第05章 路由與交換技術(shù)(計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù))課件

第五章路由與交換技術(shù)第五章路由與交換技術(shù)本章內(nèi)容：5.1交換機(jī)的配置5.2路由器的配置5.3虛擬局域網(wǎng)5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由本章內(nèi)容：5.1交換機(jī)的配置5.2路由器的配置5.35.1交換機(jī)的配置在局域網(wǎng)中，我們常用的交換機(jī)可以分為不可管理交換機(jī)和可管理式交換機(jī)兩種。前者不具備可管理性，沒有CPU或集中管理芯片，只是并行程度、吞吐能力等優(yōu)于集線器；后者除了具有不可管理交換機(jī)的全部功能，還帶有CPU或集中管理芯片，可以支持VLAN及SNMP管理，又稱為智能型交換機(jī)。不可管理交換機(jī)直接插上就可以使用了，不需要進(jìn)行復(fù)雜的配置；可管理式交換機(jī)則必須進(jìn)行相應(yīng)的配置后才可以使用。5.1交換機(jī)的配置在局域網(wǎng)中，我們常用的交換機(jī)可以分為不5.1交換機(jī)的配置5.1.1交換機(jī)的認(rèn)識交換機(jī)（Switch）是一種用于電信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機(jī)的任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號通路。最常見的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī).5.1交換機(jī)的配置5.1.1交換機(jī)的認(rèn)識5.1交換機(jī)的配置從廣義上來看，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分為兩種：廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。廣域網(wǎng)交換機(jī)主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信用的基礎(chǔ)平臺。而局域網(wǎng)交換機(jī)則應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機(jī)及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上可分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等。從規(guī)模應(yīng)用上又可分為企業(yè)級交換機(jī)、部門級交換機(jī)和工作組交換機(jī)等。5.1交換機(jī)的配置從廣義上來看，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分為兩種：廣域5.1交換機(jī)的配置本章主要介紹以太網(wǎng)交換機(jī)。以太網(wǎng)的最初形態(tài)就是在一段同軸電纜上連接多臺計算機(jī)，所有計算機(jī)都共享這段電纜。所以每當(dāng)某臺計算機(jī)占有電纜時，其他計算機(jī)都只能等待。這種傳統(tǒng)的共享以太網(wǎng)極大的受到計算機(jī)數(shù)量的影響。為了解決上述問題，我們可以做到的是減少沖突域內(nèi)的主機(jī)數(shù)量，這就是以太網(wǎng)交換機(jī)采用的有效措施。以太網(wǎng)交換機(jī)在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時需要確認(rèn)數(shù)據(jù)幀應(yīng)該發(fā)送到哪一端口，而不是簡單的向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)，這就是交換機(jī)MAC地址表的功能。

5.1交換機(jī)的配置本章主要介紹以太網(wǎng)交換機(jī)。5.1交換機(jī)的配置5.1.2交換機(jī)配置基礎(chǔ)以太網(wǎng)交換機(jī)的配置方式很多，如本地Console口配置，Telnet遠(yuǎn)程登錄配置，F(xiàn)TP、TFTP配置等。其中最為常用的配置方式就是Console口配置和Telnet遠(yuǎn)程登錄配置。5.1交換機(jī)的配置5.1.2交換機(jī)配置基礎(chǔ)5.1交換機(jī)的配置1、Console口配置方法：（1）用標(biāo)準(zhǔn)Console線纜的水晶頭一端插在交換機(jī)的Console口上，另一端的接口插在PC機(jī)上的Console上。（2）啟動超級終端，點(diǎn)擊Windows的開始－程序－附件－通訊－超級終端.（3）根據(jù)提示輸入連接名稱后點(diǎn)擊確定，如圖5-3所示。在選擇連接的時候選擇對應(yīng)的串口（COM1或COM2口），配置串口參數(shù)。5.1交換機(jī)的配置1、Console口配置方法：5.1交換機(jī)的配置2、Telnet遠(yuǎn)程登錄配置方法：為了實(shí)現(xiàn)Telnet配置，用一根網(wǎng)線的一段連接交換機(jī)的以太網(wǎng)口，另一端連接到PC機(jī)的網(wǎng)卡接口上。通過Telnet命令進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄以后其他的配置方式與Console口配置方式相同。5.1交換機(jī)的配置2、Telnet遠(yuǎn)程登錄配置方法：5.1交換機(jī)的配置5.1.3交換機(jī)端口配置交換機(jī)的配置模式可以分為用戶模式、特權(quán)模式和全局模式，全局模式又可以分為幾種子模式.工作模式提示符自動方式用戶模式Switch>開機(jī)自動進(jìn)入特權(quán)模式Switch#Switch>enable全局模式Switch(config)#Switch#configureterminal子模式VLAN模式Switch(config-vlan)#Switch(config)#vlan100接口模式Switch(config-if)#Switch(config)#interfacefa0/1線程模式Switch(config-line)#Switch(config)#lineconsole05.1交換機(jī)的配置5.1.3交換機(jī)端口配置工作模式提5.1交換機(jī)的配置交換機(jī)的基本配置如下：1、配置enable口令和主機(jī)名。2、配置交換機(jī)的IP地址、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、域名和域名服務(wù)器。3、配置交換機(jī)的端口屬性。4、配置和查看MAC地址表。5、命令的縮寫形式5.1交換機(jī)的配置交換機(jī)的基本配置如下：5.1交換機(jī)的配置5.1.4交換機(jī)的工作機(jī)制前面我們已經(jīng)介紹過交換機(jī)的工作機(jī)制，它可以看成如下幾個步驟：1、交換機(jī)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機(jī)端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。

2、交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較，以決定由哪個端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

3、如數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。這一過程稱為泛洪（flood）。4、廣播幀和組播幀向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。5.1交換機(jī)的配置5.1.4交換機(jī)的工作機(jī)制5.2路由器的配置5.2.1路由器基礎(chǔ)知識路由器是連接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備。它會根據(jù)信道的情況自動選擇和設(shè)定路由，以最佳路徑，按前后順序發(fā)送信號的設(shè)備。路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐。目前路由器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已成為實(shí)現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務(wù)的主力軍。5.2路由器的配置5.2.1路由器基礎(chǔ)知識5.2路由器的配置從功能、性能和應(yīng)用方面劃分，路由器可分為以下三類：1、骨干路由器2、企業(yè)級路由器3、接入級路由器5.2路由器的配置從功能、性能和應(yīng)用方面劃分，路由器可分5.2路由器的配置5.2.2路由器配置基礎(chǔ)路由器也可以采用類似交換機(jī)的本地Console口，Telnet遠(yuǎn)程登錄等多種方式進(jìn)行配置。路由器的配置模式也分為用戶模式、特權(quán)模式、全局模式。用戶模式僅允許基本的監(jiān)測命令，在這種模式下不能改變路由器的配置。特權(quán)模式可以使用所有的配置命令，在用戶模式下訪問特權(quán)模式一般都需要一個密碼，router#的命令提示符是指用戶正處在特權(quán)模式下。在進(jìn)入特權(quán)模式后，我們可以在特權(quán)命令提示符下鍵入configureterminal的命令來進(jìn)行的全局配置模式。在全局命令提示符下鍵入interface端口類型+端口號就可以進(jìn)入相應(yīng)的端口。5.2路由器的配置5.2.2路由器配置基礎(chǔ)5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.1虛擬局域網(wǎng)概述通過使用VLAN，能夠把原來一個物理的局域網(wǎng)劃分成很多個邏輯意義上的子網(wǎng)，而不必考慮每臺設(shè)備所處的具體物理位置，每一個VLAN都可以對應(yīng)于一個邏輯單位，如部門、車間和項目組等。另外，交換機(jī)劃分VLAN后，每一個VLAN都是一個獨(dú)立的廣播域，相同VLAN內(nèi)的主機(jī)仍然以傳統(tǒng)交換方式通信，感覺不到VLAN的存在，但不同VLAN中的主機(jī)不可以直接通信，必須通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。這樣，通過劃分VLAN，可以把數(shù)據(jù)交換限制在各個虛擬網(wǎng)的范圍內(nèi)，從而減少整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)廣播包的傳輸，提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率；同時各虛擬網(wǎng)之間必須通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)，起到了隔離端口的作用，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性。由于VLAN可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，因而顯著降低了設(shè)備成本。5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.1虛擬局域網(wǎng)概述5.3虛擬局域網(wǎng)把物理網(wǎng)絡(luò)劃分成VLAN的好處有:1、控制網(wǎng)絡(luò)流量2、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性3、靈活的網(wǎng)絡(luò)管理在劃分成VLAN的交換網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)端口之間的連接分為兩種：接入鏈路連接（Access-LinkConnection）和中繼連接（TrunkConnection），它們對應(yīng)的口也可以稱為Access訪問口和Trunk中繼口。5.3虛擬局域網(wǎng)把物理網(wǎng)絡(luò)劃分成VLAN的好處有:5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.2虛擬局域網(wǎng)的基本配置在交換機(jī)進(jìn)行虛擬局域網(wǎng)（VLAN）的配置時通常采用如下幾種方式：1、基于端口的VLAN2、基于MAC地址的VLAN3、基于協(xié)議的VLAN5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.2虛擬局域網(wǎng)的基本配置5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.3虛擬局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)通過MAC地址表進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，而引入VLAN后，交換機(jī)在MAC地址表中增加了VLAN信息，也就是說交換機(jī)對每個VLAN都維護(hù)一個本VLAN的MAC地址表，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時先在同一VLAN的MAC地址表中，根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址進(jìn)行查找，若有匹配項，就進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；若無匹配項，就向此VLAN網(wǎng)管或其它網(wǎng)段（不同的VLAN）進(jìn)行路由表的查詢。1、同一VLAN不同交換機(jī)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)2、不同VLAN間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)1）使用單臂路由實(shí)現(xiàn)不同VLAN之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)2）使用三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)不同VLAN之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.3虛擬局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.4三層交換技術(shù)三層交換技術(shù)（也稱多層交換技術(shù)，或IP交換技術(shù)）是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI參考模型中的第二層即數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行操作的，而三層交換技術(shù)在OSI參考模型中的第三層網(wǎng)絡(luò)層中實(shí)現(xiàn)了分組的高速轉(zhuǎn)發(fā)。5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.4三層交換技術(shù)5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.5虛擬局域網(wǎng)的綜合配置用一臺路由器的一個以太網(wǎng)接口與三層交換機(jī)相連，在三層交換機(jī)上連接了不同的子網(wǎng)，使各個子網(wǎng)能夠訪問路由器所連接的外網(wǎng)。5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.5虛擬局域網(wǎng)的綜合配置5.3虛擬局域網(wǎng)在路由器端口f1/1上連接一臺三層交換機(jī)，在三層交換機(jī)上劃分兩個不同的虛擬局域網(wǎng)VLAN4和VLAN5，代表不同的局域網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)的各個子網(wǎng)。其中VLAN4為/24網(wǎng)段，網(wǎng)關(guān)為54，其計算機(jī)的IP地址為。VLAN5為/24網(wǎng)段，網(wǎng)關(guān)為54，其計算機(jī)的IP地址為。在路由器另一端口f1/0上連接一臺了另PC機(jī)，IP地址為，所屬VLAN為VLAN2，代表外部的網(wǎng)絡(luò)。5.3虛擬局域網(wǎng)在路由器端口f1/1上連接一臺三層交換機(jī)5.3虛擬局域網(wǎng)定義三層交換機(jī)上的f0/23端口可以有以下三種情況：當(dāng)該端口設(shè)置為屬于VLAN1的Access口時，路由器的f1/1與VLAN1在同一網(wǎng)段，在三層交換機(jī)上設(shè)置默認(rèn)路由到下一跳的地址（f1/1的端口地址），并定義每一個VLAN的SVI（SwitchVirtualInterface，交換機(jī)虛擬接口），使各子網(wǎng)可以通過三層交換機(jī)互相訪問。當(dāng)該端口設(shè)置為Trunk口時，能使所有VLAN數(shù)據(jù)都能通過，因而無論是VLAN4，還是VLAN5都會將自己的數(shù)據(jù)包發(fā)給此Trunk口，從而增加了路由器處理這些僅需內(nèi)部交換的數(shù)據(jù)包的負(fù)擔(dān)。但是如果內(nèi)網(wǎng)之間相互訪問很少，大都是訪問外網(wǎng)，且即使內(nèi)網(wǎng)相互訪問也要受到限制時，就可以通過路由器來轉(zhuǎn)發(fā)各子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)，并定義訪問控制列表（目前有些三層交換機(jī)不支持子網(wǎng)間的訪問控制），此時是把三層交換機(jī)當(dāng)二層交換機(jī)使用。5.3虛擬局域網(wǎng)定義三層交換機(jī)上的f0/23端口可以有以5.3虛擬局域網(wǎng)當(dāng)該端口設(shè)置為三層口時將三層交換機(jī)當(dāng)作一臺路由器使用，三層交換機(jī)與路由器之間通過三層路由協(xié)議，互相進(jìn)行路由學(xué)習(xí)從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)互通。三層交換機(jī)內(nèi)的子網(wǎng)通過二層轉(zhuǎn)發(fā)或SVI三層路由實(shí)現(xiàn)互通，而外部網(wǎng)絡(luò)則通過路由表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。5.3虛擬局域網(wǎng)當(dāng)該端口設(shè)置為三層口時將三層交換機(jī)當(dāng)作一5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由路由器中的路由表項分為直連路由、靜態(tài)路由和動態(tài)路由。靜態(tài)路由是在路由器中設(shè)置固定的路由表，即指定固定的傳輸路徑，除非網(wǎng)絡(luò)管理干預(yù)，否則將不會自動更改。所以當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或鏈路的狀態(tài)發(fā)生變化時，需要手動去修改路由表中相關(guān)的靜態(tài)路由信息。靜態(tài)路由信息在默認(rèn)情況下是私有的，不會傳遞給其他的路由器。當(dāng)然，網(wǎng)管員也可以通過對路由器進(jìn)行設(shè)置使之成為共享的。通過配置靜態(tài)路由，可以人為地指定對某一網(wǎng)絡(luò)訪問時所要經(jīng)過的路徑。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較簡單，并且到達(dá)某一網(wǎng)絡(luò)只有唯一路徑時，均采用靜態(tài)路由。靜態(tài)路由的效率最高，系統(tǒng)性能占用最少。對于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)而言，往往只有一條連接至Internet的鏈路，因此，最適合使用靜態(tài)路由。5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由路由器中的路由表項分為直連路由、5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由默認(rèn)路由是一種特殊的路由，可以通過靜態(tài)路由配置。簡單地說，默認(rèn)路由就是在沒有找到匹配的路由表入口項時才使用的路由。即只有當(dāng)沒有合適的路由時，默認(rèn)路由才被使用。在路由表中，默認(rèn)路由以到網(wǎng)絡(luò)（掩碼為）的路由形式出現(xiàn)。如果報文的目的地址不能與路由表的任何入口項相匹配，那么該報文將選取默認(rèn)路由。如果沒有默認(rèn)路由且報文的目的地不在路由表中，那么該報文被丟棄的同時，將向源端返回一個ICMP報文報告該目的地址或網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)。某些動態(tài)路由協(xié)議也可以生成默認(rèn)路由，如OSPF。5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由默認(rèn)路由是一種特殊的路由，可以通5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由5.4.1IP路由原理當(dāng)IP子網(wǎng)中的一臺主機(jī)發(fā)送IP數(shù)據(jù)包給同一IP子網(wǎng)的另一臺主機(jī)時，它將直接把IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，對方就能收到。而要發(fā)送給不同IP子網(wǎng)上的主機(jī)時，它要選擇一個能到達(dá)目的子網(wǎng)上的路由器，把IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給該路由器，由路由器負(fù)責(zé)把IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的地。如果沒有找到這樣的路由器，主機(jī)就把IP數(shù)據(jù)包發(fā)送給一個稱為“默認(rèn)網(wǎng)關(guān)”的路由器上?！澳J(rèn)網(wǎng)關(guān)”是每臺主機(jī)上的一個配置參數(shù)。一般情況下，它是接在同一個網(wǎng)絡(luò)上的某個路由器端口的IP地址。5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由5.4.1IP路由原理5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由路由器轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包時，只根據(jù)IP數(shù)據(jù)包的目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號部分來選擇合適的端口，把IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出去。同主機(jī)一樣，路由器也要判斷端口所連接的是否是目的子網(wǎng)，如果是，就直接把IP數(shù)據(jù)包通過端口發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，否則，需要選擇下一個路由器來傳送IP數(shù)據(jù)包。路由器也有它的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，用來傳送不知道該往哪兒發(fā)送的IP數(shù)據(jù)包。這樣，通過路由器把知道如何傳送的IP數(shù)據(jù)包正確轉(zhuǎn)發(fā)出去，而把不知道如何發(fā)送的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送給默認(rèn)網(wǎng)關(guān)路由器，按照這樣的方法將數(shù)據(jù)包一級接著一級的進(jìn)行傳送，最終將IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的地，無法發(fā)送到目的地的IP數(shù)據(jù)包則被網(wǎng)絡(luò)丟棄了。5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由路由器轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包時，只根據(jù)I5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由轉(zhuǎn)發(fā)就是IP數(shù)據(jù)包沿著已經(jīng)選擇的最佳路徑進(jìn)行傳送。路由器首先在路由表中查找，判明是否知道如何將分組發(fā)送到下一個站點(diǎn)（路由器或主機(jī)），如果路由器不知道如何發(fā)送IP數(shù)據(jù)包，通常將該數(shù)據(jù)包丟棄，否則就根據(jù)路由表的相應(yīng)表項將IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到下一個站點(diǎn)。如果目的網(wǎng)絡(luò)直接與路由器相連，路由器就把分組直接發(fā)送到相應(yīng)的端口上，這就是路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議。路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議和路由選擇協(xié)議是相互配合又相互獨(dú)立的概念，前者使用后者維護(hù)的路由表，同時后者要利用前者提供的功能來發(fā)布路由協(xié)議數(shù)據(jù)包。一般我們提到的路由協(xié)議，都是指路由選擇協(xié)議。5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由轉(zhuǎn)發(fā)就是IP數(shù)據(jù)包沿著已經(jīng)選擇的5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由5.4.2靜態(tài)路由靜態(tài)路由是最為原始的配置路由方式。它配置簡單，易管理，但是耗時，一般用于小型企業(yè)或者中等偏小型企業(yè)。靜態(tài)路由的缺點(diǎn)是不能動態(tài)反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時，管理員必須手工改變路由表。另外，靜態(tài)路由不會占用路由器太多的CPU和RAM資源，也不占用線路的帶寬。如果出于安全的考慮想隱藏網(wǎng)絡(luò)的某些部分或者管理員想控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑，也會使用靜態(tài)路由。5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由5.4.2靜態(tài)路由5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由靜態(tài)路由的配置方式如下：1、iprouter目的網(wǎng)絡(luò)掩碼｛網(wǎng)關(guān)地址

接口｝2、iprouter5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由靜態(tài)路由的配置方式如下：思考題1.從廣義上講交換機(jī)分為哪兩種？分別應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？2.簡述該如何解決傳統(tǒng)的共享以太網(wǎng)極大的受到計算機(jī)數(shù)量的影響的問題。3.簡述交換機(jī)的基本配置過程。4.交換機(jī)的工作機(jī)制分為哪幾個步驟？5.簡述路由器的基本配置過程。6.請結(jié)合自己的理解，談?wù)劙盐锢砭W(wǎng)絡(luò)劃分成VLAN具有什么優(yōu)勢。7.在交換機(jī)進(jìn)行虛擬局域網(wǎng)（VLAN）的配置過程中通常采用哪些方式？簡述其分別具有什么優(yōu)勢和不足。8.簡述IP路由工作原理。9.請問在什么情況下應(yīng)采用靜態(tài)路由配置方式？同時靜態(tài)路由有什么不足之處？思考題1.從廣義上講交換機(jī)分為哪兩種？分別應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？ThankYou!ThankYou!第五章路由與交換技術(shù)第五章路由與交換技術(shù)本章內(nèi)容：5.1交換機(jī)的配置5.2路由器的配置5.3虛擬局域網(wǎng)5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由本章內(nèi)容：5.1交換機(jī)的配置5.2路由器的配置5.35.1交換機(jī)的配置在局域網(wǎng)中，我們常用的交換機(jī)可以分為不可管理交換機(jī)和可管理式交換機(jī)兩種。前者不具備可管理性，沒有CPU或集中管理芯片，只是并行程度、吞吐能力等優(yōu)于集線器；后者除了具有不可管理交換機(jī)的全部功能，還帶有CPU或集中管理芯片，可以支持VLAN及SNMP管理，又稱為智能型交換機(jī)。不可管理交換機(jī)直接插上就可以使用了，不需要進(jìn)行復(fù)雜的配置；可管理式交換機(jī)則必須進(jìn)行相應(yīng)的配置后才可以使用。5.1交換機(jī)的配置在局域網(wǎng)中，我們常用的交換機(jī)可以分為不5.1交換機(jī)的配置5.1.1交換機(jī)的認(rèn)識交換機(jī)（Switch）是一種用于電信號轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機(jī)的任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號通路。最常見的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī).5.1交換機(jī)的配置5.1.1交換機(jī)的認(rèn)識5.1交換機(jī)的配置從廣義上來看，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分為兩種：廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。廣域網(wǎng)交換機(jī)主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信用的基礎(chǔ)平臺。而局域網(wǎng)交換機(jī)則應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接終端設(shè)備，如PC機(jī)及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上可分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等。從規(guī)模應(yīng)用上又可分為企業(yè)級交換機(jī)、部門級交換機(jī)和工作組交換機(jī)等。5.1交換機(jī)的配置從廣義上來看，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分為兩種：廣域5.1交換機(jī)的配置本章主要介紹以太網(wǎng)交換機(jī)。以太網(wǎng)的最初形態(tài)就是在一段同軸電纜上連接多臺計算機(jī)，所有計算機(jī)都共享這段電纜。所以每當(dāng)某臺計算機(jī)占有電纜時，其他計算機(jī)都只能等待。這種傳統(tǒng)的共享以太網(wǎng)極大的受到計算機(jī)數(shù)量的影響。為了解決上述問題，我們可以做到的是減少沖突域內(nèi)的主機(jī)數(shù)量，這就是以太網(wǎng)交換機(jī)采用的有效措施。以太網(wǎng)交換機(jī)在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時需要確認(rèn)數(shù)據(jù)幀應(yīng)該發(fā)送到哪一端口，而不是簡單的向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)，這就是交換機(jī)MAC地址表的功能。

5.1交換機(jī)的配置本章主要介紹以太網(wǎng)交換機(jī)。5.1交換機(jī)的配置5.1.2交換機(jī)配置基礎(chǔ)以太網(wǎng)交換機(jī)的配置方式很多，如本地Console口配置，Telnet遠(yuǎn)程登錄配置，F(xiàn)TP、TFTP配置等。其中最為常用的配置方式就是Console口配置和Telnet遠(yuǎn)程登錄配置。5.1交換機(jī)的配置5.1.2交換機(jī)配置基礎(chǔ)5.1交換機(jī)的配置1、Console口配置方法：（1）用標(biāo)準(zhǔn)Console線纜的水晶頭一端插在交換機(jī)的Console口上，另一端的接口插在PC機(jī)上的Console上。（2）啟動超級終端，點(diǎn)擊Windows的開始－程序－附件－通訊－超級終端.（3）根據(jù)提示輸入連接名稱后點(diǎn)擊確定，如圖5-3所示。在選擇連接的時候選擇對應(yīng)的串口（COM1或COM2口），配置串口參數(shù)。5.1交換機(jī)的配置1、Console口配置方法：5.1交換機(jī)的配置2、Telnet遠(yuǎn)程登錄配置方法：為了實(shí)現(xiàn)Telnet配置，用一根網(wǎng)線的一段連接交換機(jī)的以太網(wǎng)口，另一端連接到PC機(jī)的網(wǎng)卡接口上。通過Telnet命令進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄以后其他的配置方式與Console口配置方式相同。5.1交換機(jī)的配置2、Telnet遠(yuǎn)程登錄配置方法：5.1交換機(jī)的配置5.1.3交換機(jī)端口配置交換機(jī)的配置模式可以分為用戶模式、特權(quán)模式和全局模式，全局模式又可以分為幾種子模式.工作模式提示符自動方式用戶模式Switch>開機(jī)自動進(jìn)入特權(quán)模式Switch#Switch>enable全局模式Switch(config)#Switch#configureterminal子模式VLAN模式Switch(config-vlan)#Switch(config)#vlan100接口模式Switch(config-if)#Switch(config)#interfacefa0/1線程模式Switch(config-line)#Switch(config)#lineconsole05.1交換機(jī)的配置5.1.3交換機(jī)端口配置工作模式提5.1交換機(jī)的配置交換機(jī)的基本配置如下：1、配置enable口令和主機(jī)名。2、配置交換機(jī)的IP地址、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、域名和域名服務(wù)器。3、配置交換機(jī)的端口屬性。4、配置和查看MAC地址表。5、命令的縮寫形式5.1交換機(jī)的配置交換機(jī)的基本配置如下：5.1交換機(jī)的配置5.1.4交換機(jī)的工作機(jī)制前面我們已經(jīng)介紹過交換機(jī)的工作機(jī)制，它可以看成如下幾個步驟：1、交換機(jī)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機(jī)端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。

2、交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較，以決定由哪個端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

3、如數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。這一過程稱為泛洪（flood）。4、廣播幀和組播幀向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。5.1交換機(jī)的配置5.1.4交換機(jī)的工作機(jī)制5.2路由器的配置5.2.1路由器基礎(chǔ)知識路由器是連接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備。它會根據(jù)信道的情況自動選擇和設(shè)定路由，以最佳路徑，按前后順序發(fā)送信號的設(shè)備。路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐。目前路由器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已成為實(shí)現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務(wù)的主力軍。5.2路由器的配置5.2.1路由器基礎(chǔ)知識5.2路由器的配置從功能、性能和應(yīng)用方面劃分，路由器可分為以下三類：1、骨干路由器2、企業(yè)級路由器3、接入級路由器5.2路由器的配置從功能、性能和應(yīng)用方面劃分，路由器可分5.2路由器的配置5.2.2路由器配置基礎(chǔ)路由器也可以采用類似交換機(jī)的本地Console口，Telnet遠(yuǎn)程登錄等多種方式進(jìn)行配置。路由器的配置模式也分為用戶模式、特權(quán)模式、全局模式。用戶模式僅允許基本的監(jiān)測命令，在這種模式下不能改變路由器的配置。特權(quán)模式可以使用所有的配置命令，在用戶模式下訪問特權(quán)模式一般都需要一個密碼，router#的命令提示符是指用戶正處在特權(quán)模式下。在進(jìn)入特權(quán)模式后，我們可以在特權(quán)命令提示符下鍵入configureterminal的命令來進(jìn)行的全局配置模式。在全局命令提示符下鍵入interface端口類型+端口號就可以進(jìn)入相應(yīng)的端口。5.2路由器的配置5.2.2路由器配置基礎(chǔ)5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.1虛擬局域網(wǎng)概述通過使用VLAN，能夠把原來一個物理的局域網(wǎng)劃分成很多個邏輯意義上的子網(wǎng)，而不必考慮每臺設(shè)備所處的具體物理位置，每一個VLAN都可以對應(yīng)于一個邏輯單位，如部門、車間和項目組等。另外，交換機(jī)劃分VLAN后，每一個VLAN都是一個獨(dú)立的廣播域，相同VLAN內(nèi)的主機(jī)仍然以傳統(tǒng)交換方式通信，感覺不到VLAN的存在，但不同VLAN中的主機(jī)不可以直接通信，必須通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。這樣，通過劃分VLAN，可以把數(shù)據(jù)交換限制在各個虛擬網(wǎng)的范圍內(nèi)，從而減少整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)廣播包的傳輸，提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率；同時各虛擬網(wǎng)之間必須通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)，起到了隔離端口的作用，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性。由于VLAN可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，因而顯著降低了設(shè)備成本。5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.1虛擬局域網(wǎng)概述5.3虛擬局域網(wǎng)把物理網(wǎng)絡(luò)劃分成VLAN的好處有:1、控制網(wǎng)絡(luò)流量2、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性3、靈活的網(wǎng)絡(luò)管理在劃分成VLAN的交換網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)端口之間的連接分為兩種：接入鏈路連接（Access-LinkConnection）和中繼連接（TrunkConnection），它們對應(yīng)的口也可以稱為Access訪問口和Trunk中繼口。5.3虛擬局域網(wǎng)把物理網(wǎng)絡(luò)劃分成VLAN的好處有:5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.2虛擬局域網(wǎng)的基本配置在交換機(jī)進(jìn)行虛擬局域網(wǎng)（VLAN）的配置時通常采用如下幾種方式：1、基于端口的VLAN2、基于MAC地址的VLAN3、基于協(xié)議的VLAN5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.2虛擬局域網(wǎng)的基本配置5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.3虛擬局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)通過MAC地址表進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，而引入VLAN后，交換機(jī)在MAC地址表中增加了VLAN信息，也就是說交換機(jī)對每個VLAN都維護(hù)一個本VLAN的MAC地址表，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時先在同一VLAN的MAC地址表中，根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址進(jìn)行查找，若有匹配項，就進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；若無匹配項，就向此VLAN網(wǎng)管或其它網(wǎng)段（不同的VLAN）進(jìn)行路由表的查詢。1、同一VLAN不同交換機(jī)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)2、不同VLAN間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)1）使用單臂路由實(shí)現(xiàn)不同VLAN之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)2）使用三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)不同VLAN之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.3虛擬局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.4三層交換技術(shù)三層交換技術(shù)（也稱多層交換技術(shù)，或IP交換技術(shù)）是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI參考模型中的第二層即數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行操作的，而三層交換技術(shù)在OSI參考模型中的第三層網(wǎng)絡(luò)層中實(shí)現(xiàn)了分組的高速轉(zhuǎn)發(fā)。5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.4三層交換技術(shù)5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.5虛擬局域網(wǎng)的綜合配置用一臺路由器的一個以太網(wǎng)接口與三層交換機(jī)相連，在三層交換機(jī)上連接了不同的子網(wǎng)，使各個子網(wǎng)能夠訪問路由器所連接的外網(wǎng)。5.3虛擬局域網(wǎng)5.3.5虛擬局域網(wǎng)的綜合配置5.3虛擬局域網(wǎng)在路由器端口f1/1上連接一臺三層交換機(jī)，在三層交換機(jī)上劃分兩個不同的虛擬局域網(wǎng)VLAN4和VLAN5，代表不同的局域網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)的各個子網(wǎng)。其中VLAN4為/24網(wǎng)段，網(wǎng)關(guān)為54，其計算機(jī)的IP地址為。VLAN5為/24網(wǎng)段，網(wǎng)關(guān)為54，其計算機(jī)的IP地址為。在路由器另一端口f1/0上連接一臺了另PC機(jī)，IP地址為，所屬VLAN為VLAN2，代表外部的網(wǎng)絡(luò)。5.3虛擬局域網(wǎng)在路由器端口f1/1上連接一臺三層交換機(jī)5.3虛擬局域網(wǎng)定義三層交換機(jī)上的f0/23端口可以有以下三種情況：當(dāng)該端口設(shè)置為屬于VLAN1的Access口時，路由器的f1/1與VLAN1在同一網(wǎng)段，在三層交換機(jī)上設(shè)置默認(rèn)路由到下一跳的地址（f1/1的端口地址），并定義每一個VLAN的SVI（SwitchVirtualInterface，交換機(jī)虛擬接口），使各子網(wǎng)可以通過三層交換機(jī)互相訪問。當(dāng)該端口設(shè)置為Trunk口時，能使所有VLAN數(shù)據(jù)都能通過，因而無論是VLAN4，還是VLAN5都會將自己的數(shù)據(jù)包發(fā)給此Trunk口，從而增加了路由器處理這些僅需內(nèi)部交換的數(shù)據(jù)包的負(fù)擔(dān)。但是如果內(nèi)網(wǎng)之間相互訪問很少，大都是訪問外網(wǎng)，且即使內(nèi)網(wǎng)相互訪問也要受到限制時，就可以通過路由器來轉(zhuǎn)發(fā)各子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)，并定義訪問控制列表（目前有些三層交換機(jī)不支持子網(wǎng)間的訪問控制），此時是把三層交換機(jī)當(dāng)二層交換機(jī)使用。5.3虛擬局域網(wǎng)定義三層交換機(jī)上的f0/23端口可以有以5.3虛擬局域網(wǎng)當(dāng)該端口設(shè)置為三層口時將三層交換機(jī)當(dāng)作一臺路由器使用，三層交換機(jī)與路由器之間通過三層路由協(xié)議，互相進(jìn)行路由學(xué)習(xí)從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)互通。三層交換機(jī)內(nèi)的子網(wǎng)通過二層轉(zhuǎn)發(fā)或SVI三層路由實(shí)現(xiàn)互通，而外部網(wǎng)絡(luò)則通過路由表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。5.3虛擬局域網(wǎng)當(dāng)該端口設(shè)置為三層口時將三層交換機(jī)當(dāng)作一5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由路由器中的路由表項分為直連路由、靜態(tài)路由和動態(tài)路由。靜態(tài)路由是在路由器中設(shè)置固定的路由表，即指定固定的傳輸路徑，除非網(wǎng)絡(luò)管理干預(yù)，否則將不會自動更改。所以當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或鏈路的狀態(tài)發(fā)生變化時，需要手動去修改路由表中相關(guān)的靜態(tài)路由信息。靜態(tài)路由信息在默認(rèn)情況下是私有的，不會傳遞給其他的路由器。當(dāng)然，網(wǎng)管員也可以通過對路由器進(jìn)行設(shè)置使之成為共享的。通過配置靜態(tài)路由，可以人為地指定對某一網(wǎng)絡(luò)訪問時所要經(jīng)過的路徑。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較簡單，并且到達(dá)某一網(wǎng)絡(luò)只有唯一路徑時，均采用靜態(tài)路由。靜態(tài)路由的效率最高，系統(tǒng)性能占用最少。對于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)而言，往往只有一條連接至Internet的鏈路，因此，最適合使用靜態(tài)路由。5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由路由器中的路由表項分為直連路由、5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由默認(rèn)路由是一種特殊的路由，可以通過靜態(tài)路由配置。簡單地說，默認(rèn)路由就是在沒有找到匹配的路由表入口項時才使用的路由。即只有當(dāng)沒有合適的路由時，默認(rèn)路由才被使用。在路由表中，默認(rèn)路由以到網(wǎng)絡(luò)（掩碼為）的路由形式出現(xiàn)。如果報文的目的地址不能與路由表的任何入口項相匹配，那么該報文將選取默認(rèn)路由。如果沒有默認(rèn)路由且報文的目的地不在路由表中，那么該報文被丟棄的同時，將向源端返回一個ICMP報文報告該目的地址或網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)。某些動態(tài)路由協(xié)議也可以生成默認(rèn)路由，如OSPF。5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由默認(rèn)路由是一種特殊的路由，可以通5.4靜態(tài)路由和默認(rèn)路由5.4.1IP路由原理當(dāng)IP子網(wǎng)中的一臺主機(jī)發(fā)送IP數(shù)據(jù)包給同一IP子網(wǎng)的另一臺主機(jī)時，它將直接把IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，對方就能收到。而要發(fā)送給不同IP子網(wǎng)上