交换机的工作原理及其配置
简述交换机的工作原理和具体工作工程
简述交换机的工作原理和具体工作工程交换机（Switch）是计算机网络中常用的一种设备。
它的作用是在网络中传输数据包，将数据包从发送端的设备传输到接收端的设备。
交换机是在数据链路层（OSI模型中的第二层）工作的设备，主要用于局域网（LAN）中构建网络连接。
交换机的工作原理主要是依靠学习表和转发表。
当有数据包到达交换机时，交换机会根据数据包中的目标MAC地址来判断将数据包转发到哪一个端口。
具体工程上交换机是由一些硬件和软件组成，包括交换芯片、CPU、转发表、端口以及操作系统等。
交换机的具体工作过程包括接收数据包、学习MAC地址、构建转发表以及转发数据包。
当数据包到达交换机时，交换机会首先读取数据包中的目标MAC地址。
交换机会检查转发表，如果转发表中已经有了对应的目标MAC地址和端口的映射，则直接将数据包转发到相应的端口。
如果转发表中没有对应的映射信息，交换机会将数据包广播到所有的端口上，并且记录发送这个数据包的端口和MAC地址。
当接收端的设备发回响应时，交换机就会学习到这个MAC地址对应的端口，并且将这个信息记录到转发表中。
这样，交换机会逐渐学习到网络中各个设备的MAC地址和端口的对应关系，并且构建出一个转发表。
当有数据包到达交换机时，交换机会根据转发表中的对应关系来直接将数据包转发到相应的端口。
交换机的硬件包括交换芯片、CPU和端口。
交换芯片是交换机的核心部件，它负责实际的数据包的转发工作。
交换芯片通过查找转发表来确定数据包的转发方向，然后将数据包转发到对应的端口上。
CPU负责管理交换机的软件，包括学习MAC地址、维护转发表以及处理设备的命令和配置。
每一个端口连接着不同的设备，交换机会根据端口来确定数据包的转发方向。
交换机的软件是交换机的操作系统，它负责管理交换机的各个功能。
交换机的操作系统会管理学习表、转发表、ARP表以及VLAN等。
交换机的学习表和转发表是交换机能够实现数据包的转发的关键。
学习表记录了各个设备的MAC地址和对应的端口。
交换机的工作原理和应用
交换机的工作原理和应用一、交换机的基本概念交换机是计算机网络中的重要设备，常用于局域网或广域网中。
它的主要功能是在网络中转发数据包，实现不同设备之间的通信。
交换机通过学习MAC地址，将数据包从一个接口转发到另一个接口，提供高效的数据传输和广播控制。
二、交换机的工作原理1.MAC地址学习与转发：交换机通过监听数据帧，学习每个接口连接的设备的MAC地址，并将这些信息存储在交换表中。
当接收到一个数据帧时，交换机会查询交换表，找到目标MAC地址所对应的接口，并将数据帧转发到该接口上。
2.广播与组播处理：交换机能够根据转发表中的信息，将广播和组播数据帧仅转发到需要的接口上，而不是广播到整个网络中。
这样可以提高网络的效率，并减少网络拥塞。
3.链路聚合：交换机还可以将多个物理链路聚合成一个逻辑链路，提高链路的带宽和可靠性。
当其中一个链路发生故障时，交换机能自动切换到其他链路上，保证数据的连续传输。
4.虚拟局域网(VLAN)的支持：交换机可以根据端口或MAC地址将网络划分为多个虚拟局域网，实现不同虚拟局域网之间的隔离和通信。
这样可以增强网络的安全性和管理灵活性。
三、交换机的应用场景1.局域网接入交换机：局域网接入交换机常用于办公室、学校和家庭等场景，连接多台计算机和其他网络设备。
它可以根据数据帧的目标MAC地址，将数据包传输到目标设备，实现设备之间的通信。
2.交换机与路由器结合：交换机与路由器结合可以构建复杂的企业网络。
交换机负责局域网中的内部通信，路由器则负责连接不同的局域网和广域网，实现不同网络之间的通信。
3.数据中心交换机：数据中心交换机用于连接大量的服务器和存储设备，实现数据中心内的高速数据传输。
它通常支持更高的带宽和更大的转发能力，以满足数据中心对高性能网络的需求。
4.工业交换机：工业交换机用于工业控制系统中，提供可靠的数据传输和网络连接。
它通常具有防尘、防水、防腐蚀等特性，适用于恶劣的工业环境。
四、交换机的发展趋势1.高速转发能力：随着数据量的增加，对交换机的转发能力提出了更高的要求。
交换机的工作原理及其配置PPT课件
显示硬件版本及模块信息
Switch#show version devices
Device Slots Description
---------- ------- -----------------
1
3 S2126G
2
3 S2126G
Switch#sh version slots
Device Slot Ports Max Ports Module
查看MAC地址表记录的生存时间
S2126G#show mac-address-table aging-time
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交换机接口的双工模式
点对点
点对多点
半双工 1.接口只能同时发送或者接收数据 2.接口按照CSMA/CD的工作机制 3.接口点对点连接或点对多点连接 全双工 1.接口能够同时发送接收数据 2.任何时刻发送数据不会产生冲突 3.接口点对点连接
交换机工作原
理
MAC 地址表
F0/1: 0260.8c01.1111
F0/2: 0260.8c01.2222
F0/3: 0260.8c01.3333 F0/4: 0260.8c01.4444
F0/1
F0/3
B
0260.8c01.3333
C
0260.8c01.2222
F0/2
F0/4
D
0260.8c01.4444
------- ---- ------ ---------- -------------------------------
1 0 24 24
S2126G_Static_Module
1 10 1
M2131-Stack_Module
交换机的基本原理与配置
第五章交换机的基本原理与配置Frame:帧Packet：包Bit：位以太网：10Mb/s快速以太网：100Mb/s以太网工作在数据链路层（以MAC地址寻址）数据链路层的功能：1）、数据帧的建立、维护与拆除2）、帧包装、帧传输、帧同步3）、帧的差错恢复4）、流量控制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Mac地址：6个字节48位：前24位是供应商的标识，后24位是网卡的唯一标号第八位是0-物理地址(单播地址)1-逻辑地址（组播地址）前24位：00-06-1b：IBM公司00-0d-28：CISCO公司﹠前导码：包含八个字节，前七个字节的值为OxAA，而最后一个字节为OxAB，在DIX，中，前导码被认为是物理地址封装的一部分﹠目的地址（DA）包含六个字节，DA标识了帧的目的站点的MAC地址，DA可以是单播地址（单个目的地）、组播地址（组目的地）或广播地址﹠源地址（SA）包含六个字节，SA标识了发送帧站点的MAC地址SA一定是单播地址（即第八位是0）﹠类型：包含两个字节，用来标识上层协议的类型，例如：0800H表示IP地址数据域包含46——1500个字节，数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息，至少包括46个字节，否则会当做碎片帧帧校验序列（FCS）包含四个字节CISCO(思科)：美国的，生产交换机、路由器、防火墙交换机的工作原理：1）、初始状态2）、MAC地址学习3）、广播未知数据帧4）、接收方回应5）、交换机实现单播通信交换机以太网接口双工模式：（1）、单工：两个数据之间只能沿单一方向传输数据（2）、半双工：两个数据之间可以双向数据传输，但不能同时进行（3）、全双工：两个数据之间可双向且同时进行数据传输交换机以太网接口速率：（1）、接口连接时进行协商（2）、协商失败则无法正常通信配置前的连接：（1）、console电缆（2）、物理接口：计算机COM口交换机/路由器：console口（3）、软件连接：超级终端其他软件Secure CRT 软件的配置：（1）、端口选择（2）、选择连接方式（3）、COM口属性进入交换机系统时显示：switch>CISCO交换机的命令行（1）、用户模式：只能查看一些统计信息，权限最低Switch>（2）、特权模式：switch>enableSwitch#(3)、全局配置模式：switch#config terminalswitch#(4)、接口模式：switch（config）#interface fastethernet 0/1switch(config-if)#命令含义：Interface：关键字Fastethernet：接口类型“0”：模块号“1”：接口号特权模式退回用户模式：disiableTAB键：补齐命令进入全局配置模式：configure terminal或conf t进入0/1接口：interface fastethernet 0/1或int f0/1模式间转换：switch >enSwitch#conf tSwitch(config)#int f0/1Switch(config-if)#任何情况下只要按CTRL+Z（或end）回到特权模式Switch（config-if）#exitSwitch（config）#exitSwitch#disableSwitch>CTRL+A:光标移动到命令行的开始位置CTRL+E:光标移动到命令行的结束位置显示系统IOS名称以及版本信息：show version查看MAC地址表：show mac-adress-table[dynamic]Ports：对应交换机的端口号指定接口的双工模式：switch（config-if）#duplex {full/half/auto}指定接口号通信速率：switch（config-if）#speed {10/100/1000/auto}查看以太网接口的双工模式和通信速率：switch interface fastethernet 0/24 有意者请点击。
交换机及配置方法
这样，交换机在端口1至端口5和端口6至端口4之间建立了两条 并发的连接。节点A和节点E可以同时发送信息，节点D和接入交 换机端口4的以太网可以同时接收信息。根据需要，交换机的各端口之间
可以建立多条并发连接。交换机利用这些并发连接，对通过交换机的数
后就能进入到管理界面
第三十页，编辑于星期六：十五点 三十一分。
2、 交换机配置的三种用户工作模式
（1）、普通用户模式：开机直接进入普通用户模式， 在该模式下我们只能查询交换机的一些基础信息， 如版本号（show version）
普通用户模式的提示符：交换机名>
（2）、特权用户模式：在普通用户模式下输入enable
当节点A需要向节点D发送信息时，节点A首先将目的MAC地 址为节点D的帧发往交换机端口 l。交换机接收该帧，并在检测到其目的 MAC地址后，在交换机的“端口／MAC地址映射表”中查找节点D所 连接的端口号。一旦查到节点D所连接的端口号5，交换机将在端口1
与端口5之间建立连接，将信息转发到端口5。
与此同时，节点E需要向节点B发送信息。于是，交换机的端口6
使用带内管理模式,交换机必须事先有管理IP；
第二十五页，编辑于星期六：十五点 三十一分。
带外管理
Console口及配置线缆
Console口 (RJ45)
26
DB9-DB9线缆
Console口 (DB9)
DB9-RJ45线缆 第二十六页，编辑于星期六：十五点 三十一分。
27
带外管理交换机操作
▪连线
口3转发。
假设站点A需要向站点C发送数据，交换机同样在端口1接收该数
据。通过搜索地址映射表，交换机发现站点C与端口1相连，与单地将数据抛
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。
交换机的工作原理及vlan的配置
实验一：交换机的工作原理及vlan的配置一、实验目的1. 掌握以太网交换机的工作原理；2. 掌握以太网内pc机的通信原理；3. 掌握二层vlan技术；4. 掌握vlan技术的配置；二、实验要求举例说明：该部分是作业项目的实际需求；某公司因为业务需求，要分成两个部门，技术部、财务部；要求平时这两个部门的电脑不能通信，但是他们同属于同一个公司，要求使用统一使用192.168.1.0/24这个地址段的地址。
要求：合理的规划网络；划分vlan，满足客户需求；三、实验内容及步骤1 网络拓扑（例如下图所示）2 方法和步骤1 创建如上的Vlan后分别开启Sw1，Sw2设备。
双击sw1后打开选择Telnet.为其配置地址：127.0.0.1，端口号2101.再选择连接。
进入sw1界面后再选择断开—确定。
再选择会话选项，沟选全部显示字符再确定后重新连接就好了。
而sw2的步骤同上，只是这里的端口号改为2101.2．在sw1下创建vlan.同上sw2的代码如下：3. 设置IP。
双击主机1，进入DOS命令下：输入4测试：4的代码如下：测试表明4与2是通的，其他不通1的代码如下：测试表明1与3通，其他不通2与4相通，其他不通，代码如下：Pc1 ping Pc2不通；Pc1 ping Pc3 通；（做相应的截图）四、实验心得及体会1、通过本次实验从实际了解了VLAN 的含义对连接到的第二层交换机端口的网络用户的逻辑分段，不受网络用户的物理位置限制而根据用户需求进行网络分段及作用可以在一个交换机或者跨交换机实现，通过实验以及对代码的记忆了解，对VLAN的隔离作用得到了充分的了解。
2． 原本对于VLAN的了解不是很深刻，通过老师、同学的帮助及自己的努力获得了这份收获，让我对这门课程有了信心，在实验过程中产生了极大的兴趣。
3.通过本次的实验使知识得到了巩固加强，对于上课时的细节有了更深刻的印象。
集线器交换机基本工作原理及配置课件
交换机的安全配置
访问控制列表（ACL）
01
通过ACL实现对数据包的过滤和限制访问。
端口安全
02
包括对MAC地址的绑定和限制接入设备的数量等操作。
交换机日志管理
03
包括日志的记录、查看和备份等操作。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
06
集线器与交换机的故障 排除
集线器与交换机常见故障分析
交换机的启动过程
从加电启动到完成硬件自检和系统加载的整个过 程。
3
交换机硬件故障排查
针对硬件故障的常见表现和排查方法进行介绍。
交换机的网络配置
VLAN配置
包括VLAN的创建、删除和 修改等操作。
IP配置
包括IP地址的分配、子网掩 码和默认网关的设置等操作 。
路由配置
包括静态路由和动态路由的 配置方法。
集线器通常需要配置IP地址，以便在网络中进行 通信。
子网掩码
集线器需要配置子网掩码，以便确定哪些设备在 同一个网络中。
默认网关
集线器需要配置默认网关，以便将数据包转发到 其他网络。
集线器的安全配置
VLAN配置
通过将不同的端口分配到不同的VLAN，可以控制不同端口之间 的通信，从而提高安全性。
访问控制列表
SUMMAR Y
01
集线器与交换机的概述
集线器与交换机的定义
集线器（Hub）
集线器是一种网络设备，用于将多个网络节点连接到一个共享的通信通道上， 实现数据的传输和共享。
交换机（Switch）
交换机是一种网络设备，用于连接多个网络节点，并能够实现节点之间的点对 点通信，避免了数据的冲突和碰撞。