交換技術(shù)論文

1、電QPJW-11-F03111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111徐州xxxx職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）屆 別2011屆系別信息工程學院專業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)班級網(wǎng)絡(luò)姓名XXX學號指導教師XXX摘要由于互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的快速擴展、多媒體和實時業(yè)務(wù)的涌現(xiàn)，IP交換技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，因為它將網(wǎng)絡(luò)交換機的高速性和路由器的靈活性結(jié)合起來，通過將第二層交換引入到第三層路由當中可以很好地改善路由，解決了

2、傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)在運行實時業(yè)務(wù)時不能保證服務(wù)質(zhì)量的問題，并且克服了傳統(tǒng)路由器包轉(zhuǎn)發(fā)速度太慢造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。文中依次IP交換的概述，IP交換的技術(shù)特點，以及在當今的發(fā)展與應(yīng)用。關(guān)鍵詞：IP交換技術(shù)，ATM技術(shù)，VLAN，三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述總所周知，IP是為計算機網(wǎng)絡(luò)相互連接進行通信而設(shè)計的協(xié)議。在因特網(wǎng)中，它是能使連接到網(wǎng)上的所有計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相互通信的一套規(guī)則，規(guī)定了計算機在因特網(wǎng)上進行通信時應(yīng)當遵守的規(guī)則。任何廠家生產(chǎn)的計算機系統(tǒng)，只要遵守 IP協(xié)議就可以與因特網(wǎng)互連互通。IP技術(shù)與ATM技術(shù)的融合-IP交換技術(shù)最初由Ipsilon公司于1996年提出，相對于傳統(tǒng)交換概念，也稱為第三層交換技術(shù)

3、、多層交換技術(shù)、高速路由技術(shù)等。我們知道，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)標準模型中的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）進行操作的，而多層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡單地說，就是一種利用第三層協(xié)議中的信息來加強第二層交換功能的機制。多層交換技術(shù)的出現(xiàn)，解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器因低速、復雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。當然，多層交換技術(shù)并不是網(wǎng)絡(luò)交換機與路由器的簡單堆疊，而是二者的有機結(jié)合，形成一個集成的、完整的解決方案。技術(shù)特點IP交換的目標是，只要在源地址和目的地址之間有一條更為直接的第二層通路，就沒有必要經(jīng)過路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。I

4、P交換使用第三層路由協(xié)議確定傳送路徑，此路徑可以只用一次，也可以存儲起來，供以后使用。之后數(shù)據(jù)包通過一條虛電路繞過路由器快速發(fā)送。傳統(tǒng)的路由技術(shù)在每個交叉口都要計算一下，下一步往哪個方向走。IP交換技術(shù)則像直通車，只須一開始知道目的地是哪里就行了。三層交換與VLAN融合VLAN即虛擬局域網(wǎng)，是一種通過將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地而不是物理地劃分成一個個不同的網(wǎng)段，從而實現(xiàn)虛擬工作組的技術(shù)。它不受網(wǎng)絡(luò)用戶的物理位置限制，而是根據(jù)用戶需求進行網(wǎng)絡(luò)分段。IEEE于1999年頒布了用以標準化VLAN實現(xiàn)方案的802.1q協(xié)議標準草案。不同VLAN之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過第三層（網(wǎng)絡(luò)層）的路由來實現(xiàn)的，因此，使用

5、VLAN技術(shù)，結(jié)合數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的交換設(shè)備，可搭建安全可靠的網(wǎng)絡(luò)。劃分VLAN的目的：一是提高網(wǎng)絡(luò)安全性，不同VLAN的數(shù)據(jù)不能自由交流，需要接受第三層的檢驗，因此，在一定程度上加強了虛網(wǎng)間的隔離，有效防止外部用戶入侵，提高了安全性。二是隔離廣播信息，劃分VLAN后，廣播域縮小，有利于改善網(wǎng)絡(luò)性能，能夠?qū)V播風暴控制在一個VLAN內(nèi)部，同時使網(wǎng)絡(luò)管理趨于簡單。三是增強網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的靈活性，VLAN是在一個有多臺交換機的局域網(wǎng)中統(tǒng)一設(shè)定的，這使得用戶可以不受所連交換機的限制，不論用戶節(jié)點移動到局域網(wǎng)中哪一臺交換機上，只要仍屬于原來的虛網(wǎng)，則應(yīng)用環(huán)境沒有任何改變。在劃分VLAN時，要考慮VLAN對

6、于網(wǎng)絡(luò)流量的影響，單個VLAN不宜過大。層次化架構(gòu)三層網(wǎng)絡(luò)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用層次化模型設(shè)計，即將復雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計分成幾個層次，每個層次著重于某些特定的功能，這樣就能夠使一個復雜的大問題變成許多簡單的小問題。三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)有三個層次：核心層（網(wǎng)絡(luò)的高速交換主干）、匯聚層（提供基于策略的連接）、接入層（將工作站接入網(wǎng)絡(luò)）。核心層是網(wǎng)絡(luò)的高速交換主干，對整個網(wǎng)絡(luò)的連通起到至關(guān)重要的作用。核心層應(yīng)該具有如下幾個特性：可靠性、高效性、冗余性、容錯性、可管理性、適應(yīng)性、低延時性等。在核心層中，應(yīng)該采用高帶寬的千兆以上交換機。因為核心層是網(wǎng)絡(luò)的樞紐中心，重要性突出。核心層設(shè)備采用雙機冗余熱備份是非常必要

7、的，也可以使用負載均衡功能，來改善網(wǎng)絡(luò)性能。匯聚層是網(wǎng)絡(luò)接入層和核心層的“中介”，就是在工作站接入核心層前先做匯聚，以減輕核心層設(shè)備的負荷。匯聚層具有實施策略、安全、工作組接入、虛擬局域網(wǎng)（VLAN）之間的路由、源地址或目的地址過濾等多種功能。在匯聚層中，應(yīng)該采用支持三層交換技術(shù)和VLAN的交換機，以達到網(wǎng)絡(luò)隔離和分段的目的。接入層向本地網(wǎng)段提供工作站接入。在接入層中，減少同一網(wǎng)段的工作站數(shù)量，能夠向工作組提供高速帶寬。接入層可以選擇不支持VLAN和三層交換技術(shù)的普通交換機。技術(shù)的發(fā)展80年代初，LAN被廣泛應(yīng)用于企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)，隨著用戶的劇增和信息量的驟長，網(wǎng)絡(luò)管理員就開始面臨網(wǎng)絡(luò)阻塞的問題

8、。怎樣減少網(wǎng)絡(luò)堵塞、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)且擴大網(wǎng)絡(luò)吞吐量，網(wǎng)絡(luò)分段是當時的第一選擇。LAN交換提供了新的帶寬，擴展了網(wǎng)絡(luò)的功能，隨之也帶來了一 些新的問題。它與傳統(tǒng)網(wǎng)橋一樣易出現(xiàn)廣播風暴及安全性問題。雖然交換網(wǎng)僅是等待出現(xiàn)廣播風暴，利用VLAN可以避免，但是VLAN的實現(xiàn)需路由器，因此，快速路由器技術(shù)在交換領(lǐng)域內(nèi)引起了廣泛的興趣。首先是Ipsilon公司提IP交換（IP Switching），將一個IP路由處理器捆綁在一個ATM交換機上，去除交換機所有的ATM論壇信令和路由協(xié)議，這樣的一個結(jié)構(gòu)我們可稱之為IP交換機。推動IP交換技術(shù)發(fā)展的動力主要來自兩個方面。一是傳輸鏈路的帶寬越來越高，路由

9、器實現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)的難度越來越大；二是用戶對ISP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能要求越來越高，隨著新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷開發(fā)，互聯(lián)網(wǎng)不再是簡單的連通工具，類似視頻、音頻傳輸?shù)刃碌膽?yīng)用服務(wù)功能，面對這些需求必須創(chuàng)造出一種全新的路由技術(shù)，這就是IP交換技術(shù)。傳統(tǒng)的路由查找過程是對報文的目的IP進行最長匹配。為了完成最長匹配，必須用報文的目的IP地址匹配路由表中所有的項目，這一過程相當費時。提高路由器轉(zhuǎn)發(fā)速率的唯一途徑是用精確匹配來取代最長匹配，用類似虛電路標識符（VCL）這樣的字段來精確地描述IP路由，這就是多協(xié)議標簽技術(shù)（MPLS）的由來。將交換技術(shù)引入網(wǎng)絡(luò)層，產(chǎn)生了全新的ISP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)IP交換網(wǎng)。 技術(shù)的應(yīng)用目前主要

10、的IP交換技術(shù)有：IpsilonIP交換：改進ATM交換機，去除ATM控制器中的信令和協(xié)議，加上IP交換控制器，與ATM交換機通信。該技術(shù)適用于機構(gòu)內(nèi)部的LAN和校園網(wǎng)。Cisco標簽交換：給數(shù)據(jù)包貼上標簽，此標簽在交換節(jié)點讀出，判斷包傳送路徑。該技術(shù)適用于大型網(wǎng)絡(luò)和Internet。3Com快速IP交換(Fast IP)：側(cè)重數(shù)據(jù)策略管理、優(yōu)先原則和服務(wù)質(zhì)量。Fast IP協(xié)議保證實時音頻或視頻數(shù)據(jù)流能得到所需的帶寬。Fast IP支持其它協(xié)議(如IPX)，可以運行在除ATM外的其它交換環(huán)境中?？蛻魴C需要有設(shè)置優(yōu)先等級的軟件。IBM聚類基于路由的IP交換ARIS(Aggregate Rout

11、ebased IP Switching)：與Cisco的標簽交換技術(shù)相似，包上附上標記，借以穿越交換網(wǎng)。ARIS一般用于ATM網(wǎng)，也可擴展到其它交換技術(shù)。邊界設(shè)備是進入ATM交換環(huán)境的入口，含有第三層路由映射到第二層虛電路的路由表。允許ATM網(wǎng)同一端兩臺以上的計算機通過一條虛電路發(fā)送數(shù)據(jù)，從而減少網(wǎng)絡(luò)流量?；贏TM的多協(xié)議MPOA(MultiProtocol Over ATM)：ATM論壇提出的一種規(guī)范。經(jīng)源客戶機請求，路由服務(wù)器執(zhí)行路由計算后給出最佳傳輸路徑。然后建立一條交換虛電路，即可越過子網(wǎng)邊界，不用再做路由選擇。網(wǎng)絡(luò)安全配置CISCO交換機基本配置：Console端口連接 用戶模式h

12、ostname# ；特權(quán)模式hostname(config)# ；全局配置模式hostname(config-if)# ；交換機口令設(shè)置： switch>enable ；進入特權(quán)模式switch#config terminal ；進入全局配置模式switch(config)#hostname csico ；設(shè)置交換機的主機名switch(config)#enable secret csico1 ；設(shè)置特權(quán)加密口令switch(config)#enable password csico8 ；設(shè)置特權(quán)非密口令switch(config)#line console 0 ；進入控制臺口switc

13、h(config-line)#line vty 0 4 ；進入虛擬終端switch(config-line)#login ；虛擬終端允許登錄switch(config-line)#password csico6 ；設(shè)置虛擬終端登錄口令csico6switch#exit ；返回命令交換機VLAN創(chuàng)建，刪除，端口屬性的設(shè)置，配置trunk端口，將某端口加入vlan中，配置VTP：switch#vlan database ；進入VLAN設(shè)置switch(vlan)#vlan 2 ；建VLAN 2switch(vlan)#vlan 3 name vlan3 ；建VLAN 3并命名為vlan3switc

14、h(vlan)#no vlan 2 ；刪vlan 2switch(config)#int f0/1 ；進入端口1switch(config)#speed ? 查看speed命令的子命令switch(config)#speed 100 設(shè)置該端口速率為100mb/s (10/auto)switch(config)#duplex ? 查看duplex的子命令switch(config)#duplex full 設(shè)置該端口為全雙工(auto/half)switch(config)#description TO_PC1 這是該端口描述為TO_PC1switch(config-if)#switchpor

15、t access vlan 2 ；當前端口加入vlan 2switch(config-if)#switchport mode trunk ；設(shè)置為trunk模式(access模式)switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1，2 ；設(shè)置允許的vlanswitch(config-if)#switchport trunk encap dot1q ；設(shè)置vlan 中繼switch(config)#vtp domain vtpserver ；設(shè)置vtp域名相同switch(config)#vtp password ；設(shè)置發(fā)vtp密碼switch(c

16、onfig)#vtp server ；設(shè)置vtp服務(wù)器模式switch(config)#vtp client ；設(shè)置vtp客戶機模式交換機設(shè)置IP地址,默認網(wǎng)關(guān)，域名，域名服務(wù)器，配置和查看MAC地址表：switch(config)#interface vlan 1 ；進入vlan 1switch(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 ；設(shè)置IP地址switch(config)#ip default-gateway 192.168.1.6 ；設(shè)置默認網(wǎng)關(guān)switch(config)#ip domain-name 設(shè)置域名switch(c

17、onfig)#ip name-server 192.168.1.18 設(shè)置域名服務(wù)器switch(config)#mac-address-table? 查看mac-address-table的子命令switch(config)#mac-address-table aging-time 100 設(shè)置超時時間為100msswitch(config)#mac-address-table permanent 0000.0c01.bbcc f0/3 加入永久地址在f0/3端口switch(config)#mac-address-table restricted static 0000.0c02.bbcc

18、 f0/6 f0/7 加入靜態(tài)地址目標端口f0/6源端口f0/7switch(config)#endswitch#show mac-address-table 查看整個MAC地址表switch#clear mac-address-table restricted static 清除限制性靜態(tài)地址交換機顯示命令：switch#write ；保存配置信息switch#show vtp ；查看vtp配置信息switch#show run ；查看當前配置信息switch#show vlan ；查看vlan配置信息switch#show interface ；查看端口信息switch#show int f0/0 ；查看指定端口信息switch#show int f0/0 status；查看指定端口狀態(tài)