TCPIP路由交换技术-以太网交换机的工作原理

以太网交换机原理及基本配置课程议题通过本次内容的学习，希望您能够：了解以太网的发展、相关标准及基本概念掌握以太网802.3帧结构和MAC地址掌握交换机的工作原理学会交换机的配置学习目标5.1以太网发展历史及现状时间名称速率主要传输介质20世纪80年代以太网10Mbps同轴电缆3类双绞线20世纪90年代中期快速以太网100Mbps5类双绞线20世纪90年代中后期千兆以太网1000Mbps超5类双绞线光

纤以太网发展的几个主要历史阶段1、万兆以太网不再支持半双工数据传输，所有数据传输都以全双工方式进行，极大地扩展了网络的覆盖区域，而且标准大大简化。2、万兆以太网不仅可以为企业骨干网服务，也可以对广域网以及其它长距离网络应用提供最佳支持。3、万兆以太网采用了更先进的纠错和恢复技术，确保了数据传输的可靠性。以太网发展的现状5.2以太网相关标准802.3协议簇1、IEEE802.2为以太网LLC（逻辑链路控制）标准。2、EEE802.3为以太网标准：IEEE802.3u为100M以太网标准IEEE802.3z为1000M以太网标准IEEE802.3ab为1000M以太网运行在双绞线上的标准5.3以太网帧结构以太网802.3帧结构1、前导PRE(Preamble)：先导字节，7个10101010，被用作同步。2、帧定界符开始SFD(StartofFrameDelimiter)：特殊模式10101011表示帧的开始。3、目的地址DA(DestinationAddress)：说明一个帧要去哪儿。4、源地址SA(SourceAddress)：说明一个帧来自哪儿。5、LENGTH/TYPE：数据和填充字段的长度（值<=1500）/报文类型（值>1500）。6、DATA/PAD：DATA是数据字段，PAD是填充字段。7、CRC：校验字段。使用32位循环冗余校验码的错误检验。1、当类型（TYPE）是0800时，表明数据是IP数据包；2、当类型（TYPE）是0806时，表明数据是ARP请求/应答；3、当类型（TYPE）是0835时，表明数据是RARP请求/应答。以太网帧结构5.4

MAXC地址数据源地址帧检测序列类型目的地址可变2664XXXXXXXXXXXX由厂商分配给设备由IEEE分配给厂商(如:锐捷网络00-D0-F8)前导位MAC地址8单位:字节MAC地址MAC地址48位二进制数，它通常转换成12位的十六进制数表示5.5

传统以太网基本概念主机在发送数据前监听信道，如果空闲，则发送；如果忙，则退避等待如果两台主机同时监听到信道空闲并发生数据，则发生冲突冲突发送阻塞信号并退避等待CSMA/CD——带有冲突监测的载波侦听多址访问广播域/冲突域Hub特点:

1.所有端口同在一个广播域内2.所有端口共享带宽3.所有端口同在一个冲突域内 4.广播式转发数据Hub工作在物理层同一个广播域独立冲突域Switch独立冲突域Switch工作在数据链路层特点:

1.所有端口同在一个广播域内2.每个端口独享带宽3.每个端口同是独立的冲突域5.6交换机的工作原理交换机的功能交换机的三项主要功能：学习功能转发/过滤功能环路消除功能E0:E1:E2:E3:MAC地址表E0E1E2E3主机A：00-D0-F8-00-11-11主机B：00-D0-F8-00-22-22主机C：00-D0-F8-00-33-33主机D：00-D0-F8-00-44-44初始的MAC地址为空交换机的工作原理——地址学习E0:00-D0-F8-00-11-11E1:E2:E3:MAC地址表E0E1E2E3主机A：00-D0-F8-00-11-11主机B：00-D0-F8-00-22-22主机C：00-D0-F8-00-33-33主机D：00-D0-F8-00-44-44主机A向交换机发送数据帧，则MAC地址表中将增加源主机A和端口E0的映射关系。同时对目的地址未知的端口进行洪泛操作交换机的工作原理——地址学习MAC地址表E0:00-D0-F8-00-11-11E1:

00-D0-F8-00-22-22E2:00-D0-F8-00-33-33E3:00-D0-F8-00-44-44E0E1E2E3主机A：00-D0-F8-00-11-11主机B：00-D0-F8-00-22-22主机C：00-D0-F8-00-33-33主机D：00-D0-F8-00-44-44随着这个过程不断重复，最终建立起完整的MAC地址表交换机的工作原理——地址学习E0:00-D0-F8-00-11-11E1:

00-D0-F8-00-22-22E2:00-D0-F8-00-33-33E3:00-D0-F8-00-44-44MAC地址表E0E1E2E3主机A：00-D0-F8-00-11-11主机B：00-D0-F8-00-22-22主机C：00-D0-F8-00-33-33

主机D：00-D0-F8-00-44-44对非目标主机，交换机依据MAC地址表，进行过滤操作。当工作站A给工作站C发送单播数据帧交换机的工作原理——转发过滤E0:00-D0-F8-00-11-11E1:

00-D0-F8-00-22-22E2:00-D0-F8-00-33-33E3:00-D0-F8-00-44-44MAC地址表E0E1E2E3主机A：00-D0-F8-00-11-11主机B：00-D0-F8-00-22-22主机C：00-D0-F8-00-33-33

主机D：00-D0-F8-00-44-44当工作站A发送广播组播未知数据帧交换机的工作原理——转发过滤直通转发：交换机收到帧头（通常只检查14个字节）后立刻察看目的MAC地址并进行转发交换机的帧转发方式帧头存储转发：接收完整的帧，执行完校验后，转发正确的帧而丢弃错误的帧交换机的帧转发方式完整的帧无碎片直通转发：交换机读取前64个字节后开始转发64B交换机的帧转发方式5.7交换机的配置交换机的端口和指示灯交换端口Console口端口指示灯电源指示灯交换机的访问方式通过带外方式对交换机进行管理通过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管理工作站对交换机进行远程管理通过带外方式管理交换机通过交换机的Console口，使用超级终端工具通过Console线缆连接主机的Com端口通过Telnet方式管理交换机交换机必须已经配置了管理IP地址、密码等，并开启Telnet可以使用Windows自带的Telnet连接工具登录后界面和Console口连接是一致通过WEB方式管理交换机交换机必须已经配置了管理IP地址、密码等，并开启HTTP可以使用浏览器进行访问登录后的界面通过SNMP方式管理交换机交换机必须已经配置了管理IP地址等，并设置了SNMP需要网络管理软件配合使用交换机的配置文件ROMNVRAMInterfaceLineRAM交换机的引导启动程序交换机的操作系统和启动配置文件24个以太网口Console口等运行配置文件线路交换机的配置模式交换机的命令行结构交换机的命令行约定序号约定说明1黑体字表示命令，精确显示输入内容2斜体字表示参数由用户输入值3[x]方括号包含可选内容（关键字或参数）4Ⅰ表示在可选的或必填的关键字或参数中进行选择5[xⅠy]方括号中以垂直线分割关键字或参数表示可选6｛xⅠy｝大括号中以垂直线分割关键字或参数表示必填支持命令简写(按TAB键将命令补充完整)在每种操作模式下直接输入“?”显示该模式下所有的命令命令空格“?”显示命令参数并对其解释说明字符“?”显示以该字符开头的命令命令历史缓存交换机操作帮助特点1、配置主机名Switch(Config)#hostname

name交换机的基本配置交换机的基本配置2、配置交换机控制口令（1）控制台口令Switch(config)#lineconsole0Switch(config-line)#password123（可自定）Switch(config-line)#login（2）配置特权口令和特权加密口令Switch(config)#enablepassword

123Switch(config)#enablesecret123（3）VTY口令Switch(config)#linevty

04Switch(config-line)#password

123Switch(config-line)#login交换机的基本配置3、配置交换机的管理IP地址Switch(config)#interfacevlanvlan-idSwitch(config-if)#ipaddressip-addressmaskSwitch(config-if)#noshutdown交换机的基本配置4、配置交换机的空闲时间Switch(config)#lineconsole0Switch(config-line)#exec-timeout〈0～35791〉1、查看配置文件（1）查看指定的文件Switcht#moreconfig.text

（2）查看RAM里当前生效的配置信息Switch#showrunning-config管理交换机的配置文件2、保存配置文件Switch#write[memory]Switch#copyrunning-configstartup-config管理交换机的配置文件3、删除交换机中的所有配置Switcht#erasestartup-config管理交换机的配置文件4、使交换机恢复为其原始配置Switcht#reload管理交换机的配置文件实训项目：交换机的基本配置

你是学校的网络管理员，现在你想在自己的办公室对学校中心设备间的交换机进行配置，使你在自己的办公室里就可以远程登录到交换机上对它进行维护管理。项目背景方案设计交换端口f0/10通过Conso