交换机工作原理及配置
网络交换机的使用设置
四、网络交换机的配置
交换机的配置一直以来是非常神秘的，不仅对于 一般用户，对于绝大多数网管人员来说也是如此，同 时也是作为网管水平高低衡量的一个重要而又基本的 标志。这主要在两个原因，一是绝大多数企业所配置 的交换机都是桌面非网管型交换机，根本不需任何配 置，纯属“傻瓜”型，与集线器一样，接上电源，插 好网线就可以正常工作;另一方面多数中、小企业老总 对自己的网管员不是很放心，所以即使购买的交换机 是网管型的，也不让自己的网管人员来配置，而是请 厂商工程师或者其它专业人员来配置，所以这些中、 小企业网管员也就很难有机会真正自己动手来配置一 台交换机。
4)延时与延时抖动 ，选用业界领先的交换机其延时小于10微秒产品。 5)对组播的支持 ，常用的组播协议包括PIM和DVMRP。产品应该同时支 持这两种组播协议。
6)丰富的接口类型 ，选择同时支持千兆以太网、POS和ATM 宽带接口的 骨干交换机。
7) 稳定的路由协议软件实现，交换机上能实现的路由协议（如BGP、 OSPF）的需要。 8) 支持MPLS，能采用MPLS构建的骨干网络可以支持流量工程、VPN 等多种应用。 9) 交换机订货主要技术条件是要选择网络数据传输量大，数据交换能力 强，稳定可靠，不间断运行。要在注重考虑高性能、可管理性、高可靠 性、适用性和性能价格比的基础上选择产品。 10) 主机房的交换机选择规格尺寸要能安装在主机柜中。 11）家庭一般四端口就可以，多端口多用于企业 12）目前型号和功能众多，牌号也不一样！常用的一般电子市场都可以 购买的到! 13.交换机不能应用于adsl拨号，电话线不能用交换机，交换机没有分配
四、网络交换机的工作原理
按照最广泛的普通分类方法，局域网交换机可以分为桌面型交换机 （Desktop Switch）、工作组型交换机（Workgroup Switch）和校园网交换 机（Campus Switch）三类。桌面型交换机是最常见的一种交换机，使用最 广泛，尤其是在一般办公室、小型机房和业务受理较为集中的业务部门、多 媒体制作中心、网站管理中心等部门。在传输速度上，现代桌面型交换机大 都提供多个具有10/100M自适应能力的端口。工作组型交换机常用来作为扩 充设备，在桌面型交换机不能满足需求时，大多直接考虑工作组型交换机。 虽然工作组型交换机只有较少的端口数量，但却支持较多的MAC地址，并具 有良好的扩充能力，端口的传输速度基本上为100M。校园网交换机的应用相 对较少，仅应用于大型网络，且一般作为网络的骨干交换机，并具有快速数 据交换能力和全双工能力，可提供容错等智能特性，还支持扩充选项及第三 层交换中的虚拟局域网(VLAN)等多种功能。
交换机配置学习教材
交换机还具备对数据的简单处理能力和对交换 地址的学习能力。
交换机工作原理
交换机在接收到数据帧后会解析该数据帧，并根据帧 内的目的MAC地址进行转发。
如果交换机在MAC地址表中没有找到与目的MAC地 址相对应的条目，则会向除了接收到该帧的端口以外
根据应用层次划分，交换机可分为企业级交换机、校园网交换机、 部门级交换机和工作组级交换机、桌机型交换机等。
交换机类型与特点
根据交换机的结构划分，交换机可分为固定端口交换机和 模块化交换机。
根据工作协议层划分，交换机可分为第二层交换机、第三 层交换机和第四层交换机。
不同类型的交换机具有不同的特点，例如，企业级交换机 通常具有高可靠性、强扩展性、强大网络管理能力和高吞 吐率等特点。
VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）是一种将局域 网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的技术。
控制广播风暴
通过VLAN划分，将广播域限制在一定范围内，避免广播风暴影响整 个网络。
提高网络安全性
不同VLAN间的通讯需要经过路由器或三层交换机，可实现不同部门 或用户间的访问控制。
将交换机的端口与特定的MAC地址进行绑 定，确保只有绑定的设备可以接入网络。
MAC地址过滤
通过设置MAC地址过滤规则，限制非法 MAC地址的设备接入网络。
应用场景
防止MAC地址欺骗和非法接入，提高网络 安全。
SSH远程登录管理
SSH配置步骤
生成密钥对，配置SSH服务器，启用SSH登 录。
SSH基本概念
在每个VLAN中配置一个路由器接口，实现不同VLAN间的数据转发。这种方法需要在 路由器上配置多个子接口，分别对应不同的VLAN。
2024版交换机培训
根据收集到的信息，分析可能的 原因，并逐一排查。
验证修复
对定位到的故障进行修复，并验 证修复结果。
总结经验
对故障排查过程进行总结，形成 经验积累。
典型故障案例分析与解决方案
案例一
VLAN配置错误导致网络不通。解决方案：检查 VLAN配置，确保端口正确划分到相应VLAN。
案例二
交换机反复重启。解决方ห้องสมุดไป่ตู้：升级交换机软件版 本或更换硬件设备。
物理故障
包括电源故障、端口损坏、模块故障等，表现为设备无法开机、 端口指示灯异常等。
配置故障
由于配置错误导致的网络故障，如VLAN划分错误、路由配置不当 等，表现为网络不通或性能下降。
软件故障
交换机操作系统或软件缺陷导致的故障，可能表现为设备反复重启、 功能异常等。
故障排查思路和方法论
收集信息
了解故障现象，收集相关日志和 告警信息。
日志分析与审计
利用专业工具对收集到的日志进行分析和审计，发现潜在的安全 威胁和违规行为。
日志告警与通知
根据日志分析结果，及时生成告警信息并通知相关人员进行处理， 确保网络安全事件的及时发现和处置。
网络设备固件升级与漏洞修补
固件升级流程
定期关注厂商发布的固件更新信息，按照规定的流程进行固件升级操作，确保交换机等网络设备的最新功能 和安全补丁得到及时更新。
固定端口交换机和模块化交 第二层交换机、第三层交换
换机。
机和第四层交换机。
常见交换机品牌及型号
01
02
03
04
05
思科（Cisco）
华为（Huawei） 新华三（H3C） 锐捷（Ruijie）
瞻博网络 （Junipe…
交换机的工作原理
交换机的工作原理1、交换机的定义局域网交换机拥有许多端口，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。
交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐量。
为了进一步提高性能，每个端口还可以只连接一个设备。
为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连接，局域网交换机一般拥有一个或几个高速端口，如100MB以太网端口、FDDI端口或155MB ATM端口，从而保证整个网络的传输性能。
2、交换机的定义通过集线器共享局域网的用户不仅是共享带宽，而且是竞争带宽。
可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少，甚至被迫等待，因而也就耽误了通信和信息处理。
利用交换机的网络微分段技术，可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加每个用户的可用带宽，从而缓解共享网络的拥挤状况。
由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽，能保护用户以前在介质方面的投资，并提供良好的可扩展性，因此交换机不但是网桥的理想替代物，而且是集线器的理想替代物。
与网桥和集线器相比，交换机从下面几方面改进了性能：（1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。
（2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备或连接一个工作组，有效地解决拥挤现像。
这种方法人们称之为网络微分段（Micro一segmentation）技术。
（3）虚拟网（VirtuaI LAN）技术的出现，给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性。
我们将在后面专门介绍虚拟网。
（4）端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络系统都是有一个或几个服务器，而绝大部分都是普通的客户机。
客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。
交换机就主要从提高连接服务器的端口的速率以及相应的帧缓冲区的大小，来提高整个网络的性能，从而满足用户的要求。
一些高档的交换机还采用全双工技术进一步提高端口的带宽。
局域网交换机的工作原理
局域网交换机的工作原理
局域网交换机是一种用于连接多台计算机和其他网络设备的网络设备。
它的工作原理如下：
1. 环境准备：局域网交换机首先需要正确配置IP地址和子网掩码，确保它能够在局域网中正常工作。
2. 学习MAC地址：当局域网交换机收到一个数据包时，它会查看数据包中的源MAC地址，并将其与接收端口相关联。
这样，交换机就能够记住哪个端口连接着哪个设备。
3. 创建转发表：交换机将用一个转发表来记录每个MAC地址与对应端口的关系。
开始时，转发表为空。
但随着数据包的传输，交换机会不断更新转发表。
4. 数据转发：当交换机收到一个数据包时，它会查看目标MAC地址，并在转发表中查找该地址对应的端口。
如果转发表中有对应的条目，交换机会将数据包转发到相应的端口。
如果转发表中没有找到对应的条目，交换机会广播数据包到所有端口，以寻找目标设备的位置。
5. 广播和组播：当交换机收到广播或组播的数据包时，它会将数据包广播到所有的端口。
这样，连接到局域网中的所有设备都能收到这个数据包。
通过上述工作原理，局域网交换机能够根据MAC地址将数据包有效地传输到目标设备，提供高效的网络连接和数据传输。
交换机配置教程
交换机配置教程目录一、基础概念 (2)1.1 什么是交换机 (2)1.2 交换机的功能 (3)二、交换机基本操作 (4)2.1 连接电源 (5)2.2 登录交换机 (6)2.3 查看和修改配置 (7)三、交换机基本配置 (8)四、交换机高级配置 (9)五、交换机故障排查与维护 (10)5.1 常见故障排查方法 (11)5.2 系统升级与备份 (12)六、交换机配置实例 (14)6.1 企业办公网络配置示例 (15)6.2 校园网配置示例 (16)6.3 企业数据中心配置示例 (17)七、交换机命令行界面 (18)八、交换机配置文件管理 (19)8.1 配置文件的作用 (21)8.2 配置文件的创建与导入 (22)8.3 配置文件的备份与恢复 (24)九、交换机与网络操作系统的集成 (24)十、交换机安全性配置 (26)10.1 交换机安全管理 (27)10.2 交换机端口安全 (28)10.3 交换机访问控制列表 (29)十一、交换机性能优化 (31)11.1 交换机端口流量控制 (33)11.2 交换机背压控制 (34)11.3 交换机缓存优化 (35)十二、交换机应用场景 (37)12.1 企业办公网络 (38)12.2 企业数据中心 (40)12.3 无线网络 (42)十三、总结与展望 (43)13.1 交换机配置教程总结 (44)13.2 未来交换机技术发展趋势 (44)一、基础概念交换机是一种网络设备，主要用于在局域网(LAN)中实现数据的转发和通信。
它的主要功能是接收来自一个端口的数据包，然后根据目标MAC地址将数据包转发到另一个端口，从而实现不同设备之间的通信。
交换机的工作原理类似于电话交换机，通过识别源MAC地址和目标MAC地址来决定数据包的转发路径。
交换机通常有两种工作模式：访问控制列表(ACL)模式和广播模式。
在ACL模式下，交换机会根据预先设定的规则对数据包进行过滤，只有符合规则的数据包才会被转发。
交换机基本配置的实验原理
交换机基本配置的实验原理
交换机基本配置的实验原理是通过设置和调整交换机的各种参数和功能，使其能够按照预定规则进行数据转发和处理。
在实验中，首先需要了解交换机的基本工作原理。
交换机是一个网络设备，用于连接并转发网络数据包。
它可以通过学习和维护一个转发表来决定将数据包转发到哪个接口，从而实现数据的高效传输。
在进行基本配置的实验中，主要涉及以下几个方面的内容：
1. 硬件连接：将交换机与其他网络设备（如计算机、服务器等）连接起来，确保物理链路的正确连接。
2. IP地址设置：为交换机的管理接口分配一个合适的IP地址，以便进行远程管理和配置操作。
3. VLAN配置：划分虚拟局域网（VLAN），将不同的端口或设备划分到不同的VLAN中，实现隔离和安全控制。
4. STP配置：配置生成树协议（Spanning Tree Protocol），避免网络中的环路出现，提高网络的可靠性和容错能力。
5. 速率限制和流量控制：根据实际需求，设置端口的速率限制和流量控制策略，控制网络流量的传输速率和优先级。
6. 安全认证与访问控制：配置交换机的安全认证功能，限制非法访问和未经授权的设备接入。
7. 网络监控与故障排除：配置交换机的网络监控功能，实时监测网络状态和性能，并进行故障排除和问题定位。
通过实验原理的了解和实践操作，可以掌握交换机基本配置的方
法与技巧，进一步提升网络管理与维护的能力。
交换机及路由器基础知识及配置
交换机及路由器基础知识及配置交换机及路由器基础知识及配置
章节一、交换机基础知识
1.1 交换机的定义和作用
1.2 交换机的分类和类型
1.3 交换机的工作原理
1.4 交换机的特点和优点
1.5 交换机的常见问题及故障排除方法
章节二、交换机配置和管理
2.1 交换机的初始化设置
2.2 VLAN的配置和管理
2.3 交换机端口的配置和管理
2.4 交换机的安全配置
2.5 交换机的性能优化和监控
章节三、路由器基础知识
3.1 路由器的定义和作用
3.2 路由器的分类和类型
3.3 路由器的工作原理
3.4 路由器的特点和优点
3.5 路由器的常见问题及故障排除方法章节四、路由器配置和管理
4.1 路由器的初始化设置
4.2 路由器接口的配置和管理
4.3 路由器的路由配置和管理
4.4 路由器的安全配置
4.5 路由器的性能优化和监控
附件：
本文档附带以下附件供参考：
1、交换机配置示例文件
2、路由器配置示例文件
3、相关网络拓扑图示
法律名词及注释：
1、VLAN（Virtual Local Area Network）- 虚拟局域网，是一
种将物理局域网划分成逻辑上的多个虚拟局域网的技术。
2、故障排除方法 - 指在设备或系统出现问题时，通过一系列
的技术手段和方法来确定问题原因，并进行修复和解决的过程。
3、性能优化和监控 - 指通过对网络设备性能进行监控和调优，以提高网络的稳定性、可靠性和性能表现。
《交换机的基本原理》课件
转发延迟
交换机的转发延迟指的是数据包从交换机的一个端口 到另一个端口所需的时间。
带宽利用率
交换机的带宽利用率指的是交换机实际使用的带宽与
可靠性
交换机的可靠性是指交换机在工作过程中的稳定性和
交换机的配置与管理
1
虚拟局域网配置
2
通过对交换机进行VLAN（虚拟局域网）配置，
可以将同一设备上的不同端口划分到不同的
交换机的应用实例
1 局域网内的交换机
2 广域网内的交换机
交换机是构建局域网的重要设备，能够实现快速、 可靠的内部通信。
通过连接不同地域的网络，交换机可以实现资源 共享、通信等功能，满足企业应用的需求。
3 数据中心内的交换机
4 无线接入网络中的交换机
在大型数据中心中，交换机扮演着数据交换和通 信的重要角色，同时需要满足高性能、可靠性等 诸多要求。
交换机的工作原理
转发流程
交换机通过查找表对数 据包进行处理和转发。
查找表
交换机通过查找表确定 数据包应该转发的端口。
决策过程
交换机在对查找表进行 匹配时会进行决策过程， 根据不同的情况作出不 同的判断。
转发速度
交换机的转发速度是影 响网络性能的重要指标。
交换机的性能指标
吞吐量
交换机的吞吐量指的是单位时间内可处理的数据量。 它是衡量交换机性能的一项重要指标。
无线接入网络越来越普及，交换机作为构建无线 网络的核心设备，能够提供无线信号的传输、接 收、转发等功能。
交换机的发展趋势
软件定义网络 技术
SDN实现了网络设备的 可编程化，以加快网络 应用部署、网络管理等。
虚拟化技术
交换机虚拟化技术可以 将多个交换机虚拟成一 个独立的逻辑交换机， 从而提高网络的利用率 和可靠性。
交换机实训实验报告范文
一、实验目的1. 理解并掌握交换机的基本工作原理和功能。
2. 学习交换机的配置方法，包括基本配置、VLAN配置、端口镜像配置等。
3. 了解交换机在网络中的作用和重要性，以及如何通过交换机提高网络性能和安全性。
4. 熟悉交换机故障排除的基本方法。
二、实验内容1. 交换机基本配置2. VLAN配置3. 端口镜像配置4. 交换机故障排除三、实验原理交换机是一种基于MAC地址进行数据转发的网络设备，它可以根据数据包中的目的MAC地址将数据包转发到相应的端口，从而实现局域网内的通信。
交换机的基本工作原理如下：1. 交换机接收数据包，并读取数据包中的源MAC地址和目的MAC地址。
2. 交换机根据目的MAC地址查找对应的端口，并将数据包转发到该端口。
3. 如果交换机没有找到对应的目的MAC地址，则将数据包广播到所有端口，以便找到正确的接收端口。
四、实验步骤1. 交换机基本配置（1）使用Console线连接交换机的Console口和计算机的串口。
（2）在计算机上配置串口参数，如波特率、数据位、停止位、校验位等。
（3）在计算机上运行终端仿真软件，如PuTTY，并连接到交换机的Console口。
（4）进入交换机的用户模式，查看交换机的系统信息。
（5）进入交换机的特权模式，修改交换机的密码。
（6）进入交换机的全局配置模式，配置交换机的系统名称、IP地址等。
2. VLAN配置（1）进入交换机的全局配置模式。
（2）创建VLAN，并设置VLAN的ID和名称。
（3）将端口分配到相应的VLAN。
（4）配置VLAN的访问控制列表（ACL），限制VLAN之间的通信。
3. 端口镜像配置（1）进入交换机的全局配置模式。
（2）创建端口镜像会话，并指定源端口和目的端口。
（3）配置端口镜像的监控模式，如接收模式、发送模式或全双工模式。
4. 交换机故障排除（1）检查交换机的电源和连接线是否正常。
（2）检查交换机的配置是否正确。
（3）使用Ping命令检查网络连通性。
网络交换机方案
网络交换机方案网络交换机是一种用来在计算机网络中传输数据的设备。
它将进入它的一个端口的数据包转发到其他合适的端口上，以实现网络中不同节点之间的数据交换。
在现代网络架构中，网络交换机扮演着至关重要的角色，提供了高性能、可靠和安全的数据传输。
在设计网络交换机方案时，需要考虑多个因素，包括网络规模、性能需求、安全性和可扩展性等。
以下是一个详细描述网络交换机方案的文档，提供了一个完整的指导。
一、引言网络交换机是现代计算机网络中的关键设备之一。
它允许多个设备之间快速、高效地共享数据，并确保数据在网络中的安全传输。
本文将介绍网络交换机方案的基本原理、设计要点和实施步骤。
二、基本原理1. 交换机工作原理网络交换机是一个多端口设备，它通过将数据包从一个端口转发到另一个端口来实现数据交换。
它使用MAC地址表来确定数据包应该被转发到哪个端口。
当一个数据包到达交换机的一个端口时，交换机会检查目的MAC地址，然后查找MAC地址表来确定下一步的操作。
2. 交换机类型网络交换机的类型包括普通交换机、三层交换机和模块化交换机。
普通交换机只能在二层进行转发决策，三层交换机可以在二层和三层进行转发决策，而模块化交换机则具有更高的可扩展性和定制性。
三、设计要点1. 网络规模和性能需求在设计网络交换机方案时，首先要考虑的是网络规模和性能需求。
如果网络规模较小，可以选择一些便宜且具有基本功能的交换机。
而对于大规模网络或对性能要求较高的场景，应考虑使用高性能的交换机，并采取冗余和负载均衡等措施来确保网络的稳定性和可靠性。
2. 网络拓扑结构网络拓扑结构是指网络中各个设备之间的连接方式。
常见的拓扑结构包括星型、环型和总线型等。
选择适合网络需求的拓扑结构可以提高网络的效率和可管理性。
3. 可用性和容错性在设计网络交换机方案时，需要考虑网络的可用性和容错性。
通过采用冗余设备和链路，可以确保网络在某些设备或链路出现故障时仍然可用。
4. 安全性网络安全是一个重要的问题，特别是对于一些敏感的数据和资源。
思科交换机实验报告
思科交换机实验报告思科交换机实验报告引言：本实验报告旨在探讨思科交换机的原理、功能以及在网络通信中的应用。
通过实验，我们将深入了解交换机的工作原理、配置和管理，并通过实际操作来验证其性能和可靠性。
一、交换机的基本原理交换机是一种网络设备，用于在局域网中转发数据包。
它能够根据数据包中的目的MAC地址，将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现不同设备之间的通信。
交换机通过学习和建立MAC地址表来实现数据包的转发。
二、交换机的功能1. 数据包转发：交换机能够根据目的MAC地址来转发数据包，将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现设备之间的通信。
2. VLAN划分：交换机支持虚拟局域网（VLAN）的划分，将不同的设备划分到不同的VLAN中，增加网络的安全性和管理灵活性。
3. 速率控制：交换机能够根据端口的带宽和流量情况进行速率控制，以保证网络的稳定性和可靠性。
4. 安全性控制：交换机支持网络访问控制列表（ACL）和端口安全功能，可以对网络流量进行过滤和限制，提高网络的安全性。
5. 链路聚合：交换机支持链路聚合技术，将多个物理链路绑定成一个逻辑链路，提高网络的带宽和可靠性。
三、交换机的配置和管理1. 管理接口：交换机通常有一个管理接口，用于进行交换机的配置和管理。
通过管理接口，我们可以进行交换机的初始化配置、VLAN的划分、端口的配置等操作。
2. 命令行界面：交换机提供命令行界面（CLI）来进行配置和管理。
通过CLI，我们可以使用各种命令来配置交换机的各项功能。
3. 图形界面：交换机还提供图形界面（GUI）来进行配置和管理。
通过GUI，我们可以通过鼠标点击和拖拽等方式来配置交换机的各项功能。
4. 远程管理：交换机支持远程管理，可以通过网络连接到交换机进行配置和管理。
远程管理可以极大地方便管理员对网络的管理和监控。
四、实验操作和结果在实验中，我们使用了思科交换机进行了以下操作和测试：1. 初始化配置：通过管理接口，我们对交换机进行了初始化配置，设置了管理IP地址、主机名、密码等。
交换机的安装与配置
1.1.2 Quidway S3026E交换机简介
1．Quidway S3026E交换机外观图
Quidway S3026E交换机是华为技术有限公司自主开 发的二层以太网交换机。它提供24 个固定的10/100BaseTX 以太网端口、1 个Console 口及2 个扩展模块插槽。其 外观如图1.1所示。
计算机网络实验
2022/4/19
1 1.1 概述 2 1.2 交换机配置 3 1.3 实验注意事项 4 1.4 实验内容及要求
计算机网络实验教程
2022/4/19
1.1 概述
1.1.1 交换机的工作原理
交换机采用背板总线结构，为每个端口提供一个独 立的共享介质，把冲突域限制在每个端口的范围内。因 此当交换机在数据链路层进行数据转发时，需要确认数 据帧应该发送到哪一个端口，而不是简单的向所有端口 进行广播，从而提高了网络的利用率。其工作原理为， 当交换机接收到任一数据帧时，它首先会记录该数据帧 的源MAC地址和源端口的映射，如果在“MAC地址-端口” 映射表中已经存在该映射项，则更新该映射项的生存期， 如果没有则在“MAC地址-端口”映射表中保存该映射项。 然后判断该数据帧属于广播帧还是单播帧，如果是广播 帧则向除接收该数据帧之外的所有端口转发该数据帧， 如果是单播帧则执行下一步——查找“MAC地址-端口” 映射表，确定“MAC地址-端口”映射表中是否有该数据 帧的目的MAC地址所对应的映射项，如果存在对应的映 射则按照该映射项进行数据转发，如果不存在对应的映 射则向除接收该数据帧之外的所有端口转发该数据帧。
<Quidway>system-view Enter system view, return to user view with Ctrl+Z. [Quidway]
交换机的工作原理
交换机的工作原理1、交换机的定义局域网交换机拥有许多端口，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。
交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐量。
为了进一步提高性能，每个端口还可以只连接一个设备。
为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连接，局域网交换机一般拥有一个或几个高速端口，如100MB以太网端口、FDDI端口或155MB ATM端口，从而保证整个网络的传输性能。
2、交换机的定义通过集线器共享局域网的用户不仅是共享带宽，而且是竞争带宽。
可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少，甚至被迫等待，因而也就耽误了通信和信息处理。
利用交换机的网络微分段技术，可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加每个用户的可用带宽，从而缓解共享网络的拥挤状况。
由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽，能保护用户以前在介质方面的投资，并提供良好的可扩展性，因此交换机不但是网桥的理想替代物，而且是集线器的理想替代物。
与网桥和集线器相比，交换机从下面几方面改进了性能：（1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。
（2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备或连接一个工作组，有效地解决拥挤现像。
这种方法人们称之为网络微分段（Micro一segmentation）技术。
（3）虚拟网（VirtuaI LAN）技术的出现，给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性。
我们将在后面专门介绍虚拟网。
（4）端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络系统都是有一个或几个服务器，而绝大部分都是普通的客户机。
客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。
交换机就主要从提高连接服务器的端口的速率以及相应的帧缓冲区的大小，来提高整个网络的性能，从而满足用户的要求。
一些高档的交换机还采用全双工技术进一步提高端口的带宽。
交换机的工作原理
交换机的工作原理
交换机属于存储转发设备，是网络的核心设备，交换机根据所接收帧的目的MAC地址对帧进行存储转发或者过滤，其工作的基本原理如下。
（1）交换机可以在同一时刻实现多个端口之间的数据传输。
为了保证交换机能够根据MAC地址确定将MAC帧发送到某个端口，这就需要在交换机内部创建目的MAC地址到端口的映射关系，即转发表。
（2）交换机刚通电时，转发表为空。
交换机每收到一个数据帧时，它首先会记录数据帧的源端口和源MAC地址的映射关系，并将其添加到转发表中，交换机采用逆向学习法逐步建立起转发表。
只要有一个主机向网络中发送数据，交换机就可以自主学习到该主机的MAC地址，从而更新转发表中的项目。
（3）交换机会读取数据帧的目的MAC地址，在转发表中查找该目的MAC地址对应的端口。
（4）若转发表中有该目的MAC地址的表项，交换机就把帧从表项指明的端口发送出去。
（5）若转发表中没有该目的MAC地址的表项，则交换机将该帧发送到除源端口以外的其他所有端口。
（6）考虑到网络的拓扑结构会时常更新，为转发表的每个表项设置一个生存期。
当一个表项的生存期到期后，则删除该表项；同
样，转发表通过自主学习创建一个新表项时，也会为其设定一个生存期。
第6章 交换机的原理与配置
6.3.3 总线交换结构
总线交换结构的交换机拥有一条很高带宽的 背部总线交换机的所有的端口都挂接在这条背部 总线上，总线按时隙分为多条逻辑通道，各个端 口都可以往该总线上发送数据帧，这些数据帧都 按时隙在总线上传输，并从各的目的端口中输出 数据帧。
6.3.4 共享存储交换结构
共享存储交换结构将共享存储RAM代替了总线交换 结构中的总线，数据帧通过共享存储器实现从源端口直接 传送到目的端口，它是总线交换结构的改进。
6.1.5 VLAN技术
1．VLAN的结构
网络上的用户终端被划分为多个逻辑工作组，每一个逻 辑工作组即为一个VLAN。VLAN最大的特点是在组成逻辑网 时无须考虑用户或设备在网络中的物理位置。
2．VLAN的技术特点
(1) VLAN工作在OSI参考模型的第2层数据链路层。 (2) 每一个VLAN都是一个独立的逻辑网段和广播域，其 广播的信息只发送给该VLAN中的结点。
图6-10 软件执行结构
6.3.2 矩阵交换结构 在矩阵交换结构中，交换机确定了目的端口 后，根据源端口与目的端口打开交换矩阵中相应的 开关，在两个端口之间建立连接，通过建立的这个 传输通道来完成数据帧的传输。它的优点是交换速 率快、时延小、易于实现；缺点是扩展与可管理性 较差。
图6-11 矩阵交换结构
如果A、B结点处于不同的端口且B地址在表中，则 在源端口和目的端口之间建立起虚连接，形成专用的传 输通道将该数据帧转发到目的端口；若B地址不在表中， 则交换机向A结点所处端口以外的其它结点发送消息， 得到B端口的信息，则将所得到的信息添加到交换表中 再连接虚连接进行数据帧交换操作。
图6-4 局域网交换机
6.1.1 交换机功能
交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑、 错误校验、帧序列以及流控。它可以“学 习”MAC地址，并把其存放在内部MAC地址表中， 通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临 时的交换路径，使数据帧直理
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显示交换机的初始启动状态
SwitchX#show version ▪ 显示系统硬件的配置、软件版本、配置文件的名称和来源，以
及引导映象
SwitchX#show running-config ▪ 显示交换机当前的活动配置文件 SwitchX#show interfaces [if-num | status] ▪ 显示在交换机上配置的所有接口的统计信息
配置交换机
配置模式：
▪ 全局配置模式 – SwitchX#configure terminal – SwitchX(config)#
▪ 接口配置模式 – SwitchX(config)#interface fa0/1 – SwitchX(config-if)#
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保存配置
SwitchX SwitchX copy running-config startup-config Destination filename [startup-config]? Building configuration… SwitchX
将当前配置复制到 NVRAM
▪ 交换机维护着一个表，称为MAC 表。该表将目的 MAC 地址与用于 连接节点的端口进行比对。
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交换机 – 选择性转发
▪ 以太网 LAN 交换机采用五种基本操作来实现其用途： ➢获取 ➢过期 ➢泛洪 ➢选择性转发 ➢过滤
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交换机 – 选择性转发
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交换机 – 选择性转发
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交换机 – 选择性转发
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交换机的 show version 命令
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以太网 – 比较集线器和交换机
▪ 请根据提供的信息回答以下问题
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交换机基本配置
iPLab CCNA系列课程
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Catalyst 交换机的初始启动
▪ 系统启动例程来初始化交换机软件。 ▪ 初始启动使用默认配置参数。
交换机工作原理
iPLab CCNA系列课程
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et II 是 TCP/IP 网络中使用的以太网帧格式。
8 bytes 前导码
典型的以太网II帧结构
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目的MAC
源MAC
类型
• FCS = 帧校验序列，用于错误检测 • 字段长度单位为字节（bytes）.
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配置交换机的默认网关
SwitchX(config)#ip default-gateway {ip address}
示例：
SwitchX(config)#ip default-gateway 172.20.137.1
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Catalyst 2960 交换机使用设置的初始配置
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ICND1 v1.0—2-17
登录交换机并进入特权 EXEC 模式
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示例：
SwitchX(config)#interface vlan 1 SwitchX(config-if)#ip address 10.5.5.11 255.255.255.0 SwitchX(config-if)#no shutdown
注：需要使用 no shutdown 命令使接口正常运行。
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46-1500 Data
4 FCS
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ICNICDN1Dv11—.0—1-27-02
以太网帧大小
▪ 以太网 II 标准将最小的帧定义为 64 个字节，最大的帧定义为 1518 个字节
▪ 长度小于 64 个字节将被视为“冲突碎片”或“残帧” ▪ 如果发送的帧小于最小值或者大于最大值，接收设备将会丢弃该帧 ▪ 在物理层，不同版本的以太网用于在介质中检测和放置数据的方法不同
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组播 MAC 地址
组播 MAC 地址是一个特殊的十 六进制数值，以 01-00-5E 开头
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交换机 – 选择性转发
▪ 以太网交换机选择性地将个别帧从接收端口转发到连接目的节点的 端口。
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配置交换机标识
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设置交换机的本地标识
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配置交换机 IP 地址
SwitchX(config)#interface vlan 1 SwitchX(config-if)#ip address {ip address} {mask}
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单播 MAC 地址
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广播 MAC 地址
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Catalyst 2960 交换机 LED 指示灯
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Catalyst 2960 交换机的初始启动输出
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