網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)課件02-交換技術(shù)

第2章交換技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，希望您能夠：理解數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層和LLC子層理解以太網(wǎng)的工作原理和發(fā)展掌握以太網(wǎng)的幀格式掌握交換機(jī)的工作原理了解交換機(jī)的結(jié)構(gòu)掌握初始配置交換機(jī)的方法本章內(nèi)容數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層和LLC子層以太網(wǎng)交換基礎(chǔ)啟動交換機(jī)課程議題數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層和LLC子層數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層和LLC子層為了降低局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的復(fù)雜度，將其分成兩個子層：邏輯鏈路控制（MAC）子層媒體訪問控制（LLC）子層媒體訪問控制子層制定如何使用傳輸媒體的通信協(xié)議，主要功能有：數(shù)據(jù)幀的封裝和解封裝，包括尋址和錯誤檢測介質(zhì)的管理，包含介質(zhì)分配（避免碰撞）和競爭裁決（碰撞處理）設(shè)置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件地址，用以識別物理設(shè)備IEEE802標(biāo)準(zhǔn)中為MAC地址MAC地址的結(jié)構(gòu)由48位二進(jìn)制數(shù)組成，通常表示為12個16進(jìn)制數(shù)前24位是廠商識別碼，后24位是節(jié)點標(biāo)識符分為三類：單播：第1個字節(jié)的最低位為0，可作為目的地址和源地址組播：第1個字節(jié)的最低位為1，僅能作為目的地址廣播：48位全部為1邏輯鏈路控制子層控制信號交換和數(shù)據(jù)流量，解釋上層通信協(xié)議傳來的命令并且產(chǎn)生響應(yīng)克服數(shù)據(jù)在傳送的過程中可能發(fā)生的種種問題對上層可以提供面向連接或者無連接的服務(wù)IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)中只制定了一種LLC子層標(biāo)準(zhǔn)，屏蔽不同MAC子層之間的差異本章內(nèi)容數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層和LLC子層以太網(wǎng)交換基礎(chǔ)啟動交換機(jī)課程議題以太網(wǎng)以太網(wǎng)概述20世紀(jì)70年代產(chǎn)生于施樂公司最初的以太網(wǎng)使用粗同軸電纜為傳輸介質(zhì)，為共享式以太網(wǎng)，會產(chǎn)生沖突利用CSMA/CD算法解決共享信道內(nèi)的信道爭用問題1978年，DEC公司、Intel公司和Xerox擬定了一個針對10Mbps以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，成為DIX標(biāo)準(zhǔn)1983年，DIX標(biāo)準(zhǔn)演變成IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，百兆、千兆、萬兆的標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺共享信道內(nèi)的沖突問題沖突任意時刻信道只能傳輸一路數(shù)據(jù)每臺主機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)可以被其他所有主機(jī)所接收如果有兩臺主機(jī)同時發(fā)送數(shù)據(jù)，則產(chǎn)生沖突CSMA/CDCSMA/CD：帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDerect）載波偵聽：發(fā)送結(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，必須偵聽傳輸介質(zhì)（信道）是否處于空閑狀態(tài)。多路訪問：具有兩種含義，既表示多個結(jié)點可以同時訪問信道，也表示一個結(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)可以被多個結(jié)點所接收。沖突檢測：發(fā)送結(jié)點在發(fā)出數(shù)據(jù)的同時，還必須監(jiān)聽信道，判斷是否發(fā)生沖突CSMA/CD主機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)前監(jiān)聽信道，如果空閑，則發(fā)送；如果忙，則退避等待如果兩臺主機(jī)同時監(jiān)聽到信道空閑并發(fā)生數(shù)據(jù)，則發(fā)生沖突沖突發(fā)送阻塞信號并退避等待CSMA算法非堅持算法如果傳輸信道是空閑的，則可以立即發(fā)送如果信道是忙的，則等待一個由概率分布決定的隨機(jī)重發(fā)延遲后，再重復(fù)前一步驟1-堅持算法如果傳輸信道空閑的，則可以立即發(fā)送如果信道是忙的，則繼續(xù)監(jiān)聽，直至檢測到信道空閑，然后立即發(fā)送如果有沖突（在一段時間內(nèi)未收到肯定的回復(fù)），則等待一個隨機(jī)時間，重復(fù)步驟前面2步P-堅持算法首先監(jiān)聽總線，如果傳輸信道是空閑的，則以概率P進(jìn)行發(fā)送，而以（1-P）的概率延遲一個時間單位。一個時間單位通常等于最大傳輸時延的2倍。延遲一個時間單位后，再重復(fù)第一步。如果傳輸信道是忙的，則繼續(xù)監(jiān)聽直至信道空閑并重復(fù)第一步。帶沖突檢測的CSMA發(fā)送站點傳輸過程中仍繼續(xù)監(jiān)聽信道，以檢測是否發(fā)生沖突如果發(fā)生沖突，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)一串阻塞信號以通知其他節(jié)點需要最小幀長度的限制，以便沖突能夠被檢測到優(yōu)點：原理簡單，技術(shù)上容易實現(xiàn)，不需集中控制，不提供優(yōu)先級控制缺點：在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增大時，發(fā)送時間增長，發(fā)送效率急劇下降以太網(wǎng)幀格式歷史上出現(xiàn)過多種以太網(wǎng)幀格式1980年，DEC、Intel、Xerox制訂了DIXEthernetI的標(biāo)準(zhǔn)1982年，DEC、Intel、Xerox又制訂了DIXEthernetII的標(biāo)準(zhǔn)1982年，IEEE開始研究Ethernet的國際標(biāo)準(zhǔn)802.3，定義了802.3SAP幀格式1983年，Novell基于IEEE的802.3的原始版開發(fā)了專用的Ethernet幀格式1985年，IEEE推出IEEE802.3規(guī)范，后來為解決EthernetII與802.3幀格式的兼容問題，推出折衷的802.3SNAP格式現(xiàn)在最常見的是：EthernetII、802.3SAP和SNAPEthernetII標(biāo)準(zhǔn)的幀格式類型/長度字段的值大于或等于0x0600時，表示上層數(shù)據(jù)使用的協(xié)議類型，例如0x0806表示ARP請求或應(yīng)答，0x0800表示IP協(xié)議；802.3SAP和SNAP標(biāo)準(zhǔn)的幀結(jié)構(gòu)類型/長度字段的值小于0x0600時，表示以太網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)的長度需要LLC子層的封裝以指明上層協(xié)議類型以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展共享式以太網(wǎng)10BASE510BASE210BASE-T/F交換式以太網(wǎng)10BASE-T/F100BASE-T4/TX/FX1000BASE-T/SX/LX……本章內(nèi)容數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層和LLC子層以太網(wǎng)交換基礎(chǔ)啟動交換機(jī)課程議題交換基礎(chǔ)交換機(jī)工作原理根據(jù)第2層MAC地址，通過一種確定性的方法在端口之間來轉(zhuǎn)發(fā)幀交換機(jī)的三項主要功能：學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)發(fā)/過濾消除環(huán)路MAC地址表：存儲地址到端口的映射關(guān)系的數(shù)據(jù)庫地址學(xué)習(xí)E0:E1:E2:E3:MAC地址表E0E1E2E3主機(jī)A：00-D0-F8-00-11-11主機(jī)B：00-D0-F8-00-22-22主機(jī)C：00-D0-F8-00-33-33主機(jī)D：00-D0-F8-00-44-44初始的MAC地址表為空地址學(xué)習(xí)E0:00-D0-F8-00-11-11E1:E2:E3:MAC地址表E0E1E2E3主機(jī)A：00-D0-F8-00-11-11主機(jī)B：00-D0-F8-00-22-22主機(jī)C：00-D0-F8-00-33-33主機(jī)D：00-D0-F8-00-44-44主機(jī)A發(fā)給主機(jī)C的數(shù)據(jù)幀將被泛洪，同時MAC地址表中增加主機(jī)A和端口E0的映射關(guān)系地址學(xué)習(xí)MAC地址表E0:00-D0-F8-00-11-11E1:E2:00-D0-F8-00-33-33E3:E0E1E2E3主機(jī)A：00-D0-F8-00-11-11主機(jī)B：00-D0-F8-00-22-22主機(jī)C：00-D0-F8-00-33-33主機(jī)D：00-D0-F8-00-44-44主機(jī)C回復(fù)后，它的MAC地址和端口E2的映射關(guān)系也將被寫入MAC地址表地址學(xué)習(xí)MAC地址表E0:00-D0-F8-00-11-11E1:

00-D0-F8-00-22-22E2:00-D0-F8-00-33-33E3:00-D0-F8-00-44-44E0E1E2E3主機(jī)A：00-D0-F8-00-11-11主機(jī)B：00-D0-F8-00-22-22主機(jī)C：00-D0-F8-00-33-33主機(jī)D：00-D0-F8-00-44-44隨著這個過程不斷重復(fù)，最終建立起完整的MAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)/過濾E0:00-D0-F8-00-11-11E1:

00-D0-F8-00-22-22E2:00-D0-F8-00-33-33E3:00-D0-F8-00-44-44MAC地址表E0E1E2E3主機(jī)A：00-D0-F8-00-11-11主機(jī)B：00-D0-F8-00-22-22主機(jī)C：00-D0-F8-00-33-33主機(jī)D：00-D0-F8-00-44-44單播幀依據(jù)MAC地址表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)/過濾轉(zhuǎn)發(fā)/過濾E0:00-D0-F8-00-11-11E0:00-D0-F8-00-55-55E1:

00-D0-F8-00-22-22E2:00-D0-F8-00-33-33E3:00-D0-F8-00-44-44MAC地址表E0E1E2E3主機(jī)E：00-D0-F8-00-55-55主機(jī)B：00-D0-F8-00-22-22主機(jī)C：00-D0-F8-00-33-33主機(jī)D：00-D0-F8-00-44-44主機(jī)A：00-D0-F8-00-11-11如果一個端口上連接多臺主機(jī)，依然能夠進(jìn)行過濾幀轉(zhuǎn)發(fā)方式直通轉(zhuǎn)發(fā)：交換機(jī)收到幀頭（通常只檢查14個字節(jié)）后立刻察看目的MAC地址并進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)幀轉(zhuǎn)發(fā)方式存儲轉(zhuǎn)發(fā)：接收完整的幀，執(zhí)行完校驗后，轉(zhuǎn)發(fā)正確的幀而丟棄錯誤的幀幀轉(zhuǎn)發(fā)方式無碎片直通轉(zhuǎn)發(fā)：交換機(jī)讀取前64個字節(jié)后開始轉(zhuǎn)發(fā)64B本章內(nèi)容數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層和LLC子層以太網(wǎng)交換基礎(chǔ)啟動交換機(jī)課程議題啟動交換機(jī)交換機(jī)的端口和指示燈銳捷RG-S2126G系列增強(qiáng)型安全智能多層交換機(jī)交換端口Console口端口指示燈電源指示燈交換機(jī)的訪問方式通過帶外方式對交換機(jī)進(jìn)行管理通過Telnet對交換機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理通過Web對交換機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理通過SNMP管理工作站對交換機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理通過帶外方式管理交換機(jī)通過交換機(jī)的Console口，使用超級終端工具通過Console線纜連接主機(jī)的Com端口通過Telnet方式管理交換機(jī)交換機(jī)必須已經(jīng)配置了管理IP地址、密碼等，并開啟Telnet可以使用Windows自帶的Telnet連接工具登錄后界面和Console口連接是一致通過WEB方式管理交換機(jī)交換機(jī)必須已經(jīng)配置了管理IP地址、密碼等，并開啟HTTP可以使用瀏覽器進(jìn)行訪問登錄后的界面通過SNMP方式管理交換機(jī)交換機(jī)必須已經(jīng)配置了管理IP地址等，并設(shè)置了SNMP需要網(wǎng)絡(luò)管理軟件配合使用使用命令行界面命令模式：銳捷設(shè)備管理界面分成若干不同的模式，用戶當(dāng)前所處的命令模式?jīng)Q定了可以使用的命令用戶模式特權(quán)模式配置模式開機(jī)自動進(jìn)入：Switch>Switch>enableSwitch#全局模式：Switch#configureterminal

Switch(config)#VLAN模式：Switch(config)#vlan10

Switch(config-vlan)#接口模式：Switch(config)#interfacefastethernet0/0

Switch(config-if)#獲得幫助“？”鍵：列出每個命令模式支持的命令，列出該命令的下一個關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵字命令？：列出該關(guān)鍵字關(guān)聯(lián)的下一個變量命令字符串+？：獲得相同開頭字母的命令關(guān)鍵字字符串<Tab>鍵：自動補(bǔ)齊剩余命令單詞Help：獲得幫助系統(tǒng)的摘要描述信息Switch#?Switch#show？Switch(config)#snmp-servercommunity?WORDSNMPcommunitystring

Switch#di?dirdisable

Switch#showconf<Tab>Switch#showconfiguration

簡寫命令只需輸入命令關(guān)鍵字的一部分字符，只要這部分字符足夠識別唯一的命令關(guān)鍵字即可Switch#showrunSwitch#showaccess%Ambiguouscommand:"showaccess"命令的no和default選項no選項：禁止某個特性或功能執(zhí)行與命令本身相反的操作default選項：將命令的設(shè)置恢復(fù)為缺省值Switch#configureterminalSwitch(config)#interfacegigabitEthernet0/4Switch(config-if)#shutdown！使用shutdown命令關(guān)閉接口Switch(config-if)#noshutdown！使用noshutdown命令打開接口命令行界面的提示信息%Ambiguouscommand:"showc“用戶沒有輸入足夠的字符，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無法識別唯一的命令。%Incompletecommand.用戶沒有輸入該命令的必需的關(guān)鍵字或者變量參數(shù)。%Invalidinputdetectedat‘^’marker.用戶輸入命令錯誤，符號（^）指明了產(chǎn)生錯誤的單詞的位置。使用歷史命令Ctrl-P或上方向鍵在歷史命令表中瀏覽前一條命令從最近的一條記錄開始，重復(fù)使用該操作可以查詢更早的記錄Ctrl-N或下方向鍵在使用了Ctrl-P或上方向鍵操作之后，使用該操作在歷史命令表中回到更近的一條命令重復(fù)使用該操作可以查詢更近的記錄交換機(jī)文件系統(tǒng)的管理復(fù)制文件將文件復(fù)制到指定的目錄中Switcht#copyflash:filenameflash:directoryname

復(fù)制文件到指定的文件中Switcht#copyflash:filenamesourdirectoryname

移動文件將名字為old_filename文件命名成名字為new_filename的文件Switcht#renameflash:old_filenameflash:new_filename

交換機(jī)文件系統(tǒng)的管理刪除文件刪除指定的文件Switcht#deletefilename

查看配置文件查看指定的文件Switcht#moreconfig.text

查看RAM里當(dāng)前生效的配置信息Switcht#showrunning-config

查看保存在flash里面的配置文件Switcht#showstartup-config

交換機(jī)的初始配置選擇使用對話方式還是手工方式配置Continuewithconfigurationdialog?[yes/no]:yWouldyouliketoassignaipaddress?[yes/no]:或者：Continuewithconfigurationdialog?[yes/no]:nSwitch>使用對話方式進(jìn)行初始配置按系統(tǒng)的提示，逐步回答問題進(jìn)行配置Continuewithconfigurationdialog?[yes/no]:yWouldyouliketoassignaipaddress?[yes/no]:yEnterIP

address:EnterIP

netmask:Wouldyouliketoenteradefaultgatewayaddress?[yes/no]:nEnterhostname[Switch]:TestSwitch-2126Theenablesecretisaone-waycryptographicsecretuseinsteadoftheenablepasswordwhenitexists.