CCNA-第七章二層交換

第七章

二層交換本章目標通過本章的學習，您應該掌握以下內容:能描述2層交換(橋接)的運作能描述Catalyst1900系列交換機反對運作清楚Catalyst1900系列交換機的出廠缺省配置配置Catalyst1900系列交換機利用show命令確認Catalyst1900系列交換機的配置和運作地址學習幀的轉發(fā)/過濾回路防止交換機的三個功能交換機如何學習主機的位置最初開機時MAC地址表是空的MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3ABCD交換機如何學習主機的位置主機A發(fā)送數(shù)據幀給主機C交換機通過學習數(shù)據幀的源MAC地址，記錄下主機A的MAC地址對應端口E0該數(shù)據幀轉發(fā)到除端口E0以外的其它所有端口(不清楚目標主機的單點傳送用泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111E0E1E2E3DCBAMAC地址表交換機如何學習主機的位置主機D發(fā)送數(shù)據幀給主機C交換機通過學習數(shù)據幀的源MAC地址，記錄下主機D的MAC地址對應端口E03該數(shù)據幀轉發(fā)到除端口E3以外的其它所有端口(不清楚目標主機的單點傳送用泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111E3:0260.8c01.4444E0E1E2E3DCABMAC地址表交換機如何過濾幀主機A發(fā)送數(shù)據幀給主機C在地址表中有目標主機，數(shù)據幀不會泛洪而直接轉發(fā)E0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.44440260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3XXDCABMAC地址表主機D發(fā)送廣播幀或多點幀廣播幀或多點幀泛洪到除源端口外的所有端口0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3DCABE0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.4444廣播幀和多點傳送幀MAC地址表冗余網絡拓撲冗余拓撲消除了由于單點故障所引致的網絡不通問題冗余拓撲卻帶來了廣播風暴、重復幀和MAC地址表不穩(wěn)定的問題網段1網段2服務器/主機X路由器Y廣播交換機A交換機B主機X發(fā)送一廣播信息廣播風暴網段1網段2服務器/主機X路由器Y廣播廣播風暴交換機A交換機B主機X發(fā)送一廣播信息網段1網段2服務器/主機X路由器Y廣播交換機不停地發(fā)出廣播信息廣播風暴交換機A交換機B網段1網段2服務器/主機X路由器Y重復幀單點幀主機X發(fā)關一單點幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機A和B學習到交換機A交換機B網段1網段2服務器/主機X路由器Y

單點幀主機X發(fā)送一單點幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機A和B學習到路由器Y會收到同一幀的兩個拷貝單點幀單點幀重復幀交換機A交換機B網段1網段2服務器/主機X路由器Y單點幀單點幀主機X發(fā)送一單點幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機A和B學習到交換機A和B都學習到主機X的MAC地址對應端口0端口0端口1端口0端口1MAC地址表不穩(wěn)定交換機A交換機B網段1網段2服務器/主機X路由器Y

Unicast主機X發(fā)送一單點幀給路由器Y路由器Y的MAC地址還沒有被交換機A和B學習到交換機A和B都學習到主機X的MAC地址對應端口0到路由器Y的數(shù)據幀在交換機A和B上會泛洪處理交換機A和B都錯誤學習到主機X的MAC地址對應端口1MAC地址表不穩(wěn)定單點幀端口0端口1端口0端口1交換機A交換機B網段1網段2服務器/主機X路由器Y更復雜的拓撲結構可能導致多重回路在第2層沒有能夠防止這種回路的機制服務器/主機工作站回路回路回路多重回路問題

廣播回路的解決辦法:生成樹協(xié)議

Spanning-TreeProtocol將某些端口置于阻塞狀態(tài)就能防止冗余結構的網絡拓撲中產生回路

阻塞x每個網絡只能有一個根橋每個非根橋只能有一個根端口每段只能有一個指派端口x指派端口(F)根端口(F)指派端口(F)非指派端口(B)根橋非根橋SWXSWY100baseT10baseT生成樹運作交換機Y缺省的優(yōu)先級32768

(8000十六進制)MAC0c0022222222交接機X缺省的優(yōu)先級32768

(8000十六進制)MAC0c0011111111

BPDUBPDU=Bridgeprotocoldataunit

(缺省地每2秒發(fā)送BPDU數(shù)據)根橋=有最低橋識別碼的橋BridgeID=橋優(yōu)先級+橋MAC地址例中，

哪個交換機的橋識別碼最低?RootBridge的選擇交接機Y缺省的優(yōu)先級32768MAC0c0022222222交換機X缺省的優(yōu)先級32768MAC0c0011111111Rootbridgex端口0端口1端口0端口1100baseT10baseT

指派端口(F)根端口(F)非指派端口(B)指派端口(F)端口狀態(tài)連接速率 代價(修訂的IEEE規(guī)范)代價(舊IEEE規(guī)范)----------------------------------------------------------------------------------------------------10Gbps 2 1 1Gbps 4 1100Mbps 19 1010Mbps 100 100

路徑代價交換機YMAC0c0022222222缺省的優(yōu)先級32768交換機XMAC0c0011111111缺省的優(yōu)先級32768端口0端口1端口0端口1交換機ZMac0c0011110000缺省的優(yōu)先級32768端口0請指出:根橋指派端口、非指派端口和根端口?各端口分別是轉發(fā)還是阻塞狀態(tài)?

100baseT100baseT生成樹端口0

100baseT100baseT指派端口(F)根端口(F)非指派端口(阻塞)指派端口(F)根端口(F)請指出:根橋指派端口、非指派端口和根端口?各端口分別是轉發(fā)還是阻塞狀態(tài)?生成樹交換機YMAC0c0022222222缺省的優(yōu)先級32768交換機XMAC0c0011111111缺省的優(yōu)先級32768端口0端口1端口0端口1交換機ZMac0c0011110000缺省的優(yōu)先級32768阻塞偵聽學習轉妝生成樹會將每個端口的狀態(tài)作以下變換:生成樹端口狀態(tài)生成樹端口狀態(tài)阻塞（blocking）:不轉發(fā)幀，只是監(jiān)聽BPDU監(jiān)聽（Listening）：端口都監(jiān)聽BPDU，以確信在傳送數(shù)據幀之前，在網絡上沒有環(huán)路產生學習（learning）：交換機端口監(jiān)聽BPDU，并學習交換式網絡中的所有路徑轉發(fā)（forwarding）：端口轉發(fā)狀態(tài)，可以發(fā)送并接受所有的數(shù)據幀交換機YMAC0c0022222222缺省的優(yōu)先級32768交換機XMAC0c0011111111缺省的優(yōu)先級32768端口0端口1端口0端口110baseTx100baseTRootBridge指派端口根端口(F)非指派端口(阻塞)指派端口生成樹重新生成交換機YMAC0c0022222222缺省優(yōu)先級32768交換機XMAC0c0011111111缺省優(yōu)先級32768端口0端口1端口0端口110baseTx100baseTRootBridge指派端口根端口(F)非指派端口(阻塞)指派端口BPDUxMAXAGEx生成樹重新生成關鍵:收斂時間當所有交換機和橋的端口都改變到要么是轉發(fā)要么是阻塞狀態(tài)是發(fā)生收斂當網絡拓撲發(fā)生改變時，交換機和橋必須重新生成生成權，否則可能損及傳送中的用戶數(shù)據基于軟件實現(xiàn)每個橋只能有一個生成樹每個橋通常最多到16個端口橋基于硬件實現(xiàn)(ASIC)每個交換機可以有多個生成樹有更多的端口交換機橋與交換機的比較幀交換直通轉發(fā)交換機檢測到目標地址后即轉發(fā)幀F(xiàn)rame幀交換存貯轉發(fā)完整地收到幀并檢查無錯后才轉發(fā)直通轉發(fā)交換機檢測到目標地址后即轉發(fā)幀F(xiàn)rameFrameFrameFrame直通轉發(fā)交換機檢測到目標地址后即轉發(fā)幀F(xiàn)rame片斷轉發(fā)

(直通轉發(fā)的修訂版)—Cat1900的缺省模式交換機檢測到幀的前64字節(jié)后即轉發(fā)Frame存貯轉發(fā)完整地收到幀并檢查無錯后才轉發(fā)FrameFrameFrame幀交換半雙工(CSMA/CD)單向數(shù)據傳送沖突可能性高用集線器連接

交換機集線器雙工綜述全雙工

只能用于點對點連接到特定的端口兩端均須支持全雙工無沖突

沖突檢測電路關閉雙工綜述半雙工(CSMA/CD)單向數(shù)據傳送沖突可能性高用集線器連接

交換機集線器配置交換機Catalyst1900菜單界面基于Web的管理VSM(VisualSwitchManager)IOS命令行界面IP地址:CDP:開啟交換模式:片斷轉發(fā)100baseT端口:自動協(xié)商雙工模式10baseT端口:半雙工生成樹協(xié)議:開啟控制臺密碼:無Catalyst1900系列的缺省配置Cat1912Cat192410baseT端口AUI端口100baseT級連端口e0/1toe0/12e0/1toe0/24e0/25e0/25fa0/26(portA)fa0/27(portB)fa0/26(portA)fa0/27(portB)Catalyst1900系列的端口wg_sw_d#shrunBuildingconfiguration...Currentconfiguration:!!interfaceEthernet0/1!interfaceEthernet0/2

wg_sw_d#shspanPortEthernet0/1ofVLAN1isForwardingPortpathcost100,Portpriority128Designatedroothaspriority32768,address0090.8673.3340Designatedbridgehaspriority32768,address0090.8673.3340DesignatedportisEthernet0/1,pathcost0Timers:messageage20,forwarddelay15,hold1wg_sw_a#showvlan-membershipPortVLANMembershipType PortVLANMembershipType------------------------------------------------------------------1

5Static 131 Static21Static 141 Static31Static 151 Static

Catalyst1900系列的端口配置模式全局配置模式

wg_sw_a#conftermwg_sw_a(config)#端口配置模式wg_sw_a(config)#interfacee0/1wg_sw_a(config-if)#配置交換機配置交換機IP地址wg_sw_a(config)#

ipaddress{ipaddress}{mask}wg_sw_a(config)#ipaddress1wg_sw_a(config)#

ipaddress{ipaddress}{mask}配置交換機IP地址wg_sw_a(config)#

ipdefault-gateway{ipaddress}配置交換機缺省網關wg_sw_a(config)#ipdefault-gatewaywg_sw_a(config)#

ipdefault-gateway{ipaddress}配置交換機缺省網關wg_sw_a#showipIPaddress:1Subnetmask:Defaultgateway:ManagementVLAN:1Domainname:Nameserver1:Nameserver2:HTTPserver:EnabledHTTPport:80RIP:Enabledwg_sw_a#顯示交換機IP地址設置雙工模式wg_sw_a(config)#interfacee0/1wg_sw_a(config-if)#duplex{auto|full|full-flow-control|half}wg_sw_a(config-if)#duplexhalfwg_sw_a(config)#interfacee0/1wg_sw_a(config-if)#duplex{auto|full|full-flow-control|half}設置雙工模式顯示雙工信息雙工不匹配連接的兩個端口人工地設置了不同的雙工參數(shù)交換機端口為自動協(xié)商模式，連接到端口的另一端設為不自動協(xié)商的全雙工模式，會導致交換機的端口置于半雙工模式FCS和延遲沖突錯誤管理MAC地址表wg_sw_a#showmac-address-tablewg_sw_a#shmac-address-tableNumberofpermanentaddresses:0Numberofrestrictedstaticaddresses:0Numberofdynamicaddresses:6Address DestInterface TypeSourceInterfaceList-------------------------------------------------------------------------------------------------00E0.1E5D.AE2FEthernet0/2 DynamicAll00D0.588F.B604FastEthernet0/26 DynamicAll00E0.1E5D.AE2BFastEthernet0/26 DynamicAll0090.273B.87A4FastEthernet0/26 DynamicAll00D0.588F.B600FastEthernet0/26 DynamicAll00D0.5892.38C4FastEthernet0/27 DynamicAllwg_sw_a#showmac-address-table管理MAC地址表wg_sw_a(config)#mac-address-tablepermanent{mac-addresstypemodule/port}設置永久MAC地址wg_sw_a(config)#wg_sw_a(config)#mac-address-tablepermanent2222.2222.2222ethernet0/3mac-address-tablepermanent{mac-addresstypemodule/port}設置永久MAC地址wg_sw_a#shmac-address-tableNumberofpermanentaddresses:1Numberofrestrictedstaticaddresses:0Numberofdynamicaddresses:4Address DestInterface Type SourceInterfaceList--------------------------------------------------------------------------------------------------------------00E0.1E5D.AE2F Ethernet0/2 Dynamic All2222.2222.2222 Ethernet0/3 Permanent All00D0.588F.B604 FastEthernet0/26 Dynamic All00E0.1E5D.AE2B FastEthernet0/26 Dynamic All00D0.5892.38C4 FastEthernet0/27 Dynamic Allwg_sw_a(config)#wg_sw_a(config)#mac-address-tablepermanent2222.2222.2222ethernet0/3mac-address-tablepermanent{mac-addresstypemodule/port}設置永久MAC地址wg_sw_a(config)#

mac-address-tablerestrictedstatic{mac-addresstypemodule/portsrc-if-list}設置受限的靜態(tài)MAC地址wg_sw_a(config)#mac-address-tablerestrictedstatic1111.1111.1111e0/4e0/1wg_sw_a(config)#

mac-address-tablerestrictedstatic{mac-addresstypemodule/portsrc-if-list}設置受限的靜態(tài)MAC地址wg_sw_a#shmac-address-tableNumberofpermanentaddresses:1Numberofrestrictedstaticaddresses:1Numberofdynamicaddresses:4Address DestInterface Type SourceInterfaceList-----------------------------------------------------------------------------------------------1111.1111.1111 Ethernet0/4 Static Et0/100E0.1E5D.AE2F Ethernet0/2 Dynamic All2222.2222.2222 Ethernet0/3 Permanent All00D0.588F.B604 FastEthernet0/26 Dynamic All00E0.1E5D.AE2B FastEthernet0/26 Dynamic All00D0.5892.38C4 FastEthernet0/27 Dynamic Allwg_sw_a(config)#mac-address-tablerestrictedstatic1111.1111.1111e0/4e0/1wg_sw_a(config)#

mac-address-tablerestrictedstatic{mac-addresstypemodule/portsrc-if-list}設置受限的靜態(tài)MAC地址配置端口安全性wg_sw_a(config-if)#將一個端口配置為一個有安全設定的端口

定義該端口在MAC地址表中對應MAC地址的最多條數(shù)可以定義1到132缺省為132portsecure[max-mac-countcount]wg_sw_a(config-if)#將一個端口配置為一個有安全限制的端口

定義該端口在MAC地址表中對應MAC地址的最多條數(shù)可以定義1到132缺省為132wg_sw_a(config)#interfacee0/4wg_sw_a(config-if)#portsecuremax-mac-count1portsecure[max-mac-countcount]配置端口安全性配置端口安全性wg_sw_a#showmac-address-tablesecuritywg_sw_a#showmac-address-tablesecurityActionuponaddressviolation:SuspendInterfaceAddressingSecurityAddressTableSize------------------------------------------------------------------------------------Ethernet0/1Disabled N/AEthernet0/2Disabled N/AEthernet0/3Disabled N/AEthernet0/4Enabled 1Ethernet0/5Disabled N/AEthernet0/6Disabled N/AEthernet0/7Disabled N/AEthernet0/8Disabled N/AEthernet0/9Disabled N/AEthernet0/10Disabled N/AEthernet0/11Disabled N/AEthernet0/12Disabled N/Awg_sw_a#showmac-address-tablesecuritywg_sw_a(config)#address-violation{suspend|disable|ignore}wg_sw_a#showmac-address-tablesecurityActionuponaddressviolation:SuspendInterfaceAddressingSecurityAddressTableSize------------------------------------------------------------------------------------Ethernet0/1Disabled N/AEthernet0/2Disabled N/AEthernet0/3Disabled N/AEthernet0/4Enabled 1Ethernet0/5Disabled N/AEthernet0/6Disabled N/AEthernet0/7Disabled N/AEthernet0/8Disabled N/AEthernet0/9Disabled N/AEthernet0/10Disabled N/AEthernet0/11Disabled N/AEthernet0/12Disabled