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
以太网交换机设置
如何配置以太网交换机串口通过配置电缆与以太网交换机的Console 口连接。
一、通过Console 口搭建配置环境建立本地配置环境，只需将微机（或终端）的串口通过配置电缆与以太网交换机的Console 口连接。
（2）在微机上运行终端仿真程序（Windows 9x的超级终端等），设置终端通信参数为波特率9600bps、8位数据位、1位停止位、无校验和无流控，并选择终端类型为VT100。
如图2-2至图2-4所示。
（3）给以太网交换机通电，终端上显示以太网交换机的自检信息，自检结束后提示用户键入回车，之后将出现命令行提示符（如<Quidway>）。
（4）键入命令，配置以太网交换机或查看以太网交换机运行状态。
需要帮助可以随时键入“?”。
二、通过Telnet 搭建配置环境如果用户已经通过Console 口正确地配置了以太网交换机管理VLAN 接口的IP 地址（在VLAN 接口视图E下使用ip address 命令），并已指定与终端相连的以太网端口属于该管理VLAN（在VLAN 视图E下使用port 命令），这时可以利用Telnet 登录到以太网交换机，然后对以太网交换机进行配置。
（1）在通过Telnet 登录到以太网交换机之前，需要通过Console 口在交换机上配置欲登录的Telnet 用户名和认证口令。
说明：Telnet 用户登录时，默认需要进行口令认证，如果没有配置口令而进行Telnet登录，则系统会提示“password required, but none set.”。
可用下面的命令配置用户登录口令。
<Quidway> system-viewEnter system view， return user view with Ctrl+Z.[Quidway] user-interface vty 0[Quidway-ui-vty0] set authentication password simple xxxx（xxxx 是欲设置的Telnet 用户登录口令）（2）建立配置环境，只需将微机以太网口通过局域网与以太网交换机的以太网口连接。
以太网交换配置实验报告
以太网交配置实验报告屠建国通信103学号20100142392012-11-14任务要求：1、掌握以太网交换原理；2、掌握Vlan配置方法；3、掌握三层交换原理；4、掌握链路聚合的配置方法实验一用trunck口实现Vlan跨交换机扩展要求：PC0、PC2属于vlan10，PC1、PC3属于vlan20，在SW0上进行正确的配置，要求实现PC0和PC1之间不能通信，PC2和PC3之间不能通信，PC0和PC2之间可以通信，PC1和PC3之间可以通信。
IP设置：实验步骤：一、建立好数据连接。
如上图二、设置好各IP，具体如下：PC0：192.168.1.1 255.255.255.0PC1：192.168.1.2 255.255.255.0PC3：192.168.1.3 255.255.255.0PC4：192.168.1.4 255.255.255.0三、配置交换s1代码如下：1、在交换机上创建两个vlan，分别是Vlan 10 和Vlan 20Switch>enSwitch#config tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#vlan 10Switch(config-vlan)#vlan 202、指定两个端口fa0/1 和fa0/2Switch(config)#interface fa0/1Switch(config-if)#switch mode accessSwitch(config-if)#switch access vlan 10Switch(config-if)#interface fa0/2Switch(config-if)#switch mode accessSwitch(config-if)#switch access vlan 203、设置交换机S1与S2连接端口类型，端口fa0/3允许fa0/1和fa0/2通过Switch(config-if)#switch moder trunkSwitch(config-if)#switch trunk allSwitch(config-if)#switch trunk allowed vlan 10,205、查看配置情况，是否成功。
交换式以太网工作原理
交换式以太网工作原理
交换式以太网是一种广泛应用于计算机网络中的局域网技术。
它的工作原理是基于数据包交换和MAC地址的。
下面是交换
式以太网的工作过程：
1. 数据包传输：当一台计算机发送数据时，数据被分成较小的数据包，并添加上目的MAC地址和源MAC地址信息。
2. 交换机的接收：交换机接收到数据包后，会检查数据包的目的MAC地址。
3. 寻址表：交换机维护一个寻址表，记录着网络中各个设备的MAC地址和对应的接口。
4. 学习过程：当交换机接收到一个数据包时，它会查找寻址表，以确定目的MAC地址所对应的接口。
如果目的MAC地址不
在寻址表中，交换机会将数据包发送到所有的接口（广播）。
5. 数据包转发：交换机根据目的MAC地址将数据包转发到正
确的接口上，并学习到数据包的源MAC地址和对应的接口。
6. 冲突域分割：由于交换式以太网采用全双工通信，交换机将每个接口分割成一个独立的冲突域，因此可以同时进行数据的发送和接收，避免了数据冲突。
7. 数据包交换：交换机根据接收到的数据包的目的MAC地址，将数据包转发到目标设备，而不会广播到整个网络。
总的来说，交换式以太网通过学习MAC地址和使用交换机进行数据包转发，实现了高效的数据传输和冲突域分割，提高了网络性能和可靠性。
以太网交换机的实验报告
一、实验预习1、实验目标：★ 熟悉并掌握中低端以太网交换机的几种基本配置方法；★ 熟悉并掌握中低端以太网交换机的命令行视图；2、实验原理：以太网交换机正常工作的前提条件是网络操作员正确配置了交换机，那么网络操作员如何进行设备配置则成为我们关注的焦点。
网络操作员与交换机的交互有多种方法，本实验主要学习如下两种配置方法：★ 通过Console 口进行配置管理；★ 通过Telnet 进行本地的或远程配置管理；3、实验设备及材料：★ 1台华为Quidway S3928TP 以太网交换机★ 1台PC★ 专用配置电缆1根，网线4根4、实验流程或装置示意图：本实验使用如下图所示的装置示意图，在图中需要使用交换机、PC 。
二、实验内容1、方法步骤：（1） 实验前清除各实验小组的Quidway S3928TP 配置；<Quidway>reset saved-configuration（2） 通过Console 口配置★创建超级终端在Console 配置管理中，我们使用Windows 系统附件中的超级终端仿真程序来完成与交换机的交互。
新建超级终端的步骤如下：第一步：按照如下路径打开超级终端：开始→程序→附件→通讯→超级 交换机配置管理E 0/1Console Console Modem Modem PSTN A BQuidwayS3928TP终端；第二步：弹出对话框，输入连接名称“Lab2-CON”后确认；第三步：再次弹出对话框，在“连接时使用”选项中选择连接交换机的对应COM口，选择COM1。
确定；第四步：在COM1属性对话框中选择属性参数如下：第五步：如果已经将线缆按照要求连接好，并且交换机已经启动，此时按ENTER键，将进入交换机的用户视图并出现标识符：<Quidway>；否则启动交换机，超级终端会自动显示交换机的整个启动过程。
第六步：键入命令，配置交换机或者查看交换机运行状态。
（3）通过Telnet配置Telnet配置管理的初始化配置第一步：通过CONSOLE口连接上Quidway S3928TP交换机，具体操作见前。
以太网交换机介绍
交换机/路由器配置与管理
Cisco Catalyst 4006的接线面板
交换机/路由器配置与管理
Catalyst 6500系列主要为企业和电信运营商网络提供高 度可用、安全的融合网络服务。这些交换机可满足骨干网、 分布层、布线室结构以及数据中心环境对高可用性、可扩 展性、高级服务和多层交换越来越高的要求。 该系列提供有3插槽、6插槽、9插槽和13插槽的机箱， 以及多种集成式服务模块，包括数千兆位的网络安全性、 内容交换、语音和网络分析模块，能提供48到576个 10/100/1000以太网端口，和支持192个1Gbps或32个10Gbps 骨干网端口，能作为每秒数亿个数据包处理能力的网络核 心交换机。
⑻ 支持流量控制 能够控制交换机的数据流量，HDX、FDX是通用的流量控 制标准，目前的交换机一般均支持。 ⑼ 易于扩展 对于核心层交换机，应注意其扩展性，通常应是模块化 的交换机，能在未来根据应用的需要，通过添加功能模块， 来增强交换机的功能和增加接口。
交换机产品简介 目前生产交换机的主流厂商主要有Cisco和华为 3COM公司，其生产的交换机是市场应用的主流。
交换机/路由器配置与管理
4．根据结构的不同，交换机可分为固定端口 交换机和模块化交换机。 固定端口交换机只能提供有限的端口和固定类 型的接口，从连接的用户数量和所使用的传输介 质上看，存在一定的局限性。这类交换机也有桌 面式和机架式之分，机架式便于安装和管理。 5．根据工作协议的层分类，交换机可分类第2层 交换机、第3层交换机和第4层交换机。 第2层交换机根据数据链路层的信息（MAC地址） 完成不同端口间的数据交换。接入层交换机一般 就采用第2层交换机。 第3层交换机具有路由功能，能识别网络层的IP信 息，并将IP地址用于网络路径的选择，并能够在不 同网段间实现数据的线速交换。
16个典型实验-H3C实验
目录
实验一以太网交换机基本配置
实验二以太网端口配置实验
实验三利用TFTP管理交换机配置
实验四虚拟局域网VLAN
实验五生成树配置
实验六802.1x和AAA配置
实验七路由器基本配置
实验八PPP配置
实验九FR配置
实验十静态路由协议配置
实验十一RIP协议配置
实验时十二OSPF协议配置
实验十三访问控制列表配置
实验十四地址转换配置
实验十五DHCP配置
实验十六升级路由器或交换机的操作
实验一以太网交换机基本配置
[实验目的]
掌握以太网交换机基本配置
[实验学时]
建议2学时
[实验原理]
一、交换机常用命令配置模式
1 业务描述
（1）Quidway系列产品的系统命令采用分级保护方式，命令被划分为参观级、监控级、配置级、管理级4个级别、简介如下：
参观级：网络诊断工具命令（ping、tracert）等，该级别，该级别
命令不允许进行配置文件保存的操作。
监控级：用于系统维护、业务诊断等，包括display、debugging
命令，该级别命令不允许进行配置文件保存的操作。
以太网交换机基础培训胶片
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汇报人：
帧。
交换机是一种网络设备，用于连接多个网络设备，实现数据交换。
交换机的工作原理是基于MAC地址的，即根据MAC地址来转发数据包。
交换机通过学习MAC地址，建立MAC地址表，实现数据包的快速转发。
交换机还可以实现VLAN（虚拟局域网）功能，将网络划分为多个虚拟局域网，提高网络安全 性和网络性能。
接收数据：以太网交换机从网络接 口接收数据帧
以太网交换机基础培 训胶片
汇报人：
目录
以太网交换机概述
以太网交换机的工作 原理
以太网交换机的性能 指标
以太网交换机的配置 和管理
以太网交换机的故障 排除和维护
以太网交换机的发展 趋势和未来展望
以太网交换机概述
定义：以太网交换机是一种用于连接多个以太网设 备的网络设备，可以实现以太网设备的互连互通。
分类：根据端 口数量、传输 速率、功能等 可以分为多种
类型
应用场景：企 业网络、数据 中心、校园网、
家庭网络等
应用领域：金 融、教育、医 疗、政府、企
业等
应用特点：高 速、稳定、安
全、可扩展
智能化：以太网交换机将更加智能化，能够自动识别和配置网络设备 高速化：以太网交换机将支持更高的传输速率，以满足大数据时代的需求 虚拟化：以太网交换机将支持虚拟化技术，实现网络资源的灵活分配和管理 绿色化：以太网交换机将更加注重节能环保，降低能耗和碳排放
以太网交换机的工 作原理
以太网协议是局域网中最常用的协议之一，它定义了数据传输的规则和方式。 以太网协议分为两个部分：物理层和数据链路层。 物理层定义了数据传输的物理介质和接口，如双绞线、光纤等。 数据链路层定义了数据传输的逻辑链路和帧格式，如MAC地址、帧校验等。 以太网交换机的工作原理是基于以太网协议的，它通过MAC地址来识别和转发数据
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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
802.3z
1000BaseLX
1000BaseT 10GbE
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
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。
第8页
2020/7/8
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。
数据链路层 物理层
传输介质
IEEE 802 参 考 模 型 高层协议
LLC 业 务 访问点
逻 辑 链 路 控 制 LLC 介 质 访 问 控 制 MAC
物理层
IEEE 802 标准
的范围
传输介质
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2020/7/8
以太网的发展
Robert Metcalfe的 Ethernet 原理图
第4页
2020/7/8
第6页
2020/7/8
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)
• 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，转发/过滤，环路避免。
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2020/7/8
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
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
2020/7/8
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
ARP(0x0806) DATA：数据字段,长度可变，不够46字节补充到46字节 PAD：填充字段 CRC：校验字段
第7页
2020/7/8
共享式以太网
B
A
C
集线器
• 10BaseT 物理上是星型连接，逻辑上是总线型结构。 • 集线器（Hub）是物理层的互连设备。 • CSMA/CD：先听后发，边发边听，冲突回避，随机延
2020/7/8
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
< 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。
第12页
2020/7/8
透明桥原理
E 0260.8c01.5555
年代 1973 1980 1984 1985 1985 1989 1995 1995
1998
1998
1999 2001
以太网相关技术标准
速率 3Mbit/s 10Mbit/s 10Mbit/s 10Mbit/s 10Mbit/s 10Mbit/s 100Mbit/s 100Mbit/s
1Gbit/s
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。
第10页
2020/7/8
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11页
2020/7/8
以太网交换机
以太网交换机工作在OSI/RM的第二层，根据MAC帧中的 目的MAC地址转发帧。
转发的依据是MAC转发表。它记录了站点的MAC地址和 所连交换机端口的对应关系，包含以下内容：