交换机配置与管理.ppt
项目二 交换机配置与管理,项目背景,你是某公司新入职的网络管理员，公司要求你熟悉网络产品，公司采用全系列思科网络产品，首先要求你认识交换机，投入使用前要进行初始化配置，以及使用一些基本命令进行设备管理。,交换机命令行各种操作模式及切换,查看交换机的系统和配置信息,交换机命令行界面基本功能,全局配置模式基本功能,本章主要内容,端口配置模式基本功能,保存与删除交换机的配置信息,【知识拓展】,步骤1：普通用户模式在交换机启动界面中首先进入该模式,普通用户模式只能执行很少的指令。普通用户模式 提示符：主机名 如：switch功能：可以执行EXEC命令的一部分,交换机命令行操作模式,步骤2：特权模式在普通用户模式中执行指令“enable”即进入特权模式。交换机中查看状态、性能的指令在特权模式中执行。特权模式提示符：主机名#如：switch#功能：可以执行全部的EXEC命令,交换机命令行操作模式,步骤3：全局配置模式如果指令对整个交换机有效，则该指令一定要在全局配置模式下执行。进入全局配置模式的指令为“config terminal”。全局配置模式提示符：主机名(config)#功能：配置交换机的整体参数,交换机命令行操作模式,步骤4：子模式子模式配置指令只针对特定的事物有效。例如：接口配置模式只对该接口有效。1）线路配置模式 提示符：主机名(config-line)#功能：配置交换机的线路参数在全局配置模式下执行“line”指令，进入到相应的线路配置模式。,交换机命令行操作模式,2）接口配置模式 提示符：主机名(config-if)#功能：配置交换机的接口参数在全局配置模式下执行“interface”，进入到相应的接口配置模式。,交换机命令行操作模式,步骤5：模式退出在任何子模式中执行“end”指令或ctrl+z键，返回到该交换机的特权模式。执行“exit”指令返回到上一级模式。,交换机命令行操作模式,步骤1：帮助信息switch?!显示当前模式下所有可执行的命令 disable Turn off privileged commands enable Turn on privileged commands exit Exit from the EXEC help Description of the interactive help system ping Send echo messages rcommand Run command on remote switch show Show running system information telnet Open a telnet connectiontraceroute Trace route to destinationswitch#co?!显示当前模式下所有以co开头的命令configure copyswitch#copy?!显示copy命令后可执行的参数flash:Copy from flash:file system running-config Copy from current system configuration startup-config Copy from startup configuration tftp:Copy from tftp:file system xmodem Copy from xmodem file syste,交换机命令行基本功能,步骤2：命令的简写switch#conf ter!交换机命令行支持简写，该命令代表configure terminalswitch(config)#步骤3：命令的自动补齐switch#con(按键盘的TAB键自动补齐configure)!交换机支持命令的自动补齐switch#configure步骤4：命令的快捷键功能switch(config-if)#Z!Ctrl+Z退回到特权模式switch#,交换机命令行基本功能,【注意事项】1.命令行操作进行自动补齐或命令简写时，要求所简写的字母必须能够惟一区别该命令。如switch#conf可以代表configure，但switch#co无法代表configure，因为co开头的命令有两个copy和configure，设备无法区别。2.注意区别每个操作模式下可执行的命令种类。交换机不可以跨模式执行命令。,交换机命令行基本功能,步骤1：交换机设备名称的配置。switch enableswitch#configure terminalswitch(config)#hostname SWA!配置交换机的设备名称为SWASWA(config)#,全局配置模式基本功能,步骤2：交换机每日提示信息的配置。SWA(config)#banner motd&!配置每日提示信息 为终止符2006-04-14 17:26:54 5-CONFIG:Configured from outbandEnter TEXT message.End with the character&.Welcome to 105_switch,if you are admin,you can config it.If you are not admin,please EXIT!输入描述信息&!以&符号结束终止输入,全局配置模式基本功能,【注意事项】1.配置设备名称的有效字符是22个字节。2.配置每日提示信息时，注意终止符不能在描述文本中出现。如果键入结束的终止符后仍然输入字符，则这些字符将被系统丢弃。,全局配置模式基本功能,步骤1：交换机端口参数的配置。switch enableswitch#configure terminalswitch(config)#interface fastethernet 0/3!进行F0/3的端口模式switch(config-if)#speed 10!配置端口速率为10Mswitch(config-if)#duplex half!配置端口的双工模式为半双工switch(config-if)#no shutdown!开启该端口，使端口转发数据配置端口速率参数有100（100Mbit/s）、10（10Mbit/s）、auto(自适应)，默认是auto。配置双式模式有full（全双工）、half（半双工）、auto（自适应），默认是auto。,端口配置模式基本功能,步骤2：查看交换机端口的配置信息。switch#show interface fastethernet 0/3Interface:FastEthernet100BaseTX 0/3Description:AdminStatus:up!查看端口的状态OperStatus:upHardware:10/100BaseTXMtu:1500LastChange:0d:0h:0m:0sAdminDuplex:Half!查看配置的双工模式OperDuplex:UnknownAdminSpeed:10!查看配置的速率OperSpeed:UnknownFlowControlAdminStatus:OffFlowControlOperStatus:OffPriority:0Broadcast blocked:DISABLEUnknown multicast blocked:DISABLEUnknown unicast blocked:DISABLE,端口配置模式基本功能,【注意事项】交换机端口在默认情况下是开启的，AdminStatus是UP状态，如果该端口没有实际连接其他设备，OperStatus是down状态。,端口配置模式基本功能,步骤1：显示交换机硬件及软件的信息。Switch#show version步骤2：显示当前运行的配置参数。Switch#show running-config步骤3：显示接口0/1的工作状态。Switch#show interface f0/1,查看系统和配置信息,【注意事项】show running-config都是在查看当前生效的配置信息，该信息存储在RAM（随机存储器里），当交换机掉电，重新启动时会重新生成配置信息。,查看系统和配置信息,步骤1：保存交换机的配置信息。Switch#write memorySwitch#copy running-config startup-configrunning-config为运行配置文件，它位于交换机的RAM中，在关闭或重启交换机时，该文件丢失；startup-config为启动配置文件，它位于交换机的NVRAM中，可以长期保存，它在启动交换机时装入RAM，成为running-config。,保存和删除配置信息,步骤2：删除交换机配置信息。Switch#erase startup-config步骤3：重新启动交换机。Switch#reloadreload命令用于重新启动交换机，它会把startup-config文件装入RAM，成为running-config文件，如果没有找到startup-config文件，交换机自动进入配置状态。,保存和删除配置信息,1.交换机简介交换机，英文名称为Switch，也称为交换式集线器，它是一种基于MAC地址(网卡的硬件地址)识别，能够在通信系统中完成信息交换功能的设备。交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。以太网交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后以太网交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。,知识拓展,使用以太网交换机也可以把网络“分段”，通过对照地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发功能，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机，那么该以太网交换机这时的总流通量就等于210Mbps20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。,知识拓展,交换机与集线器的区别主要体现在如下几个方面：（1）在OSI/RM（OSI参考模型）中的工作层次不同。交换机和集线器在OSIRM开放体系模型中对应的层次不一样，集线器是同时工作在第一层（物理层）和第二层（数据链路层），而交换机至少是工作在第二层，更高级的交换机可以工作在第三层（网络层）和第四层（传输层）。,知识拓展,（2）交换机的数据传输方式不同集线器的数据传输方式是广播（broadcast）方式，而交换机的数据传输是有目的的，数据只对目的节点发送，只是在自己的MAC地址表中找不到的情况下第一次使用广播方式发送，然后因为交换机具有MAC地址学习功能，第二次以后就不再是广播发送了，又是有目的的发送。这样的好处是数据传输效率提高，不会出现广播风暴，在安全性方面也不会出现其它节点侦听的现象。,知识拓展,（3）带宽占用方式不同在带宽占用方面，集线器所有端口是共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己的带宽，这样就交换机实际上每个端口的带宽比集线器端口可用带宽要高许多，也就决定了交换机的传输速度比集线器要快许多。,知识拓展,（4）传输模式不同集线器只能采用半双工方式进行传输的，因为集线器是共享传输介质的，这样在上行通道上集线器一次只能传输一个任务，要么是接收数据，要么是发送数据。而交换机则不一样，它是采用全双工方式来传输数据的，因此在同一时刻可以同时进行数据的接收和发送，这不但令数据的传输速度大大加快，而且在整个系统的吞吐量方面交换机比集线器至少要快一倍以上，因为它可以接收和发送同时进行，实际上还远不止一倍，因为端口带宽一般来说交换机比集线器也要宽许多倍。,知识拓展,2.交换机的分类交换机的分类标准多种多样，常见的有以下几种：（1）根据网络覆盖范围分局域网交换机和广域网交换机。（2）根据传输介质和传输速度划分以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、10千兆以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机。（3）根据交换机应用网络层次划分企业级交换机、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。（4）根据交换机端口结构划分为固定端口交换机和模块化交换机。（5）根据工作协议层划分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。（6）根据是否支持网管功能划分网管型交换机和非网管理型交换机。,知识拓展,3.交换机的交换模式目前交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采用直通式交换、存储转发式和碎片隔离式三种数据包交换方式。目前的存储转发式是交换机的主流交换方式。（1）直通式(Cut Through)直通方式在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于不需要存储，延迟非常小、交换非常快，这是它的优点。它的缺点是，由于数据包内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力。由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通。,知识拓展,（2）存储转发(Store&Forward)存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。它把输入端口的数据包先存储起来，然后进行CRC(循环冗余码校验)检查，在对错误包处理后才取出数据包的目的地址，通过查找表转换成输出端口送出包。正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，有效地改善网络性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口间的转换，保持高速端口与低速端口间的协同工作。,知识拓展,（3）碎片隔离(Fragment Free)这是介于前两者之间的一种解决方案。它检查数据包的长度是否够64个字节，如果小于64字节，说明是假包，则丢弃该包;如果大于64字节，则发送该包。这种方式也不提供数据校验。它的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢。,知识拓展,4.交换机的接口类型以太网交换机作为局域网的主要连接设备，以太网交换机成为应用普及最快的网络设备之一，随着这种快速的发展，交换机的功能不断增强，随之而来则是交换机端口的更新换代以及各种特殊设备连接端口不断的添加到交换机上，这也使得交换机的接口类型变得非常丰富。下面我们来介绍目前常见的一些交换机接口。,知识拓展,（1）RJ-45接口这种接口就是我们现在最常见的网络设备接口，俗称“水晶头”，专业术语为RJ-45连接器，属于双绞线以太网接口类型。RJ-45插头只能沿固定方向插入，设有一个塑料弹片与RJ-45插槽卡住以防止脱落。这种接口在10Base-T以太网、100Base-TX以太网、1000Base-TX以太网中都可以使用，传输介质都是双绞线，不过根据带宽的不同对介质也有不同的要求，特别是1000Base-TX千兆以太网连接时，至少要使用超五类线，要保证稳定高速的话还要使用6类线。,知识拓展,（2）SC光纤接口SC光纤接口在100Base-TX以太网时代就已经得到了应用，因此当时称为100Base-FX（F是光纤单词fiber的缩写），不过当时由于性能并不比双绞线突出但是成本却较高，因此没有得到普及，现在业界大力推广千兆网络，SC光纤接口则重新受到重视。光纤接口类型很多，SC光纤接口主要用于局网交换环境，在一些高性能以太网交换机和路由器上提供了这种接口，它与RJ-45接口看上去很相似，不过SC接口显得更扁些，其明显区别还是里面的触片，如果是8条细的铜触片，则是RJ-45接口，如果是一根铜柱则是SC光纤接口。,知识拓展,（3）FDDI接口FDDI是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种，具有定时令牌协议的特性，支持多种拓扑结构，传输媒体为光纤。光纤分布式数据接口（FDDI）是由美国国家标准化组织（ANSI）制定的在光缆上发送数字信号的一组协议。FDDI使用双环令牌，传输速率可以达到100Mbps。CCDI是FDDI的一种变型，它采用双绞铜缆为传输介质，数据传输速率通常为 100Mbps。FDDI-2是FDDI的扩展协议，支持语音、视频及数据传输，是FDDI 的另一个变种，称为 FDDI 全双工技术（FFDT），它采用与 FDDI 相同的网络结构，但传输速率可以达到 200Mbps。由于使用光纤作为传输媒体具有容量大、传输距离长、抗干扰能力强等多种优点，常用于城域网、校园环境的主干网、多建筑物网络分布的环境，于是FDDI接口在网络骨干交换机上比较常见，现在随着千兆的普及，一些高端的千兆交换机上也开始使用这种接口。,知识拓展,（4）AUI接口AUI接口专门用于连接粗同轴电缆，早期的网卡上有这样的接口与集线器、交换机相连组成网络，现在一般用不到了。AUI接口是一种“D”型15针接口，之前在令牌环网或总线型网络中使用，可以借助外接的收发转发器（AUI-to-RJ-45），实现与10Base-T以太网络的连接。,知识拓展,（5）BNC接口BNC是专门用于与细同轴电缆连接的接口，细同轴电缆也就是我们常说的“细缆”，它最常见的应用是分离式显示信号接口，即采用红、绿、蓝和水平、垂直扫描频率分开输入显示器的接口，信号相互之间的干扰更小。现在BNC基本上已经不再使用于交换机，只有一些早期的RJ-45以太网交换机和集线器中还提供少数BNC接口。,知识拓展,（6）Console接口可进行网络管理的以太网交换机上一般都有一个“Console”端口，它是专门用于对交换机进行配置和管理的。通过Console端口连接并配置交换机，是配置和管理交换机必须经过的步骤。因为其他方式的配置往往需要借助于IP地址、域名或设备名称才可以实现，而新购买的交换机显然不可能内置有这些参数，所以Console端口是最常用、最基本的交换机管理和配置端口。,知识拓展,不同类型的交换机Console端口所处的位置并不相同，有的位于前面板，而有的则位于后面板。通常是模块化交换机大多位于前面板，而固定配置交换机则大多位于后面板。在该端口的上方或侧方都会有类似“CONSOLE”字样的标识。除位置不同之外，Console端口的类型也有所不同，绝大多数交换机都采用RJ45端口，但也有少数采用DB9串口端口或DB25串口端口。无论以太网交换机采用DB-9或DB-25串行接口，还是采用RJ-45接口，都需要通过专门的Console线连接至配置方计算机的串行口。,知识拓展,与以太网交换机不同的Console端口相对应，Console线也分为两种：一种是串行线，即两端均为串行接口（两端均为母头），两端可以分别插入至计算机的串口和交换机的Console端口；另一种是两端均为RJ-45接头（RJ-45toRJ-45）的扁平线。由于扁平线两端均为RJ-45接口，无法直接与计算机串口进行连接，因此，还必须同时使用一个RJ-45toDB-9（或RJ-45to DB-25）的适配器。通常情况下，在交换机的包装箱中都会随机赠送这么一条Console线和相应的DB-9或DB-25适配器。,知识拓展,5.交换机端口命名总的命名前缀：10M以太网口 ethernet100M以太网口 fasterethernet1000M以太网口 GigabitEthernet10000M以太口 TenGigabitEthernet模块化交换机：接口类型 槽号/端口号如：fasterethernet 1/1 表示第1槽的第一个端口，这个端口为10M/100M以太网口。非模块化交换机:接口类型 0/端口号 这里的槽号为0如：fasterethernet 0/1 表示第一个端口，这个端口为10M/100M以太网端口。,知识拓展,6.交换机的工作方式半双工1）接口只能同时发送或者接收数据2）接口按照CSMA/CD的工作机制3）接口点对点连接或点对多点连接全双工1）接口能够同时发送接收数据2）任何时刻发送数据不会产生冲突3）接口点对点连接,知识拓展,7.交换机的工作原理二层交换机可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在内部的一个地址表中。具体的工作流程如下：当交换机从某个端口收到一个数据包，先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不需要对所有端口进行广播了。不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到。从交换机上述工作过程可知：（1）交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。（2）交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。（3）如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。这一过程称为泛洪（flood）。（4）广播帧和组播帧向所有的端口转发。,知识拓展,8.交换机的连接方式交换机是一种最为基础的网络连接设备。它不需要任何软件配置即可使用的一种纯硬件式设备；主要介绍多台交换机在网络中同时使用时的连接问题。多台交换机的连接方式主要有两种：级联跟堆叠。下面针对这两种连接方式，分别介绍实现原理及详细的连接过程。,知识拓展,（1）交换机级联这是最常用的一种多台交换机连接方式，它通过交换机上的级联口（UpLink）进行连接。需要注意的是交换机不能无限制级联，超过一定数量的交换机进行级联，最终会引起广播风暴，导致网络性能严重下降。级联又分为以下两种：,知识拓展,1）使用普通端口级联所谓普通端口就是通过交换机的某一个常用端口（如RJ-45端口）进行连接。需要注意的是，这时所用的连接双绞线要用反线，即是说双绞线的两端要跳线（第1-3与2-6线脚对调）。其连接示意如图所示。,知识拓展,2）使用Uplink端口级联在所有交换机端口中，都会在旁边包含一个Uplink端口。此端口是专门为上行连接提供的，只需通过直通双绞线将该端口连接至其他交换机上除“Uplink端口”外的任意端口即可（注意，并不是Uplink端口的相互连接）。其连接示意如图所示。,知识拓展,（2）交换机堆叠 此种连接方式主要应用在大型网络中对端口需求比较大的情况下使用。交换机的堆叠是最快捷、最便利扩展端口的方式，同时堆叠后的带宽是单一交换机端口速率的几十倍。但是，并不是所有的交换机都支持堆叠的，这取决于交换机的品牌、型号是否支持堆叠；并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块；最后还要注意同一堆叠中的交换机必须是同一品牌。它主要通过厂家提供的一条专用连接电缆，从一台交换机的“UP”堆叠端口直接连接到另一台交换机的“DOWN”堆叠端口。堆叠中的所有交换机可视为一个整体的交换机来进行管理。,知识拓展,采用堆叠方式的交换机要受到种类和相互距离的限制。首先实现堆叠的交换机必须是支持堆叠的；另外由于厂家提供的堆叠连接电缆一般都在1M左右，故只能在很近的距离内使用堆叠功能。综合以上两种方式来看，交换机的级联方式实现简单，只需一根普通的双绞线即可，节约成本而且基本不受距离的限制；而堆叠方式投资相对较大，且只能在很短的距离内连接，实现起来比较困难。但也要认识到，堆叠方式比级联方式具有更好的性能，信号不易衰竭，且通过堆叠方式，可以集中管理多台交换机，大大减化了管理工作量；如果实在需要采用级联，也最好选用Uplink端口的连接方式。因为这可以在最大程度上保证信号强度，如果是普通端口之间的连接，必定会使网络信号严重受损。,知识拓展,
