配置命令模式,命令行其他功能,获得帮助命令简写使用历史命令编辑快捷键,TELNET管理交换机,Switch(config)#enablesecretlevel10star！配置远程登陆密码Switch(config)#enablesecretlevel150star！配置进入特权模式密码Switch(config)#interfacevlan1Switch(config-if)#noshutdownSwitch(config-if)#ipaddress192.168.1.1255.255.255.0Switch(config-if)#endTELNET管理交换机telnet192.168.1.1,交换机配置,交换机的硬件结构,FLASH闪存交换机操作系统（RGNOS）、配置文件（config.text）RAM随机存储器交换机当前运行的配置（running-config）ROM只读存储器MiniOS、BootStart,ROM,Flash,Interface,CPU,RAM,配置文件的管理,保存配置将当前运行的参数保存到flash中用于系统初始化时初始化参数。Switch#copyrunning-configstartup-configSwitch#writememorySwitch#write删除配置永久性的删除flash中不需要的文件。使用命令deleteflash:config.text删除VLAN数据库永久性的删除flash中VLAN数据库文件。使用命令deleteflash:vlan.dat查看配置文件内容Switch#moreflash:config.textSwitch#showconfigureSwitch#showrunning-config,交换网络中的问题,在交换机组成的校园网络里所有主机都在同一个广播域内,广播域,安全,广播,交换网络中问题的解决-VLAN,VLAN20,通过VLAN技术可以对网络进行一个安全的隔离、分割广播域,VLAN10,VLAN30,VLAN40,VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）VLAN是在一个物理网络上划分出来的逻辑网络。这个网络对应于OSI模型的第二层网络。VLAN的划分不受网络端口的实际物理位置的限制。VLAN有着和普通物理网络同样的属性。第二层的单播、广播和多播帧在一个VLAN内转发、扩散，而不会直接进入其他的VLAN之中。,VLAN技术,VLAN的种类,基于端口的VLAN基于MAC地址的VLAN,基于交换机的端口(一个端口只属于一个VLAN),VLAN的类型:PortVLAN,PortVLAN设置在连接主机的端口,F0/1,F0/2,F0/3,Port-vlan原理,F0/1,F0/2,F0/3,A,B,C,Vlan10,Vlan20,Vlan10,ABAC,X,创建VLAN100，将它命名为test的例子Switch#configureterminalSwitch(config)#vlan100Switch(config-vlan)#nametestSwitch(config-vlan)#end把ethernet0/10作为access口加入了VLAN100Switch#configureterminalSwitch(config)#interfacefastethernet0/10Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan100Switch(config-if)#end,PortVLAN，即将连接主机的端口设成access模式。,配置PortVLAN-Access,Portvlan的配置,将一组接口加入某一个VLANSwitch(config)#interfacerangefastethernet0/1-10，0/15，0/20Switch(config-if-range)#switchportaccessvlan20注：连续接口0/1-10，不连续接口用逗号隔开，但一定要写明模块编号,SwitchB,VLAN30,VLAN20,VLAN10,TagVLAN,1.传输多个VLAN的信息2.实现同一VLAN跨越不同的交换机,VLAN的类型:TagVLAN,在Trunk链路上传输多个VLAN信息要求Trunk至少要100M。,目的,源MAC地址,类型,数据,重新计算帧检测序列,2字节标记协议标识2字节标记控制信息,标记协议标识（TPID）:固定值0 x8100,表示该帧载有802.1q标记信息标记控制信息（TCI）:Priority3比特表示优先级,Canonicalformatindicator1比特用于总线型以太网、FDDI、令牌环网。VlanID12比特表示VID，范围14094,IEEE802.1Q数据帧,802.1q数据帧只在交换机的trunk链路上传输，对于用户是完全透明的。默认条件下，Trunk上会转发交换机上存在的所有VLAN的数据。,A,交换机1,交换机2,802.1q工作原理,B,数据帧,Tag标签,配置TagVLAN-Trunk,把Fa0/1配成Trunk口Switch#configureterminalSwitch(config)#interfacefastethernet0/1Switch(config-if)#switchportmodetrunk,NativeVLAN,Switch(config-if)#switchporttrunknativevlan20Switch(config-if)#end,每个Trunk口的缺省nativeVLAN是VLAN1。在配置Trunk链路时，请确保连接链路两端的Trunk口属于相同的nativeVLAN。,下面是一个把端口0/20配置为TRUNK端口，但是不包含VLAN2的例子：Switch(config)#interfacefastethernet0/20Switch(config-if)#switchporttrunkallowedvlanremove2Switch(config-if)#end,配置TagVLAN-Trunk,配置TagVLAN,验证配置信息Switch#showinterfacesfastethernet0/20switchportInterfaceSwitchportModeAccessNativeProtectedVLANlists-Fa0/20EnabledTrunk11Enabled1,3-4094Switch#showvlanVLANNameStatusPorts-1defaultactiveFa0/1,Fa0/2,Fa0/3,Fa0/4Fa0/6,Fa0/7,Fa0/8,Fa0/9Fa0/10,Fa0/11,Fa0/12,Fa0/13Fa0/18,Fa0/19,Fa0/20,Fa0/21Fa0/222VLAN0002activeFa0/5,4VLAN0004activeFa0/14,Fa0/15,Fa0/16,Fa0/17,Fa0/205VLAN0005activeFa0/20,Fa0/23,Fa0/24,将VLAN信息保存到flash中Switch#writememory从flash中清除VLAN信息Switch#deleteflash:vlan.dat,保存/清除VLAN信息,VLAN10,VLAN20,172.16.20.4,VLAN30,隔离的广播域,通过VLAN的划分，不同VLAN间不能够直接访问,VLAN10,VLAN20,172.20.0.0/16,VLAN30,172.10.0.0/16,172.30.0.0/16,VLAN间通信的方法,VLAN10,VLAN30,VLAN20,多条链路连接多个VLAN,使用路由器进行VLAN间路由,VLAN10,VLAN30,VLAN20,InterfaceFA1Subinterface1.1Subinterface1.2Subinterface1.3,一条链路连接多个VLAN(单臂路由),使用路由器进行VLAN间路由,三层交换机在功能上实现了VLAN的划分、VLAN内部的二层交换和VLAN间路由的功能。,VLAN