5-以太网交换机原理和配置
4.以太网及交换机的工作原理
局域网标准( ):IEEE802标准集 局域网标准( 续):IEEE802标准集
•IEEE802.1------局域网体系结构、寻址、网络互连与网络管理 •IEEE802.2-------逻辑链路控制(LLC)子层的功能与服务 •IEEE802.3-------以太网 CSMA/CD访问控制方法和物理层技术规范 •IEEE802.4-------令牌总线网 Token-Bus •IEEE802.5-------令牌环网 Token-Ring •IEEE802.6-------城域网 •IEEE802.7-------宽带局域网 •IEEE802.8-------光纤技术 FDDI •IEEE802.9-------综合数据话音网络 •IEEE802.10------网络安全与保密 •IEEE802.11------无线局域网 •IEEE802.12------需求优先 •IEEE802.13 ------(未使用) •IEEE802.14 ------电缆调制解调器 •IEEE802.15 ------无线个人网 •IEEE802.16 ------宽带无线接入 •IEEE802.17 ------可靠个人接入技术
交换机的工作原理 mac地址表的形成过程 mac地址表的形成过程 数据帧的转发/ 数据帧的转发/过滤
地址学习
MAC地址表 地址表 初始的MAC地 初始的MAC地 址表为空 E0: E1: E2: E3:
主机A： 主机 ： 00-D0-F8-00-11-11
E0
E1
主机B： 主机 ： 00-D0-F8-00-22-22
以太网VLAN原理及配置
华为机密， 华为机密，未经许可不得扩散
文档密级： 文档密级：内部公开
VLAN间通信的路由选择 间通信的路由选择
Ping 2.2.2.20 非本地通信 使用默认网关
VLAN 100
VLAN 200
1.1.1.10/24
2.2.2.20/24
网络1.1.1.0/24在接口 网络1.1.1.0/24在接口1 在接口1 网络2.2.2.0/24在接口 在接口2 网络2.2.2.0/24在接口2
华为机密， 华为机密，未经许可不得扩散
文档密级： 文档密级：内部公开
VLAN间通信 间通信
VLAN 100
VLAN 200
VLAN 300 不同VLAN之间的流量不能直接跨越 不同VLAN之间的流量不能直接跨越VLAN的边界，需要使用路由，通 之间的流量不能直接跨越VLAN的边界 需要使用路由， 的边界， 过路由将报文从一个VLAN转发到另外一个 过路由将报文从一个VLAN转发到另外一个VLAN。 转发到另外一个VLAN。
在主机上配置默认网关，对于非本地的通信， 在主机上配置默认网关，对于非本地的通信，主机会自动寻找默认网 关，并把报文交给默认网关转发而不是直接发给目的主机。 并把报文交给默认网关转发而不是直接发给目的主机。
华为机密， 华为机密，未经许可不得扩散
文档密级： 文档密级：内部公开
每个VLAN一个物理连接 一个物理连接 每个
interface_list ：由端口类型和端口序号组成；端口序号由槽号和端 由端口类型和端口序号组成；
口号的二元组组成，如果是百兆口，则槽号为0 口号的二元组组成 ， 如果是百兆口 ， 则槽号为 0 ， 端口号取值范围为 1～24；如果是千兆口，则槽号为1或2，端口号取值为1。 24；如果是千兆口，则槽号为1 端口号取值为1
IP175C芯片及5口网络交换机原理介绍PPT课件
• Vces=1.0V
• ton/toff=(Vo+Vf－Vimin)/(Vimin－Vces）
• Vimin:输入电压不稳定时的最小值
• Vf=1.2V 快速开关二极管正向压降
IP175C具有广播风暴保护功能。如果IP175C接收到的 广播包大于MII口寄存器30.11【15：14】或EEPROM 寄存器59【7：6】bq_stm_se[1:0]定义的极限值时，就 停止接收广播包。
该功能通过拉高IP175C的102脚（BF_STM_EN）或用 程序设置MII口寄存器29来启用。
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5口网络交换机 原理介绍
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5口以太网交换机原理介绍
1. 概述
本设计采用IC Plus公司的IP175C单片以太网交换芯片 系统框图如下：
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5口以太网交换机原理介绍
2. 系统原理
2.1系统电源
MC34063A（安森美）是一种用于DC－DC电源变换的集成电路， 应用比较广泛，通用廉价易购。有3种工作模式，分别为：1：极性反 转。2：升压。3:降压。极性反转效率最高65％，升压效率最高90％， 降压效率最高８０％。
当CoS使能时，IP175C可以关闭流量控制一段 时间，以保证高优先级包的带宽。当一端口收 到一个高优先级包时，就关闭流量控制功能 2～3秒钟。此时IP175C不发送暂停数据帧和 拥塞标志，但仍然应答对方的暂停数据帧和拥 塞标志。
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IP175C芯片介绍 3.2 广播风暴保护
当主机系统响应一个在网上不断循环的报文分组或者 试图响应一个没有应答的系统时就会发生广播风暴。 一般为了改变这种状态，请求或者响应分组源源不断 地产生出来，常使情况变得更糕。随着网络上分组数 目的增加，拥塞会随之出现，从而降低网络的性能以 至于使之陷入瘫痪。
交换机原理与基本配置
设置主干功能
wg_sw_aconfigif trunk on | off | desirable | auto | nonegotiate
wg_sw_aconf terminal Enter configuration commands, one per line End with CNTL/Z wg_sw_aconfig#interface f0/26 wg_sw_a(configif)#trunk on
VLAN配置的步骤
启用VTP 可选 启用主干功能 创建VLAN 将端口加入VLAN
VTP 配置的内容
• VTP域名 • VTP模式 服务器/客户/透明—VTP服务器模式是缺省值 • VTP裁减 • VTP密码 • VTP捕取
注意：当加入一新的交换机到一个已经存在的VTP域时;这个交换机 会被以客户模式加入，以便防止该交换机宣告不正确的VLAN信息
VTP信息宣告以多点传送的方式来进行 VTP服务器和客户模式下会同步最新版本的宣告信息 VTP信息宣告每隔5分钟或者有变化时发生
1 新增VLAN 2.版本3 ->版本4
3
服务器
3
4 版本3 ->版本4 5.同步新的VLAN信息
客户
4 版本3 ->版本4 5.同步新的VLAN信息
客户
VLAN配置的原则
1．传统以太网操作
图81 传统以太网
2．中继器Repeater
图82 中继器连接的网络
3．集线器HUB
图83 集线器连接的网络
4．网桥Bridge
图84 网桥连接的网络
5．交换机Switch
图85 交换机连接的网络
6．路由器Router
图86 路由器连接的网络
交换机的基本配置方法
交换机的基本配置方法一.实验原理1.1以太网交换机基础以太网的最初形态就是在一段同轴电缆上连接多台计算机，所有计算机都共享这段电缆。
所以每当某台计算机占有电缆时，其他计算机都只能等待。
这种传统的共享以太网极大的受到计算机数量的影响。
为了解决上述问题，我们可以做到的是减少冲突域类的主机数量，这就是以太网交换机采用的有效措施。
以太网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端口，而不是简单的向所有端口转发，这就是交换机MAC地址表的功能。
以太网交换机包含很多重要的硬件组成部分：业务接口、主板、CPU、内存、Flash、电源系统。
以太网交换机的软件主要包括引导程序和核心操作系统两部分。
1.2以太网交换机配置方式以太网交换机的配置方式很多，如本地Console口配置，Telnet远程登陆配置，FTP、TFTP配置和哑终端方式配置。
其中最为常用的配置方式就是Console口配置和Telnet 远程配置。
二.实验内容：交换机配置方法三.实验目的：掌握交换机几种常用配置方法四.实验环境：在实验中，我们采用华为3Com Quidway三层交换机来组建实验环境。
具体实验环境如图所示。
用标准Console线缆的水晶头一段插在交换机的Console口上，另一端的接口插在PC机上的Conslole上。
同时为了实现Telnet配置，用一根网线的一段连接交换机的以太网口，另一端连接PC机的网口。
五.实验步骤：（1）首先启动超级终端，点击Windows的开始－程序－附件－通讯－超级终端。
（2）根据提示输入连接名称后确定，在选择连接的时候选择对应的串口（COM1或COM2），配置串口参数。
串口的配置参数如下：单击“确定”按钮即可正常建立与交换机的通信。
Telnet配置：如果交换机配置了IP地址，我们就可以在本地或远程使用Telnet登陆到交换机上进行配置。
（1）配置交换机的IP地址：S3526最多支持32个VLAN虚接口，可以在VLAN虚接口上分别配置32个IP地址。
交换机及配置方法
项配置状态（如：端口配置、VLAN配置）等， 具体配置命令在实验中有详细介绍。
全局配置模式的提示符：交换机名（config)#
操作技巧：
•不管在任何模式，按esc键可返回上一级模式，
按Ctrl+z可返回特权用户模式
•按？键可以列出当前可输入的项目
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•按Tab键可补全当前单词
普通用户模式的提示符：交换机名>
（2）、特权用户模式：在普通用户模式下输入enable 命令即可进入特权用户模式，在该模式下我们可以查 看交换机的配置信息和调试信息，进入全局配置模 式模式，保存或删除配置文件等等。
特权用户模式的提示符：交换机名#
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（3）、全局配置模式：在特权用户模式下输入 configure terminal命令即可进入全局配置模式， 在该模式下主要完成全局参数的配置，如设置
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（2）基本操作命令 修改交换机名：
switch(config)#hostname SA SA(config)#
更改Enable密码：
SA(config)#enable password ******
保存当前配置文件
SA#write
删除配置文件
SA#erase startup-config
重新启动交换机
SA#reload
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（3）端口配置命令 端口配置的主要内容有：
配置端口交换速率（10M、100M、1000M和auto） 设置端口工作模式（分full、 half 、和auto） 设置端口描述
switch(config)#interface fa0/1 *进入端口1 switch(config-if)#speed 100 *设置端口速率为100M switch(config-if)#duplex full *设置为全双工工作模式 switch(config-if)#description port1 *端口描述为port1
网络交换机的工作原理 交换机 原理 机制
一、交换机的工作原理1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。
2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。
3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。
这一过程称为泛洪（flood）。
4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。
二、交换机的三个主要功能学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。
转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。
消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。
三、交换机的工作特性1.交换机的每一个端口所连接的网段都是一个独立的冲突域。
2.交换机所连接的设备仍然在同一个广播域内，也就是说，交换机不隔绝广播（惟一的例外是在配有VLAN的环境中）。
3.交换机依据帧头的信息进行转发，因此说交换机是工作在数据链路层的网络设备（此处所述交换机仅指传统的二层交换设备）。
四、交换机的分类依照交换机处理帧时不同的操作模式，主要可分为两类：存储转发：交换机在转发之前必须接收整个帧，并进行错误校检，如无错误再将这一帧发往目的地址。
帧通过交换机的转发时延随帧长度的不同而变化。
直通式：交换机只要检查到帧头中所包含的目的地址就立即转发该帧，而无需等待帧全部的被接收，也不进行错误校验。
由于以太网帧头的长度总是固定的，因此帧通过交换机的转发时延也保持不变。
五、二、三、四层交换机？多种理解的说法：1.二层交换（也称为桥接）是基于硬件的桥接。
基于每个末端站点的唯一MAC地址转发数据包。
二层交换的高性能可以产生增加各子网主机数量的网络设计。
其仍然有桥接所具有的特性和限制。
交换机的基本原理与配置
第五章交换机的基本原理与配置Frame:帧Packet：包Bit：位以太网：10Mb/s快速以太网：100Mb/s以太网工作在数据链路层（以MAC地址寻址）数据链路层的功能：1）、数据帧的建立、维护与拆除2）、帧包装、帧传输、帧同步3）、帧的差错恢复4）、流量控制以太网地址用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备Mac地址：6个字节48位：前24位是供应商的标识，后24位是网卡的唯一标号第八位是0-物理地址(单播地址)1-逻辑地址（组播地址）前24位：00-06-1b：IBM公司00-0d-28：CISCO公司﹠前导码：包含八个字节，前七个字节的值为OxAA，而最后一个字节为OxAB，在DIX，中，前导码被认为是物理地址封装的一部分﹠目的地址（DA）包含六个字节，DA标识了帧的目的站点的MAC地址，DA可以是单播地址（单个目的地）、组播地址（组目的地）或广播地址﹠源地址（SA）包含六个字节，SA标识了发送帧站点的MAC地址SA一定是单播地址（即第八位是0）﹠类型：包含两个字节，用来标识上层协议的类型，例如：0800H表示IP地址数据域包含46——1500个字节，数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息，至少包括46个字节，否则会当做碎片帧帧校验序列（FCS）包含四个字节CISCO(思科)：美国的，生产交换机、路由器、防火墙交换机的工作原理：1）、初始状态2）、MAC地址学习3）、广播未知数据帧4）、接收方回应5）、交换机实现单播通信交换机以太网接口双工模式：（1）、单工：两个数据之间只能沿单一方向传输数据（2）、半双工：两个数据之间可以双向数据传输，但不能同时进行（3）、全双工：两个数据之间可双向且同时进行数据传输交换机以太网接口速率：（1）、接口连接时进行协商（2）、协商失败则无法正常通信配置前的连接：（1）、console电缆（2）、物理接口：计算机COM口交换机/路由器：console口（3）、软件连接：超级终端其他软件Secure CRT 软件的配置：（1）、端口选择（2）、选择连接方式（3）、COM口属性进入交换机系统时显示：switch>CISCO交换机的命令行（1）、用户模式：只能查看一些统计信息，权限最低Switch>（2）、特权模式：switch>enableSwitch#(3)、全局配置模式：switch#config terminalswitch#(4)、接口模式：switch（config）#interface fastethernet 0/1switch(config-if)#命令含义：Interface：关键字Fastethernet：接口类型“0”：模块号“1”：接口号特权模式退回用户模式：disiableTAB键：补齐命令进入全局配置模式：configure terminal或conf t进入0/1接口：interface fastethernet 0/1或int f0/1模式间转换：switch >enSwitch#conf tSwitch(config)#int f0/1Switch(config-if)#任何情况下只要按CTRL+Z（或end）回到特权模式Switch（config-if）#exitSwitch（config）#exitSwitch#disableSwitch>CTRL+A:光标移动到命令行的开始位置CTRL+E:光标移动到命令行的结束位置显示系统IOS名称以及版本信息：show version查看MAC地址表：show mac-adress-table[dynamic]Ports：对应交换机的端口号指定接口的双工模式：switch（config-if）#duplex {full/half/auto}指定接口号通信速率：switch（config-if）#speed {10/100/1000/auto}查看以太网接口的双工模式和通信速率：switch interface fastethernet 0/24 有意者请点击。
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。
ethernet switch 通信原理
ethernet switch 通信原理Ethernet Switch 通信原理什么是以太网交换机？以太网交换机是一种常见的网络设备，用于在局域网内实现不同设备之间的通信。
它可以根据MAC地址来决定数据包的转发方向，从而提高网络传输效率。
以太网交换机的工作原理以太网交换机的工作原理可以概括为以下几个步骤：1.学习：交换机通过监听网络中的数据包来学习设备的MAC地址。
当一个数据包到达交换机时，交换机会查看数据包中的源MAC地址，并将其与所在端口进行关联。
这样交换机可以建立一个MAC地址表，记录网络中不同设备的位置。
2.转发：当一个数据包到达交换机时，交换机会查看目标MAC地址，并根据MAC地址表决定将数据包转发到哪个端口上。
如果目标MAC地址在MAC地址表中，交换机会将数据包转发到与目标设备所在端口相对应的端口上。
如果目标MAC地址不在表中，交换机会将数据包广播到所有端口上，以便让目标设备可以接收到数据包。
3.过滤：交换机还可以进行数据包的过滤操作。
通过设置不同的端口模式（如全双工、半双工等），交换机可以确保数据包只在必要的端口上传输，从而减少冲突和碰撞。
4.环路检测：在复杂的网络环境中，存在可能导致数据包无限循环的情况，这就是所谓的环路问题。
为了解决这个问题，以太网交换机通常采用树状拓扑结构，并使用一种叫做Spanning Tree Protocol（STP）的协议来检测和消除环路。
5.管理和监控：现代的以太网交换机通常具备管理和监控功能。
管理员可以通过交换机的管理接口来配置和监控交换机的运行状态，包括端口速率、虚拟局域网（VLAN）、安全设置等。
以太网交换机的优势和应用以太网交换机相比于传统的集线器（Hub）有以下优势：•更高的带宽利用率：交换机可以同时传输多个数据包，从而提高网络的带宽利用效率。
•更低的网络延迟：交换机只将数据包发往目标设备所在的端口，从而减少了网络延迟，使数据传输更加快速。
交换机的工作原理及vlan的配置
实验一：交换机的工作原理及vlan的配置一、实验目的1. 掌握以太网交换机的工作原理；2. 掌握以太网内pc机的通信原理；3. 掌握二层vlan技术；4. 掌握vlan技术的配置；二、实验要求举例说明：该部分是作业项目的实际需求；某公司因为业务需求，要分成两个部门，技术部、财务部；要求平时这两个部门的电脑不能通信，但是他们同属于同一个公司，要求使用统一使用192.168.1.0/24这个地址段的地址。
要求：合理的规划网络；划分vlan，满足客户需求；三、实验内容及步骤1 网络拓扑（例如下图所示）2 方法和步骤1 创建如上的Vlan后分别开启Sw1，Sw2设备。
双击sw1后打开选择Telnet.为其配置地址：127.0.0.1，端口号2101.再选择连接。
进入sw1界面后再选择断开—确定。
再选择会话选项，沟选全部显示字符再确定后重新连接就好了。
而sw2的步骤同上，只是这里的端口号改为2101.2．在sw1下创建vlan.同上sw2的代码如下：3. 设置IP。
双击主机1，进入DOS命令下：输入4测试：4的代码如下：测试表明4与2是通的，其他不通1的代码如下：测试表明1与3通，其他不通2与4相通，其他不通，代码如下：Pc1 ping Pc2不通；Pc1 ping Pc3 通；（做相应的截图）四、实验心得及体会1、通过本次实验从实际了解了VLAN 的含义对连接到的第二层交换机端口的网络用户的逻辑分段，不受网络用户的物理位置限制而根据用户需求进行网络分段及作用可以在一个交换机或者跨交换机实现，通过实验以及对代码的记忆了解，对VLAN的隔离作用得到了充分的了解。
2． 原本对于VLAN的了解不是很深刻，通过老师、同学的帮助及自己的努力获得了这份收获，让我对这门课程有了信心，在实验过程中产生了极大的兴趣。
3.通过本次的实验使知识得到了巩固加强，对于上课时的细节有了更深刻的印象。
以太网交换机工作原理
）的线形渐变底色，如图5.1.7所示。
任务1 设计移动端店铺招牌
• ③新建空白图层，建立羽化为4像素的椭圆形选区，并将 其填充为粉色（色值ffc5db）到浅蓝（色值9de4fe）到浅 黄色（色值e5fdb6），如图5.1.8所示。
任务1 设计移动端店铺招牌
• ⑥设置前景色为（色值fa69ae），再用圆角矩形工具绘制 半径为50像素的圆角矩形，输入文字“12.12，品牌盛典 ”，适当调整字体位置、大小，如图5.1.11所示。
任务1 设计移动端店铺招牌
• ⑦输入广告文字“全场满￥169减50 活动时间12月12日 —12月13日”，注意调整文字大小、位置，最终效果如图 5.1.6所示。
五、调节阀的作用形式
分四种： (a) 正作用气关阀：控制信号从上方来，流量减小。 (b) 正作用气开阀：控制信号从上方来，流量增大。 (c) 反作用气开阀：控制信号从下方来，流量增大。 (d) 反作用气关阀：控制信号从下方来，流量减小。
第二节 调节阀的种类 在各类调节阀中，虽然执行机构不相同，但其阀是通用的。 根据不同的使用要求，调节阀结构有不同种类，如（a）直 通单座、(b)直通双座、(c)角型、(d/e)三通阀、(f)蝶阀、 (g)隔膜阀、(h)笼式阀、(i)凸轮挠曲阀、(j)球阀等。
任务1 设计移动端店铺招牌
• ③导入素材文件“电子素材/项目5/素材/LOGO.psd”，输 入公司名称“尚美优品生活坊”以及广告语“满足顾客需 求创造精彩生活”，调整字体大小、颜色、位置；制作关 注小标：新建图层组并将其命名为，在图层组下绘制圆角 矩形以及爱心形状，输入文字“关注”并调整其大小、位 置，如图5.1.4所示。常用店招，以宣传店铺为主，色调选 用跟公司LOGO主色调一致的蓝色，风格简洁如图5.1.1所 示。
交换机工作原理与交换讲义机基本配置
A
B
C
FFFF.FFFF.FFFF 目标MAC地址
DATA
广播帧
▪广播（Broadcast） 在网络传输中，向所有连通的节点发送消息称为广播。 ▪广播域 广播帧传输的网络范围称广播域，即网络中能接收任何节点发出的广 播报文的所有节点的集合。 交换机不能隔离广播域，因此，一个网络中的交换机的所有端口在同一广 播域。
路由器能隔离广播域，因此，一个路由器的不同端口处于不同的广播域
交换式局域网
• 以交换机（switch）构建的星形网 络
• Switch基于MAC地址转发/过滤 • 利用CSMA/CD机制来避免冲突 • 利用缓存机制来解决端口冲突 • 支持全双工
交换机的分段给网络上每个用户提供了专用带宽，每个用户即刻接 入到全部带宽，且不必和其他用户竞争可用带宽。
•学习
交换机的学习指的是地址学习过程。交换机会记录发送源的源 MAC 地址和源端口，这个过程就是学习过程。交换机只习单播源地址。
假设工作站 A 欲传输单播帧到工作站 D，交换机从端口 E0 收到这个帧 并查看帧的源 MAC 地址，然后把这个地址和对应端口E0 放进 MAC 地 址表中。
•泛洪
当工作站 A 发送帧给 D 的时候，交换机会查看帧的目标 MAC 地址 并看其 MAC 地址表里有没有该条目，但是此时交换机只有 A 的MAC 地址，并没有目标 D 的 MAC 地址，即此时交换机收到的是未知单播 帧，交换机将把未知单播帧从它的所有端口（除了源端口外）发送， 这个过程就叫泛洪。
除了泛洪未知单播帧，交换机还会泛洪另外两种类型的帧：广播帧和组播帧。
•转发或过滤
如果到达交换机的帧目标地址是已知的，交换机则只会将帧转发给连 接目标工作站的特定端口，而不是转发给所有端口。即对该特定端口 为转发，其他端口称为过滤。
以太网交换机技术原理
以太网交换机技术原理以太网交换机的基本原理是通过多个以太网端口来接收和转发数据帧。
每个端口相当于一条通道，可以连接一个或多个计算机。
当一台计算机要发送数据时，它会将数据封装成数据帧，并将数据帧发送给交换机的一些端口。
交换机收到数据帧后，会读取其中的目标MAC地址，然后通过学习和转发的方式将数据帧发送给目标计算机。
交换机学习和转发数据帧的过程主要包括三个步骤：学习、过滤和转发。
学习：交换机收到数据帧后，会提取出数据帧中的源MAC地址，并将这个地址和收到这个数据帧的端口绑定在一起，形成一个表项。
这样，交换机就学会了源MAC地址所对应的端口。
如果收到的数据帧中的源MAC地址已经存在于之前的表项中，交换机会更新这个表项的时间戳。
学习的过程可以通过交换机的学习模块完成，该模块通常是一个CAM（Content-Addressable Memory）表。
过滤：交换机会检查数据帧的目标MAC地址，并与之前学习到的表项进行匹配。
如果目标MAC地址在表项中存在，则说明目标计算机直接连接在与该表项对应的端口上，交换机会直接转发数据帧到这个端口上。
如果目标MAC地址在表项中不存在，交换机会将数据帧广播到除了收到数据帧的端口之外的所有端口，这样可以确保数据帧能够传输到目标计算机。
转发：在进行广播之后，交换机会等待所有连接的计算机响应。
如果有计算机回应，交换机会将这个计算机的MAC地址和所在端口加入到学习表中，下一次发送该计算机的数据帧时可以直接转发到这个端口。
如果没有计算机回应，交换机会丢弃数据帧，避免网络拥堵。
除了学习和转发功能，以太网交换机还有一些其他的功能。
例如：虚拟局域网（VLAN）的实现，可以将交换机的端口划分为不同的虚拟局域网，实现隔离和安全性；链路聚合（Link Aggregation）的实现，可以将多个端口绑定在一起，提高带宽和冗余性；流控和管理功能，可以对流量进行限速和精细的管理等。
总结起来，以太网交换机的技术原理是通过学习和转发方式来实现计算机之间的数据交换，同时可以提供很多其他的功能来满足网络的需求。
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。
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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。
交换机基本概念与配置ppt课件
switch: dir flash:
• 查看flash中的配置命令文件名
switch: rename flash:config.text flash:config.old
• 重命名配置命令文件
switch: boot
• 重启交换机
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4 配置命令
保存交换机配置命令
SW1# copy running-config tftp:
26
谢谢
27
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3 交换机安全
端口安全性措施
在所有交换机端口上实施安全措施：
在端口上指定一组允许的有效MAC地址 只允许一个MAC地址访问端口 指定端口在检测到未经授权的MAC地址时自动关闭
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3 交换机安全
端口安全性措施
安全MAC地址有以下类型：
静态安全MAC地址 动态安全MAC地址 粘滞安全MAC地址
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8
2 交换机帧转发模式
存储转发
存储转发Store and forward 完整地收到帧并检查无错后才转发
Frame
Frame
Frame
交换机将帧向目的端口转发之前要先收到完整的帧并进行CRC校验、确定目的地址。交换机将整个帧存 储在内存缓冲区中，直到它获得有效资源才将其发往目的地。好处是能够抛弃小于64字节的帧以及其他任 何受损的帧，这样可以节约带宽。缺点是延迟较大且不固定，因为它在转发之前要收到并处理完整的帧。
1 交换机工作原理 2 交换机帧转发模式 3 交换机安全 4 交换机的功能
– 地址学习 – 转发和过滤数据帧 – 环路避免
2
交换机的基本原理与配置
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以太网帧格式
Ethernet II帧格式
用来标识上层协议的类型， 例如0800H表示IP协议
前导码
7字节
帧
起
始 定
目的地址
界
符
1
字
6字节
节
源地址
类 型
数据
2
6字节
字
节
46～1500 字节
数据链路层封装
帧校验 序列
4字节
物理层封装
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交换机设备简介
Cisco交换产品体系
Cisco 2960系列交换机
交换机以太网接口速率
接口连打电接话时进行协商 发时不收 协商失半双败工则无法正常通信既收收时又不发发
全双工
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配置前的连接
Console电缆 物理连接
计算机COM口 交换机/路由器Console口
软件连接
超级终端 其他软件
Console接口
配置前的准备
Console线
COM接口
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SecureCRT软件的使用
SecureCRT软件的配置
端口选择 选择连接方式 COM口属性
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Cisco交换机的命令行
用户模式 switch>
特权模式 switch>enable switch#
全局配置模式 switch#config terminal switch(config)#
交换机的命令行
00-00-00-11-11-11 00-00-00-22-22-22 00-00-00-33-33-33
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交换机以太网接口的工作模式
交换机以太网接口双工模式
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ZXR10#con<Tab> ZXR10#configure ZXR10#configure ?
terminal Enter configuration mode ZXR10#conf t
第15页
2020/6/1
超级终端方式
超级终端软件：
推荐使用Windows的超级 终端
开始－>程序－>附件－> 通讯－>超级终端
参数设置：
波特率：9600bps 数据位数：8bits 奇偶校验：No Parity 停止位数：1 stops bit 流控：No Flow control
第16页
• 由两层设备互连的所有站点属于同一个广播域。
• 两层设备的3个功能：
• 地址学习，发/过滤，环路避免。
第9页
2020/6/1
传统以太网与交换式以太网比较
Swtich Hub
冲突域/广播域
冲突域
冲突域
广播域
Hub工作在物理层， 每个接口只是简单地转发比 特，不进行碰撞检测
交换机工作在数据链路层， 根据MAC地址转发或过滤数据帧
为转发（Forwarding）。 第13页
2020/6/1
转发/过滤流程
Frame到达端口
目的MAC地址 YES 是否为广播或组
播地址？
NO
是否
NO
目的MAC地址
已知
YES
根据MAC转发 表进行转发
除进入端口外 所有端口转发
（洪泛）
第14页
2020/6/1
ZXR10 3228简介
• 固定端口：24×100BASE-TX • 扩展槽位：2块 • 扩展模块类型：2端口GE光电组合模块
2020/6/1
以太网的帧结构
以太网的帧结构有两种 IEEE 802.3 帧结构 （包括MAC和LLC） Ethernet II 帧结构 （包括MAC）
网卡收到一个帧时，如何判断？ 当长度/类型字段取值大于1500时，为 Ethernet II 帧 当长度/类型字段取值小于1500时，为 802.3 帧
MSTP配置模 式
ZXR10>
ZXR10#
ZXR10(config)#
ZXR10(configif)#
ZXR10(vlan-db)#
ZXR10(configvlan)# ZXR10(configif)# ZXR10(configmstp)#
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配置系统参数
以太网交换机原理及配置
本章学习内容
• 以太网基础
• 交换机工作原理 • VLAN • STP • 链路聚合
第2页
2020/6/1
局域网参考模型
LAN是指较小地理范围内的计算机网络。
覆盖有限的地理范围 具有较高的数据传输率和较低的误码率 一般属于一个单位所有，易于维护
OSI 参 考 模 型 应用层 表示层 会话层 运输层 网络层
同一 VLAN 的成员可以在二层实现通信，不同 VLAN 的成员不能在二层直接通信。
广播帧、组播帧、未知目的地帧的洪泛都被限定 在一个 VLAN 范围内。 划分在同一 VLAN 中的成员没有任何物理和地理 上的限制。
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2020/6/1
VLAN简介
Switch A
Switch B
工程部 财务部 人事部 VLAN10 VLAN20 VLAN30
//关闭自动协商 //设置双工模式 //设置速率 //设置流控 //打开或关闭端口
//设置千兆端口的光电属性
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2020/6/1
交换机基本操作
实验目的 熟悉交换机的配置指令 实验内容 参看P123，实验3.3.2
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2020/6/1
下节课预习内容
VLAN 基本原理 实验3.4 VLAN 概念及基本配置
迟后重发。 • 10BaseT网中所有站点都在同一个冲突域和广播域。 • 缺点：所有主机共享带宽，难以支持大型网络。
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2020/6/1
交换型以太网
交换机取代集线器
A
B
E0
E1
C
E2 交换机 E3
D
• 交换机的每个端口都是一个独立的冲突域。
• 典型代表：100baseTx，端口工作于全双工模式，CSMA/CD关闭。
MAC 转发表 0260.8c01.1111 E0 0260.8c01.4444 E3 0260.8c01.5555 E0
A
hub
0260.8c01.1111
E0
E1
B 0260.8c01.3333
C
E2
switch
E3
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
交 主 帧 表 由 其 主 行 表 发 当 置 一 假 外 工之换机，中于他机学。该主过设的作后机通写目所习由帧可程所原ADA，向收发开过入的有，于，会判称有理E主向主到出机该地端将交即记断为端：源机A机帧的初项址口主换仅录出口基M过A发D并是A、始，不转机机向发于EA滤单发的C响、一D化这在发已端送D（源地播送位之应的E个时一该经口。MFM址帧在一i置间了广MlAA，过帧知Et了时同e个A，0CC的主播r程，道M端i解转学，一C单n加帧机帧Ag地称这主口到发习交接播）入C将，A址为一机转转主表，换口数，。M直交和过地A发发机中基机，据交A接换的端程址，C表，于A如这帧换转机位转口经称学而是交目何时。机发收置发由E为习不空换的工交交在3，到，表端。洪关是的机M作换换端主后将，口泛联洪A。将？机机口机会基交CE（，泛向会在E转0B向于换F3接放，除忽和E发收l除目o机0入入这了略oC。端到了的d已不M，一E该i口此n入M知0A能在过g帧之收帧A）C端A看程转，C转外到并的。口转到称发这发的该进位之。
802.3z
1000BaseLX
1000BaseT 10GbE
802.3z
802.3ab 802.3ae
第5页
距离
? 500米 500米 500米 185米 100米 100米 400米
260米 550米
550米 5km 100米 65米 40公里
介质
同轴 同轴 同轴 同轴(RG-11)
同轴(RG-58) 3类UTP 5类UTP 多模光纤 单模光纤 62.5µm多模光 纤 50µm多模光纤 50µm多模光纤 10µm单模光纤 5E或6类UTP 50µm多模光纤 10µm单模光纤
spanning-tree mst configuration（全局 配置模式）
配置VLAN接口IP参数 配置MSTP参数
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在线帮助和命令缩写
ZXR10>? Exec commands:
enable Turn on privileged commands exit Exit from the EXEC login Login as a particular user logout Exit from the EXEC ping Send echo messages quit Quit from the EXEC
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Ethernet II 帧结构
64到1518字节
字节 7
166
2
46到1500字节
4
PRE SFD DA SA TYPE DATA PAD CRC
PRE：先导字节, 7个字节7个10101010 – Wakeup SFD：帧开始标志,1个字节 10101011 - Caution DA：6个字节目的 MAC地址 SA: 6个字节源MAC地址 TYPE：2个字节表示上层协议类型，如 IP（0x0800)
1Gbit/s
1Gbit/s 10Gbit/s
通用名称
Xerox以太网 Ethernet I Ethernet II 10Base5(粗缆) 10Base2(细缆) 10BaseT 100BaseTX 100BaseFX
1000BaseSX
IEEE编号
DIX DIX 802.3 802.3 802.3 802.3u 802.3u
< MAC address, port, age> MAC address: 主机MAC地址 port: 到达该主机的交换机的端口号 age: 表项的生命期
以太网交换机遵循透明网桥的工作方式，不对帧作任何修 改，且MAC转发表通过交换机自学习的过程形成。
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透明桥原理
E 0260.8c01.5555
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本章学习内容
• 以太网基础 • 交换机工作原理
• VLAN
• STP • 链路聚合
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VLAN：在二层网络中划分广播域
• 每个端口是一个独立的冲突域 • 所有端口属于一个广播域
扁平式二层网络的优点：无需配置，加电即可工作。
扁平式二层网络的缺点：
广播风暴 安全性问题（信息访问控制、病毒）
configure terminal（特权模式）
interface<interface-name>（全局配置模 式）
配置全局业务参数 配置端口参数
vlan database（特权模式）
批量创建或删除VLAN
vlan <vlan-id>（全局配置模式）
配置VLAN参数
interface vlan <vlan-id>（全局配置模式 ）