交换机基础知识
交换机基础知识.
2.2 交换机的分类与性能指标
2. 交换机的分类
从应用区域划分：广域网交换机和局域网交换机
• 广域网交换机: 主要应用于电信领域，提供通信基础平台。
•
局域网交换机则: 应用于局域网络，用于连接终端设备， 如PC机及网络打印机等。
注意交换机的分类
按组建园区网的网络拓扑结构层次，可划分为：接入层交换 机、汇聚层交换机和核心层交换机。 • 核心层交换机: 一般采用机箱式模块化设计，机箱中可承载 管理模块、光端口模块、高速电口模块、电源等，具有很高的 背板容量； • 汇聚层交换机: 可以是机箱式模块化交换机，也可以是固定 配置的交换机，具有较高的接入能力和带宽，一般会包含光端 口、高速电口等端口；
2. 交换机的分类
按照交换机的可管理性，可分为：
交换机概述
.2 交换机的交换模式
存储转发(Store and Forward)
特点：交换机接收到数据包后，首先将数据包存储到缓冲 器中，进行CRC循环冗余校验,如果这个数据包有 CRC错误，则该包将被丢弃；如果数据包完整， 交换机查询地址映射表将其转发至相应的端口。 优点：没有残缺数据包转发，可减少潜在的不必要的数据 转发 缺点：转发速率比直接转发方式慢。 适用环境：存储转发技术适用于普通链路质量或质量较为 恶劣的网络环境，这种方式要对数据包进行处理， 所以，延迟和帧的大小有关。
• 接入层交换机: 一般是固定配置的交换机，端口密度较大， 具有较高的接入能力，以10/100M端口为主，以固定端口或扩展 槽方式提供1000Mbps的上联端口。
2. 交换机的分类
根据传输介质、传输速度以及发展历史上看，局域网 交换机有这样一些类型：
• 以太网交换机 • 快速以太网交换机 • 千兆以太网交换机 • 万兆以太网交换机 • FDDI交换机 • ATM交换机 • 令牌环交换机 • ……
交换机基本知识
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100M以太网端口、FDDI端口或155M ATM端口，从而保证整个网络的传输性能。
2、交换机的特性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。
《交换机基础知识》课件
交换机安全威胁
非法访问和恶意攻击
01
未经授权的访问和恶意攻击是交换机面临的主要安全威胁，可
能导致数据泄露、网络瘫痪等严重后果。
病毒感染和传播
02
交换机如果感染病毒，可能会成为病毒传播的源头，影响整个
网络的正常运行。
拒绝服务攻击
03
通过大量无效的网络流量或请求，导致交换机资源耗尽，无法
MAC地址表大小
交换机能够学习的MAC地址数量，影响交 换机的转发能力。
03
交换机的应用场景
企业网络中的应用
企业网络中，交换机主要用于连接各 个部门和分支机构，实现内部数据的 高速传输和共享。
企业网络中的交换机通常具备较高的 端口密度和扩展性，以满足大规模网 络连接需求。
交换机能够提供多种安全特性，如访 问控制列表（ACL）、端口安全等， 保障企业网络安全。
02
交换机的工作原理
交换机转发原理
交换机根据目的MAC地址进行数据帧的转发。
交换机通过学习源MAC地址与端口映射关系，建立MAC地址表，实现快速转发。
当收到数据帧时，交换机查找MAC地址表，确定目的端口，并将数据帧转发到对应 端口。
交换机的交换方式
01
02
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直通式交换
数据帧头部的信息被直接 传输到目的端口，不经过 CPU处理。
存储转发式交换
数据帧先存储在缓冲区， 然后根据MAC地址表进行 转发。
碎片隔离式交换
数据帧长度达到一定值后 才会转发，以减少冲突和 丢包。
交换机的性能指标
吞吐量
交换机每秒传输的数据量，Hale Waihona Puke 常以Mbps为 单位。背板带宽
交换机内部总线的数据传输能力，决定了交 换机的数据处理能力。
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
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05
思科（Cisco）
华为（Huawei） 新华三（H3C） 锐捷（Ruijie）
瞻博网络 （Junipe…
交换机技术基础知识
交换机技术基础知识交换技术可分为：端口交换、帧交换和信元交换。
下面是整理的交换机技术基础知识，希望对你有帮助!1.端口交换技术端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段(每条网段为一个广播域)，不用网桥或路由连接，网络之间是互不相通的。
以大主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上，端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。
根据支持的程度，端口交换还可细分为：模块交换：将整个模块进行网段迁移。
端口组交换：通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。
端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。
这种交换技术是基于OSI第一层上完成的，具有灵活性和负载平衡能力等优点。
如果配置得当，那么还可以在一定程度进行容错，但没有改变共享传输介质的特点，自而未能称之为真正的交换。
2.信元交换技术ATM技术采用固定长度53个字节的信元交换。
由于长度固定，因而便于用硬件实现。
ATM采用专用的非差别连接，并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但并不会影响每个节点之间的通信能力。
ATM还容许在源节点和目标、节点建立多个虚拟链接，以保障足够的带宽和容错能力。
ATM采用了统计时分电路进行复用，因而能大大提高通道的利用率。
ATM的带宽可以达到25M、155M、622M甚至数Gb的传输能力。
但随着万兆以太网的出现，曾经代表网络和通讯技术发展的未来方向的ATM技术，开始逐渐失去存在的意义。
3.帧交换技术帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。
一般来讲每个公司的产品的实现技术均会有差异，但对网络帧的处理方式一般有以下几种：直通交换：提供线速处理能力，交换机只读出网络帧的前14个字节，便将网络帧传送到相应的端口上。
存储转发：通过对网络帧的读取进行验错和控制。
前一种方法的交换速度非常快，但缺乏对网络帧进行更高级的控制，缺乏智能性和安全性，同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。
交换技术汇总：交换机的116个基本知识点
交换技术汇总：交换机的116个基本知识点1. 以太网最初基于同轴电缆．1972年发明，1979年Xeroxinter 和DEC提出DIX版.2. 1983年，IEEE802.3标准提出.3. CSMA/CD 通讯过程，传输—监听—干扰—随机等待—传输。
4. 传统以太网用网桥来分割主机，用路由器连接网段。
5. 交换式以太网，平时主机都不连通，当需要通信时，通过交换设备连接对端主机，完成后断开。
交换设备包括，交换式集线器和交换机。
6. 交换式以太网物理逻辑均为星型。
分割冲突域，将网络冲突限制到最小范围。
7. RMON共九组，常用的端口统计、历史、告警、事件4组。
8. 数据流量区分，按组织行政构成、按主机类型、按物理分布、根据应用类型。
9. 80／20规则，80％在本地，20％其他网段。
20／80规则，相反。
10. 交换机单个百兆口64字节包转发1488810pps，路由器整机64字节包转发小与100100pps。
11. 三层交换技术的实现硬件的路由转发，转发路由表也是由软件通过路由协议建立的。
12. 三层交换与路由均为根据逻辑地址确定路径、运行三层校验和、使用TTL、对信息处理和相应，分析报文、用MIB更新SNMP管理。
13. 三层交换优点：基于硬件包转发、低时延、低花费。
14. 四层交换基于数据流，实现一次路由，多次交换。
考虑端口号和协议字段。
15. 局域网设计原则，考察物理链路、分析数据流特征、采用层次化模型、考虑冗余16. 局域网管理系统功能：配置功能、监控功能、故障隔离。
17. 必须保证的网络性能，带宽和时延。
其取决的一个重要因素，线缆的类型和布局。
18. 为用户增加带宽，增加总体带宽&减少在一个共享介质上的用户数量。
19. 快速以太网（100M）标准为802.3u。
20. 自协商使用物理芯片来完成，不需要专用的数据报文。
发送16bi的报文，整个保文按16ms间隔重复。
21. 速率不通过自协商一样可完成，但工作方式会产生问题。
交换机的基础知识
交换机的基础知识1.1 交换机简介交换机是计算机网络中的关键设备，用于连接各种网络设备，实现数据的高效传输。
与集线器不同，交换机能够根据MAC地址学习和过滤数据，提高网络性能和安全性。
1.2 交换机的工作原理交换机在数据链路层工作，根据目标设备的MAC地址将数据包从源端口传送到目标端口。
通过建立MAC地址表，交换机能够学习设备的物理位置，实现更快速、精准的数据传输。
二、交换机的基本配置2.1 连接交换机在使用交换机之前，首先要通过网线将计算机或其他网络设备与交换机连接。
确保连接的网线正常，端口指示灯亮起，表示连接正常。
2.2 登录交换机要配置交换机，首先需要登录到其管理界面。
通常，我们可以通过Telnet或串口连接来进行登录。
确保登录时使用的用户名和密码是正确的，以确保获取管理员权限。
三、交换机的基本命令3.1 查看端口状态在交换机上，了解端口的状态是很重要的。
使用以下命令可以查看端口的工作状态和连接情况：bashCopy codeshow interfaces status这个命令会列出所有端口的详细信息，包括端口的速度、双工模式以及连接状态。
3.2 配置VLAN虚拟局域网（VLAN）是交换机中一个重要的概念，通过将不同的端口划分到不同的VLAN中，可以实现逻辑上的隔离。
以下是配置VLAN的简单命令：bashCopy codevlan databasevlan 10vlan 20exit这个命令序列会创建两个VLAN（ID为10和20）。
3.3 配置端口将端口划分到特定的VLAN中是常见的配置任务。
使用以下命令可以完成这个操作：bashCopy codeinterface fastEthernet 0/1switchport mode accessswitchport access vlan 10这个命令将交换机的端口FastEthernet 0/1配置为访问模式，并划分到VLAN 10中。
3.4 保存配置在完成配置后，务必将配置保存到交换机的非易失性存储中，以便在重新启动后配置依然生效：bashCopy codewrite memory这个命令将当前的运行配置保存到交换机的闪存中。
交换机基础,交换的相关概念
一、交换机基础1.1、常见的局域网故障1、环路问题：如果二层内部没有开启STP等防环路协议，则可能出现广播风暴等环路问题。
2、mac地址漂移：Port号与MAC地址映射出错；交换机的复制转发洪泛机制占用链路带宽。
3、ARP攻击：在局域网内形成arp 欺骗或者网关欺骗。
1.2、交换概念MAC地址表项（Vlan）：使用一列Vlan表项来对MAC地址表进行逻辑层面的分层，使得广播域隔离。
（若收到不带Vlan标签的帧，则交换机便无法进行转发，只有带有Vlan标签的帧才能到达出端口。
802.1q（Vlan帧格式）：在原有的以太帧基础上，源MAC地址后加上一个2Byte的Tag字段。
o Tag字段为2字节，32bits。
o TPID占前16bits，用于标识该帧是否带有Vlan标签，固定为0x8100。
o Priority占3bits，用于标识优先级，实现二层QoS。
o CFI占1bit，用于区分令牌环网与以太网。
o D占最后的12bits，用于区分vlan id，范围为0-4095，可用vlan 编号为1-4094。
vlan标签帧端口标签配置：打标签一定在入口，去除标签一定在出口Access口入口若不带标签，则打上vlan标签；若带标签，则只对相同标签的帧进行转发，出口去除标签。
Trunk口（二层中主要实现不同Vlan之间的透传）入口若带标签，则判断是否允许转发；若不带标签，则打上pvid，再判断是否允许转发，出口，若标签与pvid相同，则去除标签；若标签不同，则判断是否允许转发。
二、三层交换机1、三层Vlan虚拟接口•在int vlan后，将创建一个虚拟三层接口，并且生成该接口的MAC 地址•在三层vlan虚拟接口之间进行转发时，将通过查询路由表来修改为下一跳所对应的源、目的MAC地址以及Vlan标签。
•2、三层交换设备互联•转换为路由口（设备支持），如华为设备的undo portswitch。
•使用Trunk口互连（需相同Vlan），需要对端的设备也配成为Trunk 模式。
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四、交换机基本调试配置（九）
+ （三）交换机基本配置 + 交换机接口类型讲解（1）：
+ Access： 1. Access端口的PVID就是其所在的VLAN，不能配置。 2. 接收到不带标签的报文后打上PVID标签，发送时剥离数据帧的标
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二、交换机的分类（一）
（一）按协议划分 1、以太网交换机 2、电话交换机 3、ATM交换机
以太网交换机
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电话交换机
二、交换机的分类（二）
（二）按是否支持网管功能划分 1、网管型交换机 2、非网管型交换机（常说的傻瓜交换机）
Console管理口
网管交换机
傻瓜交换机
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二、交换机的分类（三）
（五）厂商按性能/功能的划分（以华三产 品为例） 1、LI版 2、SI版 3、EI版 4、HI版
以华三交换机为例，对于一个系列， 又可分为以上几个版本，例如：S556030S-EI、S5560-32C-HI等。
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课程提纲
一．交换机的作用和特点 二．交换机的分类 三．交换机工作原理 四．交换机基本调试配置 五．光纤基础知识 六．光模块基础知识 七．交换机故障排除
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三、交换机的工作原理（一）
+ （一）MAC地址表初始化 + 交换机刚启动时，MAC地址表内无表项。
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三、交换机的工作原理（二）
+ （二）MAC地址表学习过程（1） 1. PCA发出数据帧 2. 交换机把PCA的帧中的源地址MAC_A与接
收到此帧的端口E1/0/1关联起来 3. 交换机把PCA的帧从所有其他端口发送出
去（除了接收到帧的端口E1/0/1）
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三、交换机的工作原理（三）
+ 接上
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三、交换机的工作原理（四）
+ （二）MAC地址表学习过程（2） 1. PCB、PCC、PCD发出数据帧 2. 交换机把接收到的帧中的源地址与相应
的端口关联起来
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三、交换机的工作原理（五）
+ （三）数据帧转发 1. PCA发出目的到PCD的数据帧 2. 交换机根据帧中的目的地址，从相应的
网络维护基础知识
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课程简介
课程重点
+ 交换机作用和特点 + 交换机的工作原理和基本调试 + 交换机常见故障排除
课程难点
交换机工作原理 交换机故障排除
使用到的工具、用具
+ PC机、仿真终端软件（SecureCRT、xshell）、USB转COM线、 Console线、网线等。
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课程提纲
+ （二）通过Console管理口本地登录交换 机（3）
+ PC端使用仿真终端软件连接过程（1）
+
精品课件
四、交换机基本调试配置（五）
+ （二）通过Console管理口本地登录交换 机（4）
+ PC端使用仿真终端软件连接过程（2）
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四、交换机基本调试配置（六）
+ （二）通过Console管理口本地登录交换 机（5）
分为本地或远程登录，如下： 1. 本地：通过Console口本地访问 2. 远程： ① 使用Telnet终端访问 ② 使用SSH终端访问 + 本文后续将介绍通过交换机Console口
本地登录方式进行登录交换机
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四、交换机基本调试配置（二）
+ （二）通过Console管理口本地登录交换
机（1）
+ PC端使用仿真终端软件连接过程（3） + 登录成功进入设备后，可进行相关配
置操作
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四、交换机基本调试配置（七）
+ （三）交换机基本配置 + VLAN技术讲解： 1. 有效控制广播域范围 2. 增强局域网的安全性 3. 灵活构建虚拟工作组
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四、交换机基本调试配置（八）
+ （三）交换机基本配置 + 配置VLAN，以华三产品为例： 1. 创建VLAN，范围1-4094 2[.Sw将itc指h] 定vla端n v口lan-加id 入到当前VLAN中
（三）按工作环境划分 1、企业网交换机 +2、工业交换机（使用环境恶劣，对可靠 性要求极高的工业应用场景，工作温度范 围可达-40~85°C）
企业网交换机
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工业交换机
二、交换机的分类（四）
（四）厂商对产品的划分（以华三产品为 例） 1、盒式交换机 2、框式交换机
盒式交换机
框式交换机
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二、交换机的分类（五）
1. 通常在设备的前面板上，有Console或
Con单词标识的接口，即为设备的
Console配置接口
2. 如果前面板上找不到，请在后面板上查
找一下
Console管理口
3. 有些设备会存在“con/aux” 标识的接
口，也代表着是Console配置接口
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四、交换机基本调试配置（三）
+ （二）通过Console管理口本地登录交换 机（2）
一．交换机的作用和特点 二．交换机的分类 三．交换机工作原理 四．交换机基本调试配置 五．光纤基础知识 六．光模块基础知识 七．交换机故障排除
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一、交换机的作用和特点
一．广义的交换机（switch）就是一种在通 信系统中完成信息交换功能的设备。
二．交换机的作用和特点：
1. 提供大量高密度、单一类型的接口，用于设备 接入。
2. 对以太网数据帧进行高速而透明的交换转发。 3. 提供以太网间的透明桥接和交换。 4. 依据链路层的MAC地址，将以太网数据帧在端
口间进行转发。
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课程提纲
一．交换机的作用和特点 二．交换机的分类 三．交换机工作原理 四．交换机基本调试配置 五．光纤基础知识 六．光模块基础知识 七．交换机故障排除
端口E1/0/4发送出去 3. 交换机不在其他端口上转发此单播数据
帧
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课程提纲
一．交换机的作用和特点 二．交换机的分类 三．交换机工作原理 四．交换机基本调试配置 五．光纤基础知识 六．光模块基础知识 七．交换机故障排除
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四、交换机基本调试配置（一）
+ （一）登录交换机的方式 + 登录交换机以对其进行配置管理，可
1. 电脑使用Console线缆连接到设备 Console接口上
2. 电脑上使用SecureCRT、Xshell、Putty 等工具进行登录，登录时，协议一定要 选择“串口”或“serial”
3. 当今的电脑上都已经不配备串口（com）， 故需要购买USB转COM线缆
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四、交换机基本调试配置（四）