05组建与维护企业网络-交换机

Catalyst 2950, 48 10/100 with 2 GBIC slots, Enhanced Image
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交换机的访问方法
Console电缆
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主机串口设置
选择与交换机相连 的串口
点击〔还原默认值〕
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交换机的启动2－1
硬件平台
设备MAC地址
Switch(config-if)# • Line模式：Switch(config)#line console 0
Switch(config-line)#
交换机的配置模式
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阶段总结
交换机的交换矩阵
冲突域与广播域
交换机转发数据的工作原理 交换机的内部交换方式 Catalyst 2950系列交换机
11
22
33
44
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交换机数据转发原理12－11
❖交换机最终的MAC地址表 MAC地址
11
wk.baidu.com44
A
22
33
MAC地址
11 44 22 33
端口号
3 2 3 1
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端口号
1 3 2 3
B
交换机数据转发原理12－12
• 转发
• 交换机根据MAC地址表单播转发数据帧
• 学习
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单工、半双工与全双工
• 单工
• 只有一个信道，传输方向只能是单向的
例如：寻呼机
•
半双工
• 只有一个信道，在同一时刻，只能A是单向传输
例如B ：对讲机
• 全双工
• 双信道，同时可以有双向数据传输 A
例如：电话B
A
B
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冲突与冲突域
❖如果冲突过多，则传输效率就会降低
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以太网MAC地址
• 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
24比特 （供应商标识）
24比特 （供应商对网卡的唯一编号）
例如：00－06－1b－e3－0对–9于物3目理－的地6地址c址（：单播地0址0）－0d－28－be－b6－42
1–逻辑地址（组播地址）
IBM
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数据链路层与交换机
第5章
本章目标
• 能够正确接入交换机，并掌握Cisco交换机的基本操作
• 了解数据链路层的功能 • 了解以太网帧格式 • 了解交换机的数据转发原理 • 熟悉Cisco交换机的几种操作模式
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本章结构
数据链路层
数据链路层与 交换机
链路层设备 －交换机
AA
端口1dadAtaata
端口3 端口2
BB 端口3
B
端口1
端口2
11
22
33
44
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交换机数据转发原理12－4
MAC地址
11
端口号
3
B
data
• 交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作：
• 交换机B查看MAC地址表
• 交换机B学习源MAC地址和端口号
22
• 交换机B向所有端口广播数据包
介质访问控 制子层 （MAC)
物理层
IEEE802.2
以 太 网
IEEE802.3
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MAC子层与LLC子层2－1
• 介质访问控制（MAC）子层（802.3）
• 将上层交下来的数据封装成帧进行发送(接收时进行相反的过程，将帧拆 卸)；
• 实现和维护介质访访问控制协议，例如CSMA/CD； • 比特差错检测； • MAC帧的寻址，即MAC帧由哪个站（源站）发出，被哪个站／哪些站接
例如：100BASE-TX
数据速率基为带1，00即M物U理TP介或质S为TP 以太网专用
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阶段总结
数据链路层的功能 以太网与数据链路层的关系 以太网使用CSMA/CD 以太网地址 以太网帧格式
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阶段练习
☺ 以太网使用什么算法来避免冲突？工作原理是什么？ ☺ 以太网帧的长度范围是多少？
• 交换机A学习源MAC地址和端口号 • 交换机A查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目，单播转发数据到端口
1
• 主机11，收到数据帧
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交换机数据转发原理12－10
AA
A
端口1
端口3 端口2
BB 端口3
端口1 Bdata
端口2
在这个过程中，交换机的 MAC地址表中已经学到了需 要的条目，交换机通过单播的 方式，转发了数据帧
第4章内容回顾
• 什么是综合布线系统 • 综合布线系统的六大子系统 • 槽管的规格、品种及铺设 • 综合布线的工程设计要点
• 工程设计整体考虑 • 六大子系统的设计
• 布线工程施工实用技术
• 信息模块的压接技术 • 布线技术和标识管理
• 布线系统的测试与验收
• 线缆的认证测试与验证测试 • 布线工程的验收
CISCO
以太网帧格式
❖802.3 以太网帧格式
大于0600H表示类型，小 于0600H表示长度
前导码
7字节
帧
启
始 定
目的地址
界
符
1 字 6字节
节
类
源地址 型/
长 度
数据
6字节
2
46～1500
字
字节
节
数据链路层封装
物理层封装
帧校验 序列
4字节
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以太网标准
数据链 路层
逻辑链路控 制子层（LLC)
冲突域 冲突域
广播
广播域
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....
广播域
交换机内部交换方式3－1
• 存储转发 发送
缓存
交换机
FCS 校验
接收
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交换机内部交换方式3－2
• 快速转发
发送
直接发送 交换机
接收
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交换机内部交换方式3－3
• 分段过滤（Fragment Free ）
WS-C2950T-24
24 10/100 ports w/ 2 10/100/1000BASE-T ports, Enhanced Image
WS-C2950G-24-EI
Catalyst 2950, 24 10/100 with 2GBIC slots, Enhanced Image
WS-C2950G-48-EI
MA类4时若C8型，监地位、边听址，数发到前据边冲24、继突位帧续，是校监则厂验听立商。
工作原理
编即号停，止后发送24。位等是待网一卡 编段号随数机根据时据转间M发（A原C称理地为址退表转 避）以发后数，据再，重M新AC尝地址
要有一个统一的规范呢？
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以太网采用CSMA/CD
• CSMA/CD—带冲突检测的载波监听多路访问 • 以太网采用CSMA/CD避免信号的冲突 • 工作原理
• 发送前先监听信道是否空闲， 若空闲则立即发送数据。 • 在发送时，边发边继续监听 • 若监听到冲突，则立即停止 发送 • 等待一段随机时间（称为退 避）以后，再重新尝试
交换机数据转发原理12－8
MAC地址
端口号
11
3
B
44
2
• 交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作：
• 交换机B学习源MAC地址和端口号 • 交换机B查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目，单播转发数据到端口
3
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交换机数据转发原理12－9
MAC地址
端口号
11
1
44
3
A
• 交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作：
访问交换机 交换机启动信息 交换机的配置模式
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阶段练习
☺ 什么是冲突域？什么是广播域？ ☺ 交换机的3种交换方式各有什么优缺点？
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本章总结
数据链路层
数据链路层与 交换机
链路层设备 －交换机
功能
CS发M送A/C前D先监听信道是
以太网
帧格目否即式的空发地闲送址，数、若据源空。地闲在址则发、立送
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以太网交换机
❖ 交换机是用来连接局域网的主要设备
▪ 交换机能够根据以太网帧中目标地址智能的转发数据， 因此交换机工作在数据链路层 ▪ 交换机分割冲突域，实现全双工通信
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交换机数据转发原理12－1
AA
BB
端口3
端口3
A主机11给主机33发送一个数据帧： B
端口1 目标地端址口：2 33
2 数据链路层
1 物理层
层
主机A
网络层协议
网络层
数据链路层协议
数据链路层
物理层协议
物理层
主机B
包
帧
以太网
比特 数据单元
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什么是以太网
• 我们平常使用的局域网就是以太网
①如果中间的线路是共享 的，这条链路在同一时间 由②谁③来如使主果用机主呢之机？间A发如发出何送一来的个保数据， 证数这需据些要包主保给机证主能双机有方B序，互的如相使何都用标能 共识享读主线懂机路，A，和那不主么发机它生B们数呢发据？送的这的 冲就突数是？据主的机格的式地，址是问不题是。需
• MAC地址表是交换机通过学习接收的数据帧的源MAC地址来形成 的
• 广播
• 如果目标地址在MAC地址表中没有，交换机就向除接收到该数据 帧的端口外的其他所有端口广播该数据帧
• 更新
• 交换机MAC地址表的老化时间是300秒 • 交换机如果发现一个帧的入端口和MAC地址表中源MAC地址的所
在端口不同，交换机将MAC 地址重新学习到新的端口
收（目的站）。
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MAC子层与LLC子层2－2
• 逻辑链路控制（LLC）子层（802.2）
• 建立和释放数据链路层的逻辑连接； • 提供与上层的接口； • 给帧加上序号。
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以太网命名方法
• N－信号－物理介质
• N：以兆位为单位的数据速率，如10、100、1000 • 信号：基带还是宽带 • 物理介质：标识介质类型
从FLASH中加载 IOS
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交换机的启动2－2
IOS版本信息
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交换机的配置模式
• 用户模式：Switch> • 特权模式：Switch>enable
Switch# • 全局配置模式：Switch#config terminal
Switch(config)# • 接口配置模式： Switch(config)#interface fa0/演1示
端口1
源地址： 11
端口2
data
11
22
33
44
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交换机数据转发原理12－2
MAC地址
11
端口号
1
A
❖ 交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： ▪ 交换机A查找MAC地址表 ▪ 交换机A学习主机11的MAC地址 ▪ 交换机A向其他所有端口发送广播
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交换机数据转发原理12－3
功能 以太网
CSMA/CD 帧格式
工作原理
MAC地址 数据转发原理 全双工工作原理
内部交换方式
产品概述－Cisco Catalyst 2900系列
访问方法
基本配置
启动信息
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配置模式
数据链路层的功能2－1
• 数据链路层
• 位于网络层与物理层之间
网络层
数据链路层
物理层
主机A
数据链路层协议
发送
收到64字 节后发送
冲突 检测
交换机
接收
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交换机产品介绍
产品编号
WS-C2950-24
描述
24 port, 10/100 Catalyst Switch, Standard Image only
WS-C2950C-24
24 10/100 ports with 2 100BASEFX uplinks, Enhanced Image
• 主机22，查看数据包的目标MAC地址不是自己，丢弃数据包
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交换机数据转发原理12－5
AA
A
端口1
端口3 端口2
data
BB 端口3
B 端口da1dtaata
端口2
11
22
33
44
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交换机数据转发原理12－6
data
在这33个过程中，交换机的
MAC地址表中没有需要的条
data
目，交换机通过广播的方式，
转发了数据帧
44
• 主机33，接收到数据帧 • 主机44，丢弃数据帧
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交换机数据转发原理12－7
AA
A
端口1
BB
这时，主端机口434要给主机1端1发口3送一个数据
帧： 目标端地口2址：11 源地址： 44
B
端口1
端口2
data
11
22
33
44
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主机A 主机B
主机C
......
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冲突域
分割冲突域
❖为了提高传输效率，分割冲突域
冲突域1
冲突域2
......
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冲突域3
交换机背板交换矩阵结构
❖交换机的每个端口访问 另一个端口时，都有一条 专有的线路，不会产生冲 突。
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冲突域与广播域
❖广播域指接收同样广播消息的节点的集合，如：在该 集合中的任何一个节点传输一个广播帧，则所有其他能 收到这个帧的节点都被认为是该广播帧的一部分 ❖交换机分割冲突域，但是不分割广播域，即交换机的 所有端口属于同一个广播域
网络层 数据链路层
物理层
主机B
包(Packet） 帧（Frame） 比特（Bit） 数据单元
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数据链路层的功能2－2
• 数据链路层的功能
• 数据链路的建立、维护与拆除 • 帧包装、帧传输、帧同步 • 帧的差错恢复 • 流量控制
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以太网
• 以太网工作在数据链路层
网络层