交换机工作原理及配置
网络交换机的使用设置
四、网络交换机的配置
交换机的配置一直以来是非常神秘的，不仅对于 一般用户，对于绝大多数网管人员来说也是如此，同 时也是作为网管水平高低衡量的一个重要而又基本的 标志。这主要在两个原因，一是绝大多数企业所配置 的交换机都是桌面非网管型交换机，根本不需任何配 置，纯属“傻瓜”型，与集线器一样，接上电源，插 好网线就可以正常工作;另一方面多数中、小企业老总 对自己的网管员不是很放心，所以即使购买的交换机 是网管型的，也不让自己的网管人员来配置，而是请 厂商工程师或者其它专业人员来配置，所以这些中、 小企业网管员也就很难有机会真正自己动手来配置一 台交换机。
4)延时与延时抖动 ，选用业界领先的交换机其延时小于10微秒产品。 5)对组播的支持 ，常用的组播协议包括PIM和DVMRP。产品应该同时支 持这两种组播协议。
6)丰富的接口类型 ，选择同时支持千兆以太网、POS和ATM 宽带接口的 骨干交换机。
7) 稳定的路由协议软件实现，交换机上能实现的路由协议（如BGP、 OSPF）的需要。 8) 支持MPLS，能采用MPLS构建的骨干网络可以支持流量工程、VPN 等多种应用。 9) 交换机订货主要技术条件是要选择网络数据传输量大，数据交换能力 强，稳定可靠，不间断运行。要在注重考虑高性能、可管理性、高可靠 性、适用性和性能价格比的基础上选择产品。 10) 主机房的交换机选择规格尺寸要能安装在主机柜中。 11）家庭一般四端口就可以，多端口多用于企业 12）目前型号和功能众多，牌号也不一样！常用的一般电子市场都可以 购买的到! 13.交换机不能应用于adsl拨号，电话线不能用交换机，交换机没有分配
四、网络交换机的工作原理
按照最广泛的普通分类方法，局域网交换机可以分为桌面型交换机 （Desktop Switch）、工作组型交换机（Workgroup Switch）和校园网交换 机（Campus Switch）三类。桌面型交换机是最常见的一种交换机，使用最 广泛，尤其是在一般办公室、小型机房和业务受理较为集中的业务部门、多 媒体制作中心、网站管理中心等部门。在传输速度上，现代桌面型交换机大 都提供多个具有10/100M自适应能力的端口。工作组型交换机常用来作为扩 充设备，在桌面型交换机不能满足需求时，大多直接考虑工作组型交换机。 虽然工作组型交换机只有较少的端口数量，但却支持较多的MAC地址，并具 有良好的扩充能力，端口的传输速度基本上为100M。校园网交换机的应用相 对较少，仅应用于大型网络，且一般作为网络的骨干交换机，并具有快速数 据交换能力和全双工能力，可提供容错等智能特性，还支持扩充选项及第三 层交换中的虚拟局域网(VLAN)等多种功能。
交换机配置学习教材
交换机还具备对数据的简单处理能力和对交换 地址的学习能力。
交换机工作原理
交换机在接收到数据帧后会解析该数据帧，并根据帧 内的目的MAC地址进行转发。
如果交换机在MAC地址表中没有找到与目的MAC地 址相对应的条目，则会向除了接收到该帧的端口以外
根据应用层次划分，交换机可分为企业级交换机、校园网交换机、 部门级交换机和工作组级交换机、桌机型交换机等。
交换机类型与特点
根据交换机的结构划分，交换机可分为固定端口交换机和 模块化交换机。
根据工作协议层划分，交换机可分为第二层交换机、第三 层交换机和第四层交换机。
不同类型的交换机具有不同的特点，例如，企业级交换机 通常具有高可靠性、强扩展性、强大网络管理能力和高吞 吐率等特点。
VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）是一种将局域 网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的技术。
控制广播风暴
通过VLAN划分，将广播域限制在一定范围内，避免广播风暴影响整 个网络。
提高网络安全性
不同VLAN间的通讯需要经过路由器或三层交换机，可实现不同部门 或用户间的访问控制。
将交换机的端口与特定的MAC地址进行绑 定，确保只有绑定的设备可以接入网络。
MAC地址过滤
通过设置MAC地址过滤规则，限制非法 MAC地址的设备接入网络。
应用场景
防止MAC地址欺骗和非法接入，提高网络 安全。
SSH远程登录管理
SSH配置步骤
生成密钥对，配置SSH服务器，启用SSH登 录。
SSH基本概念
在每个VLAN中配置一个路由器接口，实现不同VLAN间的数据转发。这种方法需要在 路由器上配置多个子接口，分别对应不同的VLAN。
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
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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。
局域网交换机的工作原理
局域网交换机的工作原理
局域网交换机是一种用于连接多台计算机和其他网络设备的网络设备。
它的工作原理如下：
1. 环境准备：局域网交换机首先需要正确配置IP地址和子网掩码，确保它能够在局域网中正常工作。
2. 学习MAC地址：当局域网交换机收到一个数据包时，它会查看数据包中的源MAC地址，并将其与接收端口相关联。
这样，交换机就能够记住哪个端口连接着哪个设备。
3. 创建转发表：交换机将用一个转发表来记录每个MAC地址与对应端口的关系。
开始时，转发表为空。
但随着数据包的传输，交换机会不断更新转发表。
4. 数据转发：当交换机收到一个数据包时，它会查看目标MAC地址，并在转发表中查找该地址对应的端口。
如果转发表中有对应的条目，交换机会将数据包转发到相应的端口。
如果转发表中没有找到对应的条目，交换机会广播数据包到所有端口，以寻找目标设备的位置。
5. 广播和组播：当交换机收到广播或组播的数据包时，它会将数据包广播到所有的端口。
这样，连接到局域网中的所有设备都能收到这个数据包。
通过上述工作原理，局域网交换机能够根据MAC地址将数据包有效地传输到目标设备，提供高效的网络连接和数据传输。
交换机配置教程
交换机配置教程目录一、基础概念 (2)1.1 什么是交换机 (2)1.2 交换机的功能 (3)二、交换机基本操作 (4)2.1 连接电源 (5)2.2 登录交换机 (6)2.3 查看和修改配置 (7)三、交换机基本配置 (8)四、交换机高级配置 (9)五、交换机故障排查与维护 (10)5.1 常见故障排查方法 (11)5.2 系统升级与备份 (12)六、交换机配置实例 (14)6.1 企业办公网络配置示例 (15)6.2 校园网配置示例 (16)6.3 企业数据中心配置示例 (17)七、交换机命令行界面 (18)八、交换机配置文件管理 (19)8.1 配置文件的作用 (21)8.2 配置文件的创建与导入 (22)8.3 配置文件的备份与恢复 (24)九、交换机与网络操作系统的集成 (24)十、交换机安全性配置 (26)10.1 交换机安全管理 (27)10.2 交换机端口安全 (28)10.3 交换机访问控制列表 (29)十一、交换机性能优化 (31)11.1 交换机端口流量控制 (33)11.2 交换机背压控制 (34)11.3 交换机缓存优化 (35)十二、交换机应用场景 (37)12.1 企业办公网络 (38)12.2 企业数据中心 (40)12.3 无线网络 (42)十三、总结与展望 (43)13.1 交换机配置教程总结 (44)13.2 未来交换机技术发展趋势 (44)一、基础概念交换机是一种网络设备，主要用于在局域网(LAN)中实现数据的转发和通信。
它的主要功能是接收来自一个端口的数据包，然后根据目标MAC地址将数据包转发到另一个端口，从而实现不同设备之间的通信。
交换机的工作原理类似于电话交换机，通过识别源MAC地址和目标MAC地址来决定数据包的转发路径。
交换机通常有两种工作模式：访问控制列表(ACL)模式和广播模式。
在ACL模式下，交换机会根据预先设定的规则对数据包进行过滤，只有符合规则的数据包才会被转发。
交换机基本配置的实验原理
交换机基本配置的实验原理
交换机基本配置的实验原理是通过设置和调整交换机的各种参数和功能，使其能够按照预定规则进行数据转发和处理。
在实验中，首先需要了解交换机的基本工作原理。
交换机是一个网络设备，用于连接并转发网络数据包。
它可以通过学习和维护一个转发表来决定将数据包转发到哪个接口，从而实现数据的高效传输。
在进行基本配置的实验中，主要涉及以下几个方面的内容：
1. 硬件连接：将交换机与其他网络设备（如计算机、服务器等）连接起来，确保物理链路的正确连接。
2. IP地址设置：为交换机的管理接口分配一个合适的IP地址，以便进行远程管理和配置操作。
3. VLAN配置：划分虚拟局域网（VLAN），将不同的端口或设备划分到不同的VLAN中，实现隔离和安全控制。
4. STP配置：配置生成树协议（Spanning Tree Protocol），避免网络中的环路出现，提高网络的可靠性和容错能力。
5. 速率限制和流量控制：根据实际需求，设置端口的速率限制和流量控制策略，控制网络流量的传输速率和优先级。
6. 安全认证与访问控制：配置交换机的安全认证功能，限制非法访问和未经授权的设备接入。
7. 网络监控与故障排除：配置交换机的网络监控功能，实时监测网络状态和性能，并进行故障排除和问题定位。
通过实验原理的了解和实践操作，可以掌握交换机基本配置的方
法与技巧，进一步提升网络管理与维护的能力。
交换机及路由器基础知识及配置
交换机及路由器基础知识及配置交换机及路由器基础知识及配置
章节一、交换机基础知识
1.1 交换机的定义和作用
1.2 交换机的分类和类型
1.3 交换机的工作原理
1.4 交换机的特点和优点
1.5 交换机的常见问题及故障排除方法
章节二、交换机配置和管理
2.1 交换机的初始化设置
2.2 VLAN的配置和管理
2.3 交换机端口的配置和管理
2.4 交换机的安全配置
2.5 交换机的性能优化和监控
章节三、路由器基础知识
3.1 路由器的定义和作用
3.2 路由器的分类和类型
3.3 路由器的工作原理
3.4 路由器的特点和优点
3.5 路由器的常见问题及故障排除方法章节四、路由器配置和管理
4.1 路由器的初始化设置
4.2 路由器接口的配置和管理
4.3 路由器的路由配置和管理
4.4 路由器的安全配置
4.5 路由器的性能优化和监控
附件：
本文档附带以下附件供参考：
1、交换机配置示例文件
2、路由器配置示例文件
3、相关网络拓扑图示
法律名词及注释：
1、VLAN（Virtual Local Area Network）- 虚拟局域网，是一
种将物理局域网划分成逻辑上的多个虚拟局域网的技术。
2、故障排除方法 - 指在设备或系统出现问题时，通过一系列
的技术手段和方法来确定问题原因，并进行修复和解决的过程。
3、性能优化和监控 - 指通过对网络设备性能进行监控和调优，以提高网络的稳定性、可靠性和性能表现。
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ICND1 v1.0—2-23
显示交换机的初始启动状态
SwitchX#show version ▪ 显示系统硬件的配置、软件版本、配置文件的名称和来源，以
及引导映象
SwitchX#show running-config ▪ 显示交换机当前的活动配置文件 SwitchX#show interfaces [if-num | status] ▪ 显示在交换机上配置的所有接口的统计信息
配置交换机
配置模式：
▪ 全局配置模式 – SwitchX#configure terminal – SwitchX(config)#
▪ 接口配置模式 – SwitchX(config)#interface fa0/1 – SwitchX(config-if)#
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ICND1 v1.0—2-22
保存配置
SwitchX SwitchX copy running-config startup-config Destination filename [startup-config]? Building configuration… SwitchX
将当前配置复制到 NVRAM
▪ 交换机维护着一个表，称为MAC 表。该表将目的 MAC 地址与用于 连接节点的端口进行比对。
7
交换机 – 选择性转发
▪ 以太网 LAN 交换机采用五种基本操作来实现其用途： ➢获取 ➢过期 ➢泛洪 ➢选择性转发 ➢过滤
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交换机 – 选择性转发
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交换机 – 选择性转发
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交换机 – 选择性转发
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ICND1 v1.0—2-24
交换机的 show version 命令
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以太网 – 比较集线器和交换机
▪ 请根据提供的信息回答以下问题
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交换机基本配置
iPLab CCNA系列课程
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ICND1 v1.0—2-13
Catalyst 交换机的初始启动
▪ 系统启动例程来初始化交换机软件。 ▪ 初始启动使用默认配置参数。
交换机工作原理
iPLab CCNA系列课程
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et II 是 TCP/IP 网络中使用的以太网帧格式。
8 bytes 前导码
典型的以太网II帧结构
6
6
2
目的MAC
源MAC
类型
• FCS = 帧校验序列，用于错误检测 • 字段长度单位为字节（bytes）.
ICND1 v1.0—2-21
配置交换机的默认网关
SwitchX(config)#ip default-gateway {ip address}
示例：
SwitchX(config)#ip default-gateway 172.20.137.1
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ICND1 v1.0—2-16
Catalyst 2960 交换机使用设置的初始配置
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ICND1 v1.0—2-17
登录交换机并进入特权 EXEC 模式
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ICND1 v1.0—2-18
示例：
SwitchX(config)#interface vlan 1 SwitchX(config-if)#ip address 10.5.5.11 255.255.255.0 SwitchX(config-if)#no shutdown
注：需要使用 no shutdown 命令使接口正常运行。
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46-1500 Data
4 FCS
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ICNICDN1Dv11—.0—1-27-02
以太网帧大小
▪ 以太网 II 标准将最小的帧定义为 64 个字节，最大的帧定义为 1518 个字节
▪ 长度小于 64 个字节将被视为“冲突碎片”或“残帧” ▪ 如果发送的帧小于最小值或者大于最大值，接收设备将会丢弃该帧 ▪ 在物理层，不同版本的以太网用于在介质中检测和放置数据的方法不同
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组播 MAC 地址
组播 MAC 地址是一个特殊的十 六进制数值，以 01-00-5E 开头
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ICND1 v1.0—2-6
交换机 – 选择性转发
▪ 以太网交换机选择性地将个别帧从接收端口转发到连接目的节点的 端口。
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配置交换机标识
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设置交换机的本地标识
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配置交换机 IP 地址
SwitchX(config)#interface vlan 1 SwitchX(config-if)#ip address {ip address} {mask}
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ICND1 v1.0—2-3
单播 MAC 地址
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ICND1 v1.0—2-4
广播 MAC 地址
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ICND1 v1.0—2-14
Catalyst 2960 交换机 LED 指示灯
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ICND1 v1.0—2-15
Catalyst 2960 交换机的初始启动输出
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