以太网交换机基础及配置课件.ppt
以太网交换机基础及配置,2,网络基础局域网&广域网OSI参考模型 TCP/IP 与子网规划常用接口与线缆LAN&WAN 接口与线缆逻辑接口,3,目标,掌握CSMA/CD和以太网基本原理掌握基本的交换技术 掌握Quidway交换机的相关技术S3026交换机的基本配置和命令VLAN基本原理和配置STP的基本原理,通过本课程的学习，您应该能够：,4,课程内容,以太网基础交换技术以太网交换机基本原理与配置,5,以太网基础,802.3 相关电缆802.3 MAC 子层协议IEEE 802.2 标准: Logic Link Control （LLC）常用以太网连接方式 快速以太网简介,6,参考资料,IEEE 802.3IEEE 802.2IEEE 802.3uIEEE 802.3z,7,以太网简介,以太网由Xerox公司PARC研究中心于1973年5月22日首次提出,x,I,c,以太电缆,分接器,接口电缆,收发器,站点,接口,控制器,终端器,8,802.3 线缆,9,802.3 帧,PRE: 先导字节, 7个10101010 SFD: 帧开始标志, 10101011 DA: 目的 MAC地址 SA: 源MAC地址 LEN: LLC帧长度DATA: 数据字段PAD: 填充字段CRC: 校验字段,7,1,6,6,2,2 or 3,4,LLC 帧,64到1518字节,字节,CRC,PAD,DATA,LLC 控制信息,LEN,SA,DA,SFD,PRE,10,MAC与802.2 标准,LLC,MAC,数据链路层,物理层LLC 的位置,网络层,协议格式,分组,网络,11,三种802.3连接方式,收发器,夹子,收发器电缆,芯,连接器,12,802.3u 标准,13,4.1.1 IP协议原理,IP协议（Internet Protocol）TCP/IP协议簇的运作核心，位于TCP/IP协议的网际层目前采用的版本为版本4，其基本文档是RFC 791（RFC文档主页：http:/www.rfc-editor.org）,13,14,TCP/IP协议与ISO/OSI模型,15,4.1.1 IP协议原理,IP协议的主要功能寻址与路由用IP地址来标识Internet的主机源IP地址和目标IP地址IP地址和MAC地址的匹配（ARP、RARP）分段与重组将数据报拆分成一个个能够适合下层技术传输的小数据报到达目的地后，需要将拆分后的多个数据报重组成原始数据报,15,16,4.1.2 IP地址的划分,IP地址概述IP地址是IP协议中主机的标识，具有惟一性IP地址由32位二进制数组成，为了便于书写和记忆，通常用“点分十进制记法”来表示，如“202.120.88.65”IP地址管理和分配机构：ICANN、CNNIC在某些操作系统下，可以为一块网卡设置多个IP地址IP地址查看命令Windows 95/98/Me：winipcfgWindows NT/2000/XP/Vista/7：ipconfig /allUNIX/Linux：ifconfig,16,17,4.1.2 IP地址的划分,IP地址分类IP地址的组成网络号主机号,17,18,4.1.2 IP地址的划分,IP地址分类,18,19,4.1.2 IP地址的划分,IP地址分类各类IP地址的范围各类IP地址的网络数：2n各类IP地址每个网络内的主机数：2m-2,19,20,4.1.2 IP地址的划分,特殊的IP地址网络地址：IP地址中主机地址部分全为0广播地址：IP地址中主机地址部分全为10.0.0.0代表路由表的缺省路由代表主机本身（尚未获得IP地址情况下）255.255.255.255：受限广播或本地广播127.0.0.0/8：Loopback地址，用于测试TCP/IP127.0.0.1, 127.0.0.2, 私有地址（Private Address）A类：10.0.0.0/8（即10.0.0.0 10.255.255.255）B类：172.16.0.0/12C类：192.168.0.0/16,20,21,4.1.2 IP地址的划分,子网划分和子网掩码为何要进行子网划分？提高IP地址的利用率子网划分的原理借用主机地址部分的若干位以作为子网地址,21,22,4.1.2 IP地址的划分,子网掩码划分实例,22,202.120.88.0 202.120.88.255,23,4.1.2 IP地址的划分,子网掩码用来区分IP地址中哪些位属于网络地址，哪些位属于主机地址子网掩码中的“1”表示IP地址中对应的位属于网络地址，“0”则表示主机地址通常情况下，子网掩码由一串连续的“1”和一串连续的“0”组成，也采用“点分十进制记法”来书写简化书写方式：202.120.88.0/24,23,24,4.1.2 IP地址的划分,子网掩码根据IP地址和子网掩码计算对应的网络地址将IP地址和子网掩码进行“位与”运算举例：202.120.88.166 / 26,24,11001010 01111000 01011000 10100110,11111111 11111111 11111111 11000000,位与,11001010 01111000 01011000 10000000,思考：何时需要计算网络地址？,25,4.1.2 IP地址的划分,C类网络可能的子网划分方式及其子网掩码,25,思考：为何子网地址位数不能为7或8？,常用在路由器互联的情况，如：P131图4-7,26,课程内容,以太网基础交换技术交换机基本原理及配置,27,交换技术,局域网交换技术局域网交换机逻辑模型交换机输入输出接口配置交换机,28,局域网交换技术,Hub,冲突域,Switch,冲突域1,冲突域 2,29,LAN Switch 逻辑模型,30,LAN Switch 转发逻辑,MAC 地址表,MAC 地址,端口号,学习逻辑,学习逻辑,过滤/转发逻辑,接口,接口,31,LAN Switch 输入输出接口,上行接口,LAN Switch,LAN Switch,10 Base-T 链路,100Base-Fx 全双工链路,接入接口,32,现代局域网模型,外部网络,三层交换机,交换机,交换机,交换机,交换机,交换机,交换机,33,课程内容,以太网基础交换技术S3026 以太网交换机基本原理与配置,34,Quidway S3026 交换机基本原理及配置,配置基础与配置模型Quidway S3928 端口配置 VLAN与VLAN配置端口聚合STP 基本原理与配置,35,参考资料,IEEE 802.1qIEEE 802.1dIEEE 802.1w,36,Quidway S3928,配置端口：Console固定端口：100BASE-TX: 24扩展插槽：2扩展模块：1口100BASE-FX单模模块 1口100BASE-FX多模模块 1口100BASE-TX模块 1口1000BASE-SX单模模块 1口1000BASE-LX多模模块 1口1000BASE-T模块,37,超级终端设置,配置视图用户视图系统视图以太网端口视图VLAN视图VLAN接口视图用户界面视图,38,用户视图,?User view commands: boot Set boot option cd Change the current path clock Specify the system clock cluster Run cluster command copy Copy the file debugging Enable system debugging functions delete Delete the file,39,系统视图,Quidway?,40,配置端口,Quidway-Ethernet0/1?,41,2.8.1 虚拟局域网技术概述,41,网桥和交换机只能分割冲突域，不能分割广播域 VLAN技术可以分割广播域,42,2.8.1 虚拟局域网技术概述,虚拟局域网（VLAN）技术利用交换机对帧传输的控制能力，在网络的物理拓扑结构基础上建立多个逻辑网络VLAN的划分可以突破物理位置的限制，依据网络的功能和应用等因素来进行一个VLAN可以被看作一个广播域，VLAN内的站点间可以直接进行通信，而不同VLAN内的站点则需要借助路由器进行通信,42,43,2.8.1 虚拟局域网技术概述,传统LAN分段与VLAN分段的比较,43,44,2.8.1 虚拟局域网技术概述,VLAN的优点隔离网络广播风暴增强了网络安全性简化网络管理和维护提高网络性能,44,45,2.8.2 虚拟局域网的交换方式,端口交换交换机上的所有端口划分成若干个共享式的互相独立的VLAN 帧交换每个端口可以被分配给任何VLAN，即在网络系统中形成了若干个VLAN端口若接收到一个广播帧，则该帧只能在该端口所属的VLAN中转发到其它端口,45,46,2.8.3 虚拟局域网的标准和协议,IEEE 802.10标准安全性方面的标准，定义了一个单独的协议数据单元，插在MAC的帧头和数据区域之间，可用作VLAN的标识域IEEE 802.1Q标准VLAN互操作性的标准规定VLAN中MAC帧的格式，制定了诸如帧发送及校验、回路检测、对QoS参数的支持以及对网管系统的支持等Cisco ISL协议Cisco公司定义的VLAN标准对IEEE 802.1Q进行补充，提高数据传输效率在Cisco交换机中，可以选择其中的一种标准来使用,46,47,IEEE 802.1Q标准,每一个支持802.1Q协议的主机，在发送数据包时，都在原来的以太网帧头中的源地址后增加了一个4字节的802.1Q帧头，之后接原来以太网的长度或类型域，如图所示,48,IEEE 802.1Q标准,这4个字节的802.1Q标签头包含了2个字节的标签协议标识（TPID-Tag Protocol Identifier，它的值是8100），和两个字节的标签控制信息（TCI-Tag Control Information），TPID是IEEE定义的新的类型，表明这是一个加了802.1Q标签的本文，如图所示 。,49,IEEE 802.1Q标准,LAN Identified( VLAN ID ): 这是一个12位的域，指明VLAN的ID，一共4096个，每个支持802.1Q协议的主机发送出来的数据包都会包含这个域，以指明自己属于哪一个VLAN，目前TNETX 3270只支持32个VLAN。Canonical Format Indicator( cfi )：这一位主要用于总线型的以太网与FDDI、令牌环网交换数据时的帧格式。Priority：这3 位指明帧的优先级。一共有8种优先级，主要用于当交换机阻塞时，优先发送哪个数据包。,50,2.8.4 虚拟局域网的划分方式,基于端口的划分VLAN被理解为交换机端口的集合VLAN中的端口可以来自不同的交换机一个端口上的所有计算机都属于一个VLAN基于MAC地址的划分VLAN是一张MAC清单一个站点改变交换机端口不改变其VLAN VLAN成员策略服务器VMPS提供MAC地址到VLAN成员关系的关联 基于网络层的VLAN相同网络层协议的主机相同端口上的计算机可属于不同VLAN,50,51,2.8.5 VLAN的设计,VLAN设计的几项原则VLAN的划分和设计主要以计算机所在的部门或计算机所承担的功能为依据VLAN设计应与IP地址的规划相结合一个VLAN内的主机数量不宜过多VLAN的划分不宜太细,51,52,2.8.6 交换机中VLAN的配置,VLAN的管理集中式管理Cisco交换机中的VTP协议（VLAN主干协议）非集中式管理注意VLAN ID与VLAN Name的区别VLAN端口成员的管理多VLAN配置：一个交换机端口同时成为多个VLAN的成员PVID（Port VLAN ID）：端口的默认VLAN，一个帧进入该端口后，该帧头部中的VID被赋值为PVID,52,53,2.8.6 交换机中VLAN的配置,多VLAN配置示意图,53,54,VLAN 示意,0 x8100,Priority,CFI,VLAN ID,标准以太帧,trunk,VLAN1,VLAN2,VLAN tag 帧,55,VLAN基本配置,56,配置端口聚合,配置端口聚合link-aggregation port_num1 to port_num2 ingress | bothQuidway link-aggregation ethernet 0/7 to ethernet 0/10 ingress清除端口聚合undo link-aggregation master_port_num | allQuidwayundo link-aggregation ethernet 0/7,57,一个有环路的局域网,STP(Spanning Tree Protocol)选择根交换机优先级MAC地址,58,STP基本配置,开启/关闭生成树功能stp enable | disableQuidway stp enableQuidway-Ethernet0/3stp disable缺省情况下，Quidway交换机的生成树功能是关闭的,59,用Quidway S3026简单组网案例,目标：PCA和PCC同属于一个VLAN 2且能相互通信。PCB和PCD同属于另一个VLAN 3且能相互通信。两台S3026用两根100M网线通过Trunk链路互连，并使用端口聚合功能增加链路带宽,trunk,PCA:VLAN2,PCD:VLAN3,PCC:VLAN2,PCB:VLAN3,trunk,Link Aggregation,SwitchA,SwitchB,60,用Quidway S3026简单组网案例,配置VLAN：以SwitchA为例， SwitchB类似SwitchAvlan 2SwitchA-vlan2port ethernet 0/1SwitchA-vlan2vlan 3SwitchA-vlan3port ethernet 0/2配置接口SwitchA-Ethernet0/23speed 100SwitchA-Ethernet0/23duplex fullSwitchA-Ethernet0/23port link-type trunkSwitchA-Ethernet0/23port trunk permit vlan 2 to 3SwitchA-Ethernet0/24speed 100SwitchA-Ethernet0/24duplex fullSwitchA-Ethernet0/24port link-type trunkSwitchA-Ethernet0/24port trunk permit vlan 2 to 3配置端口聚合SwitchAlink-aggregation ethernet 0/23 to ethernet 0/24 both,61,问题,快速以太网和千兆以太网的标准是什么?桥协议的标准是什么 ?VLAN的标准是什么?,62,本章要点,以太网技术802.3, 802.2交换机术交换机基本原理VLANTrunkSTP,
