静态网站系统,自己如何做企业网站,品牌型网站的设计,北京到广州快递要几天第六章 交换机及其配置
1. 交换机基础
1.1 基本概念
局域网交换机是一种基于 MAC 地址识别#xff0c;完成转发数据帧功能的一种网络连接设备。
工作在数据链路层#xff0c;根据进入端口数据帧中的 MAC 地址进行数据帧的过滤、转发#xff08;也是交换机的工作原理完成转发数据帧功能的一种网络连接设备。
工作在数据链路层根据进入端口数据帧中的 MAC 地址进行数据帧的过滤、转发也是交换机的工作原理。
交换机作为汇聚中心能将多台数据终端设备连接在一起构成星状结构的网络。
1.2 基本功能 建立和维护一个表示 MAC 地址与交换机端口对应关系的交换表。 在发送节点和接收节点之间建立一条虚连接**。 【即发送方所连接的交换机端口源端口到接收方所连的交换机端口目的端口之间建立虚连接】 完成数据帧的转发或过滤。** 交换机允许多对站点并发通信。**
2. 交换表
小型交换机的交换表35 系列交换机通过在超级用户模式下使用“show mac-address-table”命令查看。 大型交换机的交换表40/65 系列交换机通过在超级用户模式下使用“show cam dynamic”命令查看。 3. 交换机的交换模式
交换机的交换方式有静态交换和动态交换两种。
静态交换是由人工来完成端口之间传输通道的建立。
动态交换方式中依据目的 MAC 地址查询交换表根据表中给出的输出端口来临时建立传输通道这个传输通 道在一个数据帧传送完成后自动断开。
交换机最常采用的交换方式是动态交换方式。动态交换模式主要有存储转发和直通两种模式。而直通模式又有 快速转发交换和碎片丢弃交换两种方式。
归纳起来交换机主要有快速转发、碎片丢弃和存储转发三种交换模式。
1快速转发交换模式
快速转发交换模式也称作直通交换模式它是在交换机接收了帧的前 14 个字节即接收到帧中 6 个字节的 目的地址后便立即转发数据帧。该交换模式会在整个数据帧到之前就开始转发。
优点在于端口交换时间短、时延小交换速度快
缺点是不能进行检错纠错、速度匹配和流量控制可靠性较差。因此它适合于小型交换机。
2碎片丢弃交换模式
碎片丢弃交换模式也称为无分段交换模式。这种交换模式是在开始转发数据帧前先过滤掉造成大部分数据报 错误的冲突片。采用这种交换模式的交换机在转发数据时先检查数据包的长度是否够 64 字节。如果帧的长度小于 64则被 视为碎片交换机直接丢弃而任何大于 64 字节的数据帧都被交换机视为有效帧进行转发
碎片丢弃交换模式的优点是过滤掉了冲突碎片提高了网络传速的效率和带宽的利用率。
3存储转发交换模式
存储转发交换模式将接收到的整个数据帧保存在缓冲区中然后进行循环冗余码校验检查在对错误数据帧进 行处理后才取出数据帧的目的地址进行转发操作。
存储转发交换模式的不足之处在于其进行数据处理的延时大、交换速度相对较慢。但是它可以对数据帧进行链 路差错检验可靠性较高能有效地址改善网络性能同时它可以支持不同速率的端口保持高速端口与低速端口 之间的协同工作。
4. 虚拟局域网技术
4.1 VLAN 的基本概念
虚拟网 VLAN 是以交换式网络位基础把用户的终端设备划分为若干个逻辑工作组每个逻辑工作组就是一个VLAN。
4.2 VLAN 的特征
VLAN 工作在数据链路层即 OSI 参考模型的第二层。
VLAN 可隔离广播信息每个 VLAN 为一个广播域VLAN 中的广播信息只能发送给这个 VLAN 内部的成员并 不发送给其他 VLAN 成员。
一个 VLAN 就是一个独立的逻辑网络每个 VLAN 都具有唯一的子网号。不同 VLAN 中的主机之间必须通过路 由器或者三层交换机才能实现相互通信。VLAN之间不可以直接通信
4.3 VLAN 的标识
VLAN 通常用 **VLAN IDVlan 号**和 **VLAN nameVlan 名**标识。
IEEE 802.1Q 协议规定VLAN ID 用 12 位bit表示可以支持 4096 个 VLAN。
其中 1~1005 是标准范围1006~1024 为保留范围1025~4096 是扩展范围但并不是所有交换机都能支持4096 个 VLAN。
一部分交换机只支持标准范围 1~1005其中能用于以太网Ethernet的 VLAN ID 为 1~1000而 1002~1005 为 FDDI 和令牌环网使用的 VLAN ID。
**补充**VLAN 1 是默认的管理VLAN一般情况下它用于交换机的管理功能所以一般VLAN ID从2开始 。
VLAN name 用 32 个字符表示可以是字母和数字。
若创建一个 VLAN 时没有给定名字则系统按默认方式自动给出命名默认为 VLAN00 XXX“XXX”即为 该 VLAN 的 VLAN ID如 VLAN ID 为 111其默认的 VLAN 名为 VLAN 00111。
划分 VLAN 的方法 基于端口划分 基于 MAC 地址划分 基于第三层协议划分。
5. 交换机配置
5.1 配置交换机的系统信息
交换机的基本配置一般都是通过使用控制 Console 端口配置方式完成配置的主要内容有配置交换机的主机名、超级用户口令、设备管理地址和远程登录口令。
关于交换机配置命令语句主要以 Cisco IOS 35 系列和 Catalyst OS 65 系列两种交换机操作系统来讲解。
那么常考的配置命令语句有设置系统时间、配置设备管理 IP 地址。
1设置系统时间
Cisco IOS 系统35 系列
命令格式clock set hh时mm分ss秒 day日 month月 year年
设置系统时间为 2018 年 8 月 28 日 12 时星期三的命令如下
Switch-3528-TEST # clock set 12:00:00 28 August 2018
Switch-3528-TEST #
Catalyst OS65 系列
命令格式set time [day_of_week] [mm/dd/yy] [hh:mm:ss] 月/日/年 时分秒
设置系统时间为 2018 年 8 月 28 日 12 时星期三的命令如下
Switch-6509-TEST #(enable) set time Wed 8/28/2018 12:00:00
Switch-6509-TEST #
2配置设备管理地址IP 地址与缺省路由
Cisco IOS 系统35 系列
配置 IP 地址命令语句ip address 地址 子网掩码
配置缺省路由命令语句ip default-gateway 缺省路由 IP 地址子网内第一个可用IP地址
**备注**VLAN1用于设备管理的缺省VLAN ;
Catalyst OS65 系列
配置 IP 地址命令语句 set interface sc0 地址 子网掩码直接广播地址
配置缺省路由命令语句 set route 0.0.0.0 缺省路由 IP 地址子网内第一个可用IP地址
5.2 交换机端口配置
1Cisco IOS 系统35 系列
① 配置交换机的端口描述信息。
步骤一进入端口配置模式。
Switch-3528-TEST(config) # interface f0/1端口号
eg在同时配置两个交换机的时候若一个端口号是g5/1另一个端口号是g5/12在配置的时候直接写成Switch-3528-TEST(config) # interface g5/1-12即可。
Switch-3528-TEST(config-if) #
步骤二配置端口描述信息。
Switch-3528-TEST(config-if) #description To-Webserver
Switch-3528-TEST(config-if) #
② 配置交换机端口的关闭与开启。
步骤一进入端口配置模式。
Switch-3528-TEST(config) # interface fastethernet0/1
Switch-3528-TEST(config-if) #
步骤二关闭或开启端口。
Switch-3528-TEST(config-if) # shutdown关闭端口
Switch-3528-TEST(config-if) #no shutdown开启端口使端口处于工作状态
③ 配置交换机端口的通信方式。
Switch-3528-TEST(config-if) #duplex auto设置为自动协商自适应默认为此种方式
Switch-3528-TEST(config-if) # duplex full设置为全双工
Switch-3528-TEST(config-if) # duplex half设置为半双工
④ 配置端口的传输速率。
Switch-3528-TEST(config-if) # auto设置端口为自动速率配置
Switch-3528-TEST(config-if) # speed 10设置端口速率为 10Mbit/s
Switch-3528-TEST(config-if) #speed 100设置端口速率为 100Mbit/s
2Catalyst OS65 系列
① 配置交换机的端口描述信息。
命令格式set port namemod/portname 其中name 为端口描述字符数一般不超过 240 个。
Switch-6509-TEST(enable) # set port name 0/1 to-Webserver
Switch-6509-TEST(enable)
② 配置交换机端口的关闭与开启
命令格式set port disable mod/port 关闭端口
set port enable mod/port 打开端口
Switch-6509-TEST(enable)set port disable 0/1关闭 0/1 号端口
Switch-6509-TEST(enable)set port enable 0/1打开 0/1‘/’[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ 号端口
③ 配置端口的通信方式。
命令格式set port duplex full设置全双工
set port duplex half设置为半双工
Switch-6509-TEST(enable)set port duplex 0/1 full0/1 端口设置为全双工
Switch-6509-TEST(enable)set port duplex 0/1 half 0/1 到 0/24 端口设置为半双工
④ 配置端口的传输速率。
命令格式set port speed auto自适应
set port speed 速率 101001000
Switch-6509-TEST(enable)set port speed 0/1 auto 设置端口的速率为自适应
Switch-6509-TEST(enable)set port speed 0/1-24 10设置端口 0/1 到 0/24 的速率为10Mbps
6. 交换机 VLAN 配置
6.1 VLAN 的建立和删除
1Cisco IOS 系统35 系列
① 建立 VLAN。
命令格式vlanvlan_ID namevlan_name
Switch-3528-TEST # vlan data
Switch-3528-TEST(vlan) # vlan 100 name vlanwork
② 删除 VLAN。
Switch-3528-TEST(vlan) # no vlan vlan_ID
修改 VLAN 与建立 VLAN 步骤完全相同
Switch-3528-TEST(vlan) # vlan 100 name vlanwork
Switch-3528-TEST(vlan) # vlan 100 name vlangroup
2Catalyst OS65 系列
① 建立 VLAN。
命令格式set vlan vlan_ID name vlan_name
Switch-6509-TEST(enable)set vlan 100 name vlan 100建立 VLAN 100名称为 vlan 100
② 删除 VLAN。
Switch-6509-TEST(vlan)# clear vlan 100删除 vlan100
修改 VLAN 与建立 VLAN 步骤完全相同
Switch-6509-TEST(enable) set vlan 100 name vlan 100
Switch-6509-TEST(enable) set vlan 100 name vlan 1000
6.2 为交换机端口分配 VLAN
1Cisco IOS 系统35 系列
步骤一进入端口配置模式。
Switch-3528-TEST # configure terminal Switch-3528-TEST(config) # int f0/1
Switch-3528-TEST(config-if) #
步骤二为端口分配 VLAN。
命令格式switchport access vlan vlan_ID
Switch-3528-TEST(config-if) # switchport access vlan 100将端口 f0/1 划分到 VLAN 100 中
Switch-3528-TEST(config-if) #
2Catalyst OS65 系列
命令格式set vlanvlan_IDmod/port
Switch-3528-TEST(enable) set vlan 100 0/1将端口 0/1 划分到 VLAN 100 中
Switch-3528-TEST(enable)
6.3 VLAN Trunk 的配置
vlan trunk 的配置任务主要有
设置交换机端口的 vlan trunk 模式、封装 vlan 协议设置允许中继的 vlan。
主要功能利用 vlan trunk 为交换机互联的汇聚链路上所传输的 vlan 数据帧打上标签保证多个 vlan 数据帧的 传输并起到区分作用。
主要协议ISL思科私有协议
IEEE 802.1Qdotlq国际标准协议
1Cisco IOS 系统35 系列
步骤一进入交换机端口配置模式。
Switch-3528-TEST # configure terminal
Switch-3528-TEST(config) # int f0/24
Switch-3528-TEST(config-if) #
步骤二配置 VLAN Trunk 模式
Switch-3528-TEST(config-if) # switchport mode trunk
Switch-3528-TEST(config-if) #
步骤三封装 VLAN 协议。
Switch-3528-TEST(config-if) #switchport trunk encapsulation dotlq配置 VLAN Trunk 的封装模式为 802.1q
Switch-3528-TEST(config-if) # switchport trunk encapsulation isl封装 ISL 协议
Switch-3528-TEST(config-if) # switchport trunk encapsulation negotiate P自动协商
步骤四设置允许中继的 VLAN。
Switch-3528-TEST(config-if) # switchport trunk allowed vlan 1,10允许 VLAN 1 和 10 通过此 Trunk 通路
Switch-3528-TEST(config-if) # switchport trunk allowed vlan 1-10允许 VLAN 1-10 通过此 Trunk 通路
Switch-3528-TEST(config-if) # switchport trunk allowed vlan except 11-20阻止 VLAN 11-20 通过此 Trunk 通 路
2Catalyst OS65 系列
步骤一配置 VLAN Trunk 模式封装 VLAN 协议。
命令格式set trunkmod/portmodetype
Switch-6509-TEST(enable) set trunk 1/24 on dotlq配置 VLAN Trunk 模式封装 VLAN 协议
Port(s) 1/24 trunk mode set to on
步骤二设置允许或删除中继的 VLAN。
命令格式set trunkmod/port vlanvlan id
Switch-6509-TEST(enable) set trunk 1/24 vlan 11-20在端口 1/24 的允许 VLAN 列表中添加 11~20 号 vlan
命令格式clear trunkmod/port vlan
Switch-6509-TEST(enable) clear trunk 1/24 vlan 13-15在端口 1/24 的允许 VLAN 删除 13~15 号 vlan
7. 交换机 VTP 配置
7.1 VTP 的基本概念
VTP 是 VLAN 中继协议也被称为 VALN 干道协议。
它是一个 OSI 参考模型第二层的通信协议主要用于管理在同一个域的网络范围内 VLANs 的建立、删除和重 命名。
配置 VTP 的任务主要有两个一是建立 VTP 域二是设置 VTP 的工作模式
注意同一个域的所有交换机必须运行相同版本的 VTP并具有相同的域名
VTP Server一般一个 VTP 域内的整个网络只设一个 VTP Server它维护该 VTP 域中所有 VLAN 信息列表可以建立、删除或修改 VLAN。
VTP Client也维护所有 VLAN 信息列表但是它的 VLAN 信息是从 VTP Server 学习到的并且不具有建立、 删除或修改 VLAN 的功能。
VTP Transparent相当于一个独立的交换机它不参与 VTP 工作不从 VTP Server 学习 VLAN 的配置信息而 只拥有本设备上自己的 VLAN 信息因此它也只能建立、删除和修改本机上的 VLAN 信息。
6.7.2 VTP 的配置
1Cisco IOS 系统35 系列 配置 VTP 域名 Switch-3528-TEST # configure terminal进入工作模式 Switch-3528-TEST (config)# vtp domin nixixueba 设置 VTP 域名为 nixixueba同一个域的所有交换机必须设置相同的域名同时 VTP 协议的版本号必须一 致 配置 VTP 工作模式 Switch-3528-TEST(config)# vtp mode server设置 VTP Server 模式默认值 Switch-3528-TEST(config)# vtp mode client设置为 VTP Clinet 模式 Switch-3528-TEST(config)# vtp mode transparent设置为 VTP Transparent 模式 Switch-3528-TEST(config)#
2Catalyst OS65 系列 配置 VTP 域名。 Switch-6509-TEST(enable) set vtp domain nixixueba 设置 VTP 域名为 nixixueba 配置 VTP 工作模式。 Switch-6509-TEST(enable) set vtp mode server设置为 VTP Client 模式 Switch-6509-TEST(enable) set vtp mode client设置为 VTP Clinet 模式 Switch-6509-TEST(enable) set vtp mode transparent 设置为 VTP Transparent 模式
8. 生成树协议 STP
8.1 STP 的基本概念
生成树协议STP是一个二层链路管理协议。它主要功能是在保证网络中没有回路的。基础上允许在第二层链路中提供冗余路径以保证网络可靠、稳定地运行。
IEEE 802.1D 是最早的 STP 的标准它提供了动态冗余切换机制是目前最为流行、应用广法的 STP 标准。
STP运行在交换机和网桥设备上通过计算建立一个稳定的树状结构网络来避免网络中回路的产生。
8.2 网桥
STP 的工作过程为通过在交换机之间传递网桥协议数据单元BPDU并**运用生成树算法STA**对其进行比 较计算。
1首先进行根网桥选择根网桥为整个生成树拓扑结构的核心所有数据传输均通过根网桥。
2然后确定交换机冗余链路端口的工作状态让一些端口进入阻塞工作模式另一些端口进入转发工作模 式。
3其中设置为阻塞模式的端口不能进行数据流的转发和接收但仍作为一个激活的端口可进行 BPDU 的 接收和读取。
8.3 BPDU 相关内容
BPDU 中携带了实现生成树算法的有关信息包括Root ID、Root Path Cost、Bridge ID、Port ID、Hello time、Max Age。
BPDU 数据包有两种类型一种是包含配置信息的配置 BPDU不超过 35 个字节另一个是包含拓扑变化信息的拓扑变化通知 BPDU不超过 4 个字节。
在配置 BPDU 包的 Bridge ID 信息是选取根网桥或根交换机的主要依据。
一般情况下Bridge ID 值最小的成为根网桥或根交换机。
Bridge ID 用 8 个字节标识后 6 个字节为交换机的 MAC 地址前 2 个字节为优先级值。
桥优先级2 个字节桥 MAC 地址6 个字节
优先级值越小优先级越高根网桥或根交换机。
优先级取值范围为 0~61440增值量为 4096交换机的优先级一般默认为 32768可以使用命令人工配置。
一台交换机的优先级设置为 8189优先级高级其他交换机会成为根交换机
选择根网桥时优先级相同会根据 MAC 地址的值决定根网桥MAC 的值最小的为根网桥
默认情况下交换机每 2 秒定时发送一次 BPDU当检测到网络拓扑变化或故障发生时也会发生新的 BPDU 以及时进行生成树的更新
9. 生成树 STP 配置
9.1 配置 STP 优先级
1Cisco IOS 系统35 系列
命令格式spanning-tree vlanvlanspriority0-61440
Switch-3528-TEST(config)# spanning-tree vlan 3 priority 8192
Switch-3528-TEST(config)#
2Catalyst OS65 系列
命令格式set spantree priority0-61440
Switch-6509-TEST(enable)set spantree priority 8192
Switch-6509-TEST(ebable)
9.2 配置生成树可选功能
1BackboneFast 配置 BackboneFast 的功能就是当间接链路骨干链路失效阻塞端口不需要等待生成树最大存活时间。而是直接将端口由侦听和学习状态转换为转发状态 ① Cisco IOS 系统35 系列
命令格式
spanning-tree BackboneFast开启生成树的 BackboneFast 功能
Switch-3528-TEST(config)# spanning-tree backbonefast允许 BackboneFast 功能
② Catalyst OS65 系列
命令格式
set spantree backbonefast enable开启生成树的 BackboneFast 功能
set spantree backbonefast disable关闭生成树的 BackboneFast 功能
2UplinkFast 配置
UplinkFast 的功能是当生成树拓扑结构发生变化和在使用上连链路组的冗余链路之间完成负载平衡时直接链路上连链路失效时阻塞端口直接跳过侦听和学习变成转发状态提供快速收敛。 ① Cisco IOS 系统35 系列
命令格式spanning-tree uplinkfast
spanning-tree uplinkfast max-update-rate 0~32000
其中max-update-rate 的值在 0~32000 之间单位是 packet/s每秒更新的包数。
② Catalyst OS65 系列
命令格式set spantree uplinkfast enable
set spantree uplinkfast enable rate
其中的默认值是 15packets/100ms单位是 packet/ms。
3PortFast 配置
PortFast 用于在接入层交换机端口上跳过正常的生成树操作加快终端工作站接入到网络中的速度。它的功能 是使交换机的端口跳过侦听和学习状态。直接从阻塞状态进入到转发状态
1Cisco IOS 系统35 系列
命令格式spanning-tree portfast default
Switch-3528-TEST # configure terminal
Switch-3528-TEST (config)# spanning-tree portfast default 2Catalyst OS65 系列
命令格式set spantree portfast mod/port enable打开 portfast
set spantree portfast disable关闭 portfast
set spantree portfast default默认启用 portfast
4BPDU Filter 配置
BPDU Filtering 会使交换机在指定的端口上停止发送 BPDUs对于进入这个端口的 BPDUs 也不做任何处理同时立刻将端口状态转换为转发状态
① Cisco IOS 系统35 系列
命令格式spanning-tree portfast bpdufilter default
Switch-3528-TEST(config)#spanning-tree portfast bpdufilter default
② Catalyst OS65 系列。
命令格式
set spantree portfast bpdu-filter enable对所有端口启用 bpdu-filter
set spantree portfast bpdu-filter disable关闭 bpdu-filter
set spantree portfast bpdu-filter mod/port enable打开 bpdu-filter
set spantree portfast bpdu-filter disable关闭 bpdu-filter
set spantree portfast bpdu-filter default设置为缺省
