交换机基础功能介绍
交换机和路由器

交换机和路由器交换机和路由器是计算机网络中重要的设备,它们在网络通信中扮演着不同的角色。
本文将分别介绍交换机和路由器的工作原理、功能和应用,以及它们在网络中的区别和联系。
一、交换机交换机是一种计算机网络设备,主要用于在局域网中连接多个计算机和网络设备。
它可以根据数据包中的目的地址来决定将数据包传输到哪个端口,从而实现数据的交换。
1. 工作原理交换机的工作原理基于MAC地址(Media Access Control Address)来实现数据包的交换。
当一台计算机发送数据包到交换机时,交换机会检查数据包中的目的MAC地址,并将其与已知的MAC地址列表进行匹配。
根据匹配的结果,交换机会将数据包传输到对应的端口,以便目标设备接收数据。
2. 功能交换机具有以下功能:(1)学习功能:交换机会动态地学习网络中各设备的MAC地址,并将其存储在MAC地址表中,以便后续的数据交换。
(2)过滤功能:交换机可以根据MAC地址表中的信息,将网络数据包转发到特定的端口,从而避免将数据包广播到整个网络中。
(3)转发功能:交换机能够快速传输数据包,提高网络传输效率。
3. 应用交换机被广泛应用于大型企业、机构和学校的局域网中。
它可以连接多台计算机和网络设备,实现内部数据的快速传输和交换。
交换机还常用于构建通信网络,如电信运营商的骨干网等。
二、路由器路由器是一种计算机网络设备,主要用于在不同网络之间进行数据传输。
它具有将数据包转发到不同目标网络的能力,使得不同网络中的计算机能够相互通信。
1. 工作原理路由器的工作原理基于IP地址(Internet Protocol Address)来实现数据包的转发。
当一台计算机发送数据包到路由器时,路由器会检查数据包中的目的IP地址,并查找路由表,以确定将数据包传输到哪个网络接口。
2. 功能路由器具有以下功能:(1)转发功能:路由器能够根据路由表中的信息,将数据包从一个网络传输到另一个网络。
(2)查找功能:路由器根据目的IP地址查找路由表,并确定数据包的下一跳。
工业交换机的作用与功能介绍

工业交换机的作用与功能介绍工业交换机是一种用于工业环境的网络设备,其作用是在工业自动化控制系统中实现数据通信和网络连接。
下面我将从多个角度介绍工业交换机的作用与功能。
1. 数据通信,工业交换机通过提供多个以太网端口,可以连接多个设备,实现数据的传输和通信。
它能够支持高速数据传输,确保数据的稳定和可靠性。
2. 网络分割,工业交换机可以将一个网络划分为多个虚拟网络,每个虚拟网络都有独立的带宽和安全性。
这样可以有效地隔离不同部门或设备之间的通信,提高网络的安全性和可管理性。
3. 数据过滤与转发,工业交换机能够根据MAC地址、IP地址、端口等信息对数据进行过滤和转发。
它可以识别数据包的目的地,并将数据包仅发送给目标设备,提高网络的传输效率。
4. 网络管理,工业交换机提供了丰富的网络管理功能,如VLAN(虚拟局域网)、QoS(服务质量)、SNMP(简单网络管理协议)等。
这些功能可以帮助管理员对网络进行监控、配置和优化,提高网络的性能和可管理性。
5. 报警与诊断,工业交换机可以监测网络的状态和性能,并能够及时发出报警信息。
它能够检测网络中的故障、链路异常等问题,并提供相应的诊断和排错功能,帮助管理员快速解决网络问题。
6. 抗干扰与可靠性,工业交换机具有抗干扰和抗电磁干扰的特性,能够适应工业环境中的恶劣条件。
同时,它还支持网络的冗余备份和链路聚合,提高网络的可靠性和可用性。
7. 扩展性与灵活性,工业交换机支持多种接口类型和网络协议,可以适应不同的网络需求。
它还提供了可扩展的模块化设计,可以根据实际需求进行灵活配置和扩展。
总结起来,工业交换机在工业自动化控制系统中起着至关重要的作用。
它能够实现数据通信、网络分割、数据过滤与转发、网络管理、报警与诊断、抗干扰与可靠性以及扩展性与灵活性等多种功能,为工业网络提供稳定、可靠和高效的数据传输和通信环境。
交换机基础功能介绍

RS-232串口
Console口 配置电缆
通过配置口搭建本地配置环境
第二步:在计算机上运行超级终端,设置终 端通信参数为:波特率为9600bit/s、8位数据 位、1位停止位、无校验和无流控,如图所示 (XP系统,直接点还原默认值就可以)。
程序
附件
通讯
超级终端
通过Console配置
接口、主处理器、 内存、FLASH、电 源系统等
中央处理器 与计算机一样,交 换机也包含了一个中 央处理器(CPU)。 不同系列和型号的交 换机,其中的CPU也 不尽相同。
ROM
NVRAM FLASH RAM
ROM(Read Only Memory) NVRAM(Nonvolatile Random Access Memory) ROM 保存着路由器的引导或启动 FLASH NVRAM的主要作用是保存IOS在路由 RAM(Random Access 程序(Bootstrap Program)。这 FLASH可以形象地比作我们常 器启动时读入的配置数据,即常说 Memory) 用的PC机的硬盘,但远没有硬 也是路由器运行的第一个软件(加 的启动配置或备份配置。当路由器 RAM与PC机上的随机存储器相 电自检POST:Power-On Self盘的容量大,主要用处是保存 加电启动时,首先寻找和执行的即 似,提供临时信息的存储,同 Test),负责让路由器进入正常的 IOS软件,维持路由器的正常工 是该配置,如果该配置存在,路由 时保存着当前的配置信息,即 作。若路由器安装了FLASH, 工作状态。有些路由器将一套完整 器启动后,该配置就成了“运行配 平常所说的运行配置,IOS通过 的IOS保存在ROM中,以便在另一 它便是用来引导路由器的IOS软 置”,当修改运行配置并执行存储 RAM满足其所有的常规存储的 个IOS不能使用时,作应急之用。 件的默认位置 后,运行配置就被复制到NVRAM中, 需要。 ROM通常存放在一个或多个芯片上。 当下次路由器加电后,该配置就会 路由器中的ROM是可擦写的,所以 被自动调用 IOS是可以升级的。
交换机作用

交换机作用交换机是计算机网络中的一种重要设备,用于连接多台计算机,实现网络中传输数据的功能。
交换机主要用于局域网(LAN)中,它的作用是将网络传输的数据包在各个主机之间进行转发,以确保数据能够准确地传递到目标设备。
交换机可以说是实现高效数据通信的核心设备之一。
交换机主要具有以下几项作用:1. 数据包转发:交换机能够快速地将数据包从源设备转发到目标设备,这是其最基本的作用。
当计算机发送数据包时,交换机会根据数据包中的目标MAC地址来决定数据包应该转发到哪个端口。
通过交换机的转发功能,网络中的各个设备可以直接通信,从而实现信息的快速传输。
2. 网络分割:交换机可以将一个大的局域网分割成多个较小的局域网,从而提高网络的性能和安全性。
通过将不同的主机连接到不同的交换机端口上,交换机可以根据目标MAC地址将数据包转发到不同的局域网中,减少广播和冲突的发生,提高整体网络的效率。
3. 广播和多播控制:交换机可以根据目标MAC地址来控制数据包的传输范围。
当一个计算机发送广播或多播数据包时,交换机可以根据数据包的目标MAC地址来决定是否将数据包转发到全局或者局部网络。
这种控制可以减少网络中不必要的流量,提高整体的网络性能。
4. 成本和带宽控制:交换机可以通过限制端口的带宽使用来控制网络中的数据流量,从而实现对网络成本的控制。
通过配置交换机,管理员可以设置不同的端口带宽,并对不同设备的流量进行限制,以确保网络中的带宽被合理使用。
5. 安全控制:交换机可以通过MAC地址过滤、虚拟局域网(VLAN)划分等安全措施来保护网络的安全。
通过配置交换机,管理员可以指定允许通过交换机的设备的MAC地址,从而限制网络中的非法设备接入。
同时,交换机还可以划分不同的VLAN,将不同的设备隔离开来,增加网络的安全性。
总结起来,交换机在计算机网络中发挥着重要的作用。
它可以实现数据包的快速转发、网络的分割、广播和多播控制、成本和带宽的控制以及安全的保护。
《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
03
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。
交换机基础安全功能原理与应用

trust
untrust
DHCP Snooping功能配置
*
Ruijie(config)#ip dhcp snooping
01
开启DHCP snooping功能
03
Ruijie(config-FastEthernet 0/1)#ip dhcp snooping suppression
IP绑定
主机符合被绑定的IP才能合法接入网络
IP+MAC+VLAN绑定
主机符合被绑定的IP+MAC+VLAN才能合法介入网络
端口安全应用场景(例)
*
Ruijie(config-FastEthernet 0/1)#switchport port-security maximum 1
交换机一个端口最大只能接入1台主机
措施
使用中/强密码 源地址限制 使用安全管理协议
使用中强密码
*
密码位数尽量保证在6位以上 不要使用纯数字 不要使用ruijie、admin、star、123456类似的密码
概述
弱密码:aabbcc、567890 中等强度密码:ruijie345 高等强度密码:Ruijie#876
密码强度举例
源地址限制
protected
protected
SW1
SW2
全局地址绑定
*
概述 在交换机中绑定接入主机的IP+MAC地址 只有被绑定的IP+MAC地址才能接入网络 应用场景
绑定:
1.1.1.1
×
√
×
全局地址绑定配置
*
Ruijie(config)#address-bind 1.1.1.1 001a.a900.0001
简述交换机的功能及工作原理

简述交换机的功能及工作原理1.引言本文将简要介绍交换机的功能及其工作原理。
交换机是计算机网络中起到连接不同设备的作用,通过转发数据包来实现设备之间的通信。
接下来,我们将深入探讨交换机的工作原理及其主要功能。
2.交换机的功能交换机具备以下几个重要的功能:2.1.数据转发交换机通过学习和维护转发表来转发数据包。
当交换机接收到一个数据包时,它会检查该数据包的目标MA C地址,并在转发表中查找该地址对应的端口。
然后,交换机将数据包转发到正确的目标端口,从而实现设备之间的直接通信,减少网络拥塞。
2.2.网络分割交换机可以将网络划分为多个虚拟局域网(V LA N),每个V LA N中的设备只能直接与该VL A N内的设备通信。
这种网络分割能够提高网络的安全性和性能,并且有效地控制广播风暴的发生。
2.3.广播优化交换机能够优化广播流量的传输,因为广播数据包只会发送到与广播源设备相连的端口上。
这样一来,广播数据包的传输仅限于需要接收该数据包的设备,避免了信息传输的浪费。
3.交换机的工作原理3.1.学习阶段交换机在初始状态下没有任何关于MA C地址和其对应端口的信息,处于学习阶段。
当交换机接收到一个数据包时,它会检查数据包中的源M AC地址,并将该地址与接收到数据包的端口相关联。
交换机会将此信息添加到转发表中,并标记该端口为与该MA C地址相连的端口。
3.2.转发阶段一旦转发表中出现了M AC地址和其对应的端口信息,交换机就进入了转发阶段。
当交换机接收到一个数据包时,它会查找数据包中的目标M AC地址,并在转发表中查找对应的端口。
交换机会将数据包转发到正确的目标端口,并且该端口的所有设备都可以接收到该数据包。
3.3.刷新阶段为了保持转发表的准确性,交换机会定期刷新转发表。
刷新时,交换机会删除已经过期的条目,并重新学习所有连接的设备的M AC地址和端口关联信息。
4.总结交换机是计算机网络中至关重要的设备,它具备数据转发、网络分割和广播优化的功能。
交换机基础知识

交换机基础知识1、交换机的基本概念交换机英⽂名称为Switch,也称为交换式集线器,是⼀种基于MAC地址识别,能完成封装转发数据包功能的⽹络设备。
交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,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,使数据帧直接由源地址到达⽬的地址。
2、交换机的⼯作特点:拥有⼀条很⾼带宽的背板总线和内部交换矩阵所有的端⼝都挂接在这条背板总线上控制电路收到数据包以后,处理端⼝会查找内存中的地址对照表以确定⽬的MAC地址的⽹卡(NIC)挂接在哪个端⼝上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到⽬的端⼝⽬的MAC若不存在才⼴播到所有的端⼝,接收端⼝回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加⼊内部MAC地址表中。
3、交换机的特性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,有效地解决拥挤现象。
(3)虚拟⽹(Virtual 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。
(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。
4、交换机的三个主要功能(1)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。
(2)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)。
(3)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。
5、交换机交换模式交换机将数据从⼀个端⼝转发⾄到另⼀个端⼝的处理⽅式称为交换模式。
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(1)系统硬件加电自检。运行ROM中的硬件检测程序, 检测各组件能否正常工作。完成硬件检测后,开始软件 初始化工作。 (2)软件初始化过程。运行ROM中的BootStrap程序, 进行初步引导工作。 (3)寻找并载入IOS系统文件。IOS系统文件可以存放 在多处,至于到底采用哪一个IOS,是通过命令设置指定 的。 (4)IOS装载完毕,系统在NVRAM中搜索保存的 Startup-Config文件,进行系统的配置。如果NVRAM中 存在Startup-Config文件,则将该文件调入RAM中并逐 条执行。否则,系统进入Setup模式,进行路由器初始配 置。
上下文关联帮助
提供命令清单和与特定命令 相关联的参数.
错误信息提示
指出所输入交换机命令的错误所 在,以便于修改或纠正.
之前命令保存区
可以重新调出一个较长或较复杂 的命令或其它内容,用来再次运 行、查看或修改.
1、在任一视图下,键入<?>获取该视图下所有的命令及 其简单描述 2、键入一命令,后接以空格分隔的<?>,如果该位置为参数, 则列出有关的参数描述 。 <cr>表示该位置无参数,在紧接着的下一个命令行该命令 被复述,直接键入回车即可执行 3、键入一字符串,其后紧接<?>,列出以该字符串开头的所有 命令 4、键入命令的某个关键字的前几个字母,按下<Tab>键,如果只 有一个关键字和用户键入的相匹配,交换机会自动补全全 部命令。
1. 启动时,所有端口指示灯变绿. 2. 每个端口自检完毕,对应的指示灯熄灭. 3. 如果端口自检失败, 对应指示灯呈黄色. 4. 如果有任何自检失败情况,系统指示灯呈现黄色. 5. 如果没有自检失败, 自检过程完成. 6. 随着自检过程的完成, 指示灯闪亮后熄灭.
所有路由器(交换机)都有接口(Interface),每个接口都 有自己的名字和编号。一个接口的全名称由它的类型标志与数字 编号构成,编号自0开始。 对于接口固定的路由器(交换机)或采用模块化接口的路由 器(交换机)在接口的全名称中,只采用一个数字,并根据它们 在路由器(交换机)的物理顺序进行编号,例如Ethernet0表示第 1个以太网接口,Serial1表示第2个串口。 对于有多块板卡的设备来说,其接口全名称中至少包含两个 数字,中间用斜杠“/”分割。其中,第1个数字代表插槽编号,第 2个数字代表接口卡内的端口编号。 Ethernet0/1是指0号插槽上 第1个端口
目的 显示所有端口或某一端口的状态和 配置. 显示端口描述
显示当前配置中的端口配置情况 显示软硬件等情况
Step 1
Step 2
命令 configure terminal
目的
进入配置 状态
Step 3 Step 4
interface {vlan vlan-id} | {{fastethernet | 选择要关 gigabitethernet} interface-id} | {port闭的端 channel port-channel-number} 口 shutdown 关闭 end 退出
Step 5 Step 6 Step 7
duplex {auto | full | half}
end show interfaces
设置全双工或半双工.
退出 显示有关配置情况 保存
interface-id
copy running-config startup-config
Switch# configure terminal Switch(config)# interface fastethernet0/3 Switch(config-if)# speed 10 Switch(config-if)# duplex half Switch(config-if)#end Switch#show run int f0/3
模式二 (也是最常用的模式):
特权(或enable)模式 • 对交换机和路由器更深入的操作
• 有配置和监视权力
• 是进入其它配置模式的前提 • 命令提示符为 主机名# 在
主机名> enable 进入此模式
模式三
配置模式: 全局配置模式
• •
主机名#conf term 主机名(config)# 端口配置模式 主机名(config)# interface e0/1 主机名(config-if)#
显示交换机的各种运行状态
设置主机名/系统名 switch(config)# hostname hostname 1、switch>enable 2、switch#conf t 3、switch(config)# hostname hostname
设置登录口令:
hostname(config)#enable secret password 设置 特权加密口令为password hostname(config)#enable password password 设 置特权非加密口令为password hostname(config)#line vty 0 4 进入控制台 hostname(config-line)#login 允许登录 hostname(config-line)#password cisco 设置 telnet登录口令为cisco
没有查找到关键字 参数类型错 参数值越界
Incomplete command
输入命令不完整
Too many parameters
Ambiguous command
输入参数太多
输入参数不明确
Switch#show version Switch#show running-config Switch#show interfaces
Step 1
Step 2
命令 configure terminal interface interface-id
目的
进入配置模式
进入要加入描述的端 口 加入描述 (最多240个 字符). 退回. 验证.
Step 3
Step 4 Step 5
description string
end show interfaces interface-id description or show running-config
接口、主处理器、 内存、FLASH、电 源系统等
中央处理器 与计算机一样,交 换机也包含了一个中 央处理器(CPU)。 不同系列和型号的交 换机,其中的CPU也 不尽相同。
ROM
NVRAM FLASH RAM
ROM(Read Only Memory) NVRAM(Nonvolatile Random Access Memory) ROM 保存着路由器的引导或启动 FLASH NVRAM的主要作用是保存IOS在路由 RAM(Random Access 程序(Bootstrap Program)。这 FLASH可以形象地比作我们常 器启动时读入的配置数据,即常说 Memory) 用的PC机的硬盘,但远没有硬 也是路由器运行的第一个软件(加 的启动配置或备份配置。当路由器 RAM与PC机上的随机存储器相 电自检POST:Power-On Self盘的容量大,主要用处是保存 加电启动时,首先寻找和执行的即 似,提供临时信息的存储,同 Test),负责让路由器进入正常的 IOS软件,维持路由器的正常工 是该配置,如果该配置存在,路由 时保存着当前的配置信息,即 作。若路由器安装了FLASH, 工作状态。有些路由器将一套完整 器启动后,该配置就成了“运行配 平常所说的运行配置,IOS通过 的IOS保存在ROM中,以便在另一 它便是用来引导路由器的IOS软 置”,当修改运行配置并执行存储 RAM满足其所有的常规存储的 个IOS不能使用时,作应急之用。 件的默认位置 后,运行配置就被复制到NVRAM中, 需要。 ROM通常存放在一个或多个芯片上。 当下次路由器加电后,该配置就会 路由器中的ROM是可擦写的,所以 被自动调用 IOS是可以升级的。
Show Commands for Interfaces Command show interfaces [interface-id] show interfaces [interface-id] description show running-config interface [interface-id] show version
建立本地配置环境
RS-232串口
Console口 配行超级终端,设置终 端通信参数为:波特率为9600bit/s、8位数据 位、1位停止位、无校验和无流控,如图所示 (XP系统,直接点还原默认值就可以)。
程序
附件
通讯
超级终端
通过Console配置
Step 6
copy running-config startupconfig
保存
Switch# config terminal Switch(config)# interface fastethernet0/1 Switch(config-if)# description wellcome Switch(config-if)# end Switch# show running-config
显示用户输入的历史命令 >show history <ctrl><p>或↑ 上一条历史命令 <ctrl><N>或↓ 下一条历史命令
所有用户键入的 命令,如果通过 语法检查,则正 确执行,否则向 用户报告错误信 息,常见错误信 息参见右表
英文错误信息
错误原因 没有查找到命令
Unrecognized command
第三步:终端上显示以太网交换机自检信息, 自检结束后提示用户键入回车,直到出现命 令行提示符(如>)。 第四步: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“?”,