交换式网络及交换机基本配置

1.2.3 分层网络中交换机的功能
▪ 接入层交换机支持将终端节点设备连接到网络。
1.2.3 分层网络中交换机的功能
▪ 分布层交换机在网络中扮演着非常重要的角色。它们 收集所有接入层交换机发来的数据并将其转发到核心 层交换机。
1.2.3 分层网络中交换机的功能
▪ 核心层是网络的高速主干，需要能够转发非常庞大 的流量。
▪ 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
▪ 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
▪ 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
▪ 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
▪ 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
- 使用更高层的设备也可能增加网络延时。
当第3层设备（例如路由器）需要检查帧中包含的第 3 层寻 址信息时，它必须比第 2 层设备更深入地读取帧，这将造成 处理时间更长。.
适当使用第3层设备有助于防止大型广播域中的广播流量争用 资源或者大型冲突域中的高冲突率。.
2.1.3 LAN 设计考虑因素
▪ 消除瓶颈
▪ 路由器
- 建立与远程网络和设备的远程访问连接。 - 专用路由器在支持WAN接口卡 (WIC)方面更加灵活，这使得它 成为用于连接 WAN的首选设备，而且有时是唯一的选择。
2.2.4 第2层交换和第3层交换
▪ 第3层交换机不能完全取代网络中的路由器。路由器不仅 可以执行第3层交换机无法完成的其它第3层服务，还能 够执行第3层交换机所无法实现的一些数据包转发任务， 例如建立与远程网络和设备的远程访问连接。
- 步骤 2：终端仿真器应用程序（如 HyperTerminal）正在运行 且配置正确。
2.3.5 准备配置交换机
▪ Catalyst交换机的初始启动需要完成以下步骤：
- 步骤 3：在控制台上查看启动过程
2.3.6 基本交换机配置
▪ 管理接口注意事项
- 要使用 TCP/IP 来远程管理交换机，就需要为交换机分配 IP 地址。
▪ Cisco交换机针对外形因素、性能、PoE和第3层支持功 能进行了特别的设计，能够满足分层网络设计的各层需 求。
交换机的基本概念和配置
目标
▪ 总结IEEE802.3标准中针对100/1000 Mbps LAN定义的 以太网运作原理
▪ 说明使交换机在LAN中转发以太网帧的功能 ▪ 配置一台交换机，使其在支持语音、视频和数据传输的
网络中正常工作 ▪ 配置交换机的基本安全性，该交换机将在支持语音、视
频和数据传输的网络中工作
内容索引
▪ 2.1 Ethernet/802.3 LAN简介 ▪ 2.2 使用交换机转发帧 ▪ 2.3 交换机管理配置 ▪ 2.4 配置交换机安全性
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
▪ 交换LAN 网络中的通信以三种方式进行：单播、广播和 组播：
2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素
▪ 每个路由器缩小了LAN上广播域的规模
2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素
▪ 每个交换机将LAN上的冲突域规模缩小为单条链路。
2.1.3 LAN 设计考虑因素
▪ 控制网络延时
- 在设计网络以减少延时时，需要考虑网络上每一台设备所引起 的延时。
2.2.1 交换机转发方法
▪ 存储转发交换
2.2.1 交换机转发方法
▪ 存储转发交换
2.2.1 交换机转发方法
▪ 存储转发交换
2.2.1 交换机转发方法
▪ 直通交换
2.2.1 交换机转发方法
▪ 直通交换
2.2.1 交.2 对称交换和非对称交换
▪ 根据带宽分配给交换机端口的方式，LAN交换机可分为 对称或非对称两类。
▪ 网络直径----网络直径是指数据包到达目的地之前必须穿 过的设备数量。
1.1.2 分层网络设计的原则
▪ 带宽聚合----通过将两台交换机之间的多条并行链路合并 为一条逻辑链路来实现带宽聚合。
1.1.2 分层网络设计的原则
▪ 冗余链路----现代网络在分层网络的各层之间使用冗余链 路来确保网络的可用性。
- 交换机通常用于将大型LAN 分割成很多更小的网段。虽然LAN 交换机缩小了冲突域的规模，但是连接到交换机的所有主机仍都 处于同一个广播域中。
- 用路由器创建更多、更小的广播域将减少广播流量，并为单播 通信提供更多可用带宽。每个路由器接口都连接到单独的网络， 广播流量的范围仅限于发出该广播的LAN网段内。
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
▪ 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
▪ 当前以太网帧标准，即修订后的IEEE 802.3 (Ethernet) 的结构
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
2.3.1切换命令行界面模式
▪ Cisco IOS软件的命令模式结构采用分层的命令结构。每 一种命令模式支持与设备中某一类型的操作关联的特定 Cisco IOS命令。
2.3.2 使用帮助
▪ Cisco IOS CLI提供了两种类型的帮助：
- 词语帮助 - 命令语法帮助
2.3.2 使用帮助
▪ 控制台错误消息
1.1.1 分层网络模型
▪ 分布层先汇聚接入层交换机发送的数据，再将其传输到 核心层，最后发送到最终目的地。
1.1.1 分层网络模型
▪ 分层设计的核心层是网际网络的高速主干。核心层也可 连接到Internet 资源。
1.1.1 分层网络模型
▪ 分层网络设计的优点
1.1.2 分层网络设计的原则
2.3.4 交换机启动顺序
▪ 启动加载器是存储在 NVRAM中的小程序，并且在交换机第 一次开启时运行。
2.3.5 准备配置交换机
▪ Catalyst交换机的初始启动需要完成以下步骤：
- 步骤 1：PC 或终端已连接到控制台端口。
2.3.5 准备配置交换机
▪ Catalyst交换机的初始启动需要完成以下步骤：
第一章 交换式网络及交换机配置 内容索引
▪ 1.1 交换式LAN体系结构 ▪ 1.2 将交换机与指定的LAN功能进行配对
1.1.1 分层网络模型
▪ 分层网络设计需要将网络分成互相分离的层。每层提供 特定的功能，这些功能界定了该层在整个网络中扮演的 角色。
1.1.1 分层网络模型
▪ 接入层的主要目的是提供一种将设备连接到网络并控制 允许网络上的哪些设备进行通信的方法。
2.3交换机基本配置
2.3.1 切换命令行界面模式
▪ 作为一项安全功能，Cisco IOS软件将 EXEC（执行）会 话分成以下访问级别
- 用户执行：只允许用户访问有限量的基本监视命令。用户执行 模式是在从 CLI 登录到 Cisco 交换机后所进入的默认模式。用户 执行模式由 > 提示符标识。 - 特权执行：允许用户访问所有设备命令，如用于配置和管理的 命令，特权执行模式可采用口令加以保护，使得只有获得授权的 用户才能访问设备。特权执行模式由 # 提示符标识。
▪ Ethernet MAC address
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
▪ 用于以太网通信的双工设置有两种：半双工和全双工.
2.1.1 Ethernet/802.3网络的关键要素
▪ MAC寻址和交换机MAC地址表
2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素
-当输入了不正确的命令时，控制台错误消息有助于确定问题。
2.3.3 访问命令历史记录
▪ Cisco CLI提供已输入命令的历史记录。对于命令历史记录 功能，可以完成以下任务：
-显示命令缓冲区的内容。 -设置命令历史记录缓冲区大小。. -重新调用存储在历史记录缓冲区中的先前输入的命令。每一种配置 模式都有相应的缓冲区。
1.2.4 适合中小型企业的交换机
▪ 识别在中小型企业中使用的Cisco交换机应用
总结
▪ 分层设计模型提高网络的性能、可扩展性、易于管理性 和易于维护性。
▪ 通过为要合并到现有数据网络中的语音和视频数据提供 必要的性能支持，分层网络拓扑有力地推动了网络的融 合。
▪ 可通过执行流量、用户群、数据存储和服务器的位置， 以及拓扑图分析来帮助定位网络瓶颈。随后可以解决该 瓶颈来提高网络性能和准确制定满足网络性能需求的合 理硬件需求。
▪ 第3层交换机不仅使用第2层MAC地址信息来作出转发决 策，而且还可以使用IP地址信息。
▪ 第3层交换机还能够执行第3层路由功能，从而省去了 LAN上对专用路由器的需要。
2.2.4 第2层交换和第3层交换
▪ 第3层交换机
- 第 3 层交换机通过检查以太网数据包中的第 3 层信息来作出转 发决策。 - 第 3 层交换机可以像专用路由器一样在不同的 LAN 网段之间路 由数据包。
▪ 带宽和吞吐量
- 共享以太网络的节点数量将影响网络的吞吐量或效率。
▪ 冲突域
- 冲突域是指发出的帧可能产生冲突的网络区域。 - 所有共享介质环境（例如使用集线器创建的介质环境）都是冲 突域。 - 交换机为每个网段提供专用带宽，因此减少了网段上的冲突， 并提高了网段上的带宽使用率。
2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素
- 网络中的瓶颈是高网络拥塞导致性能下降的位置。
2.2.1 交换机转发方法
▪ 交换机使用下面的两种转发方法之一来进行网络端口间 的数据交换：存储转发交换或直通交换。.
2.2.1 交换机转发方法
▪ 存储转发交换
2.2.1 交换机转发方法
▪ 存储转发交换
2.2.1 交换机转发方法
▪ 存储转发交换
▪ 网络拥塞
- 以下是网络拥塞最常见的原因： 计算机和网络技术的功能日益强大。 网络流量日益增加。 高带宽应用程序。
2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素
▪ 将LAN分割成多个更小部分的主要原因是为了隔离流量 以及使每位用户更好地利用带宽。
▪ 使用路由器和交换机可以将LAN分割成很多更小的冲突 域和广播域。
2.3.6 基本交换机配置
▪ 配置管理接口
- 要在交换机的管理 VLAN 上配置 IP 地址和子网掩码，您必 须处在 VLAN 接口配置模式下。
▪ 广播域
- 交换机收到广播帧时，它将该帧转发到自己的每一个端口。（ 接收该广播帧的传入端口除外）。
2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素
▪ 网络延时
- 延时是一个帧或一个数据包从源工作站到达最终目的地所用的 时间。延时有至少三个来源。
2.1.2 Ethernet/802.3 网络的设计考虑因素
1.2.1 分层网络交换机的考虑因素
▪ 流量分析
- 流量分析是测量网络带宽使用率并分析相关数据来调整性能、 规划容量并做出硬件升级决策的过程。
▪ 用户群分析
-用户群分析是确定各类用户群体及其对网络性能的影响的过程。
▪ 数据存储和数据服务器分析
- 在考虑数据存储和服务器的流量时，应同时考虑客户端到服务 器的流量和服务器到服务器的流量。
2.2.3 内存缓冲
▪ 以太网交换机在转发帧之前，可以使用缓冲技术存储帧。
▪ 当目的端口由于拥塞而繁忙时，也可以使用缓冲，交换机 将一直存储帧，直到可以传送该帧。
▪ 将内存用于存储数据的功能称为内存缓冲
2.2.4 第2层交换和第3层交换
▪ 第2层LAN交换机只根据OSI数据链路层（第2层）MAC 地址执行交换和过滤。第2层交换机对网络协议和用户应 用程序完全透明。
▪ 拓扑图
- 拓扑图是网络基础架构的图形表现形式。
1.2.2 交换机的特性
▪ 分层网络中使用的交换机的主要特性
1.2.2 交换机的特性
▪ 分层网络中使用的交换机的主要特性
1.2.2 交换机的特性
▪ 以太网供电(PoE)允许交换机通过现有的以太网电缆对设 备供电。
1.2.2 交换机的特性
▪ 分层网络中交换机能够提供的部分第3层功能