网络设备基础知识

交换机基础知识

一、交换机工作机制：

1)当交换机从某个端口收到数据包时，先读取包头中的源MAC地址从而建立源端

口和源MAC地址的对应关系，并将其添加到地址表中。由于交换机能够自动根据收到的以太网帧，并从中能获取源mac地址来更新地址表中的内容，所以交换机使用的时间越长，学习到的mac地址越多，未指定的mac地址也越少，因而广播的包越少。

2)交换机收到一个数据包后，首先读取包头中的目的mac地址，然后在地址表中

查找相应的转发端口。

3)如果地址表中有与该目的mac对应的端口，则把数据直接复制到这个端口，由

于不是将该帧发送到所有的端口，从而使那些既非源端口又非目的端口间仍然可以进行相互通信，从而提供更高的传输速率。

4)如果在mac地址表中没有找到该mac地址，该目的mac就是首次出现，则将其

发送到其他端口，相当于该帧是个广播帧。

二、交换机方式：

交换机通过以下三种方式进行交换：

1)直通式：

直通转发模式，是指交换机在接收到帧后，不进行缓存和奇偶校验，而是直接转发到目的端口。

2)存储转发：

存储转发模式，是指交换机首先在缓冲区中存储整个接收到的封装数据包，然后使用CRC检测法检查该数据包是否正确，如果正确，交换机便从地址表中寻找目的的端口地址，抵债得到后，即建立两个端口的连接并开始传输数据。如果不正确，比表明该数据包含有一个或一个以上的错误，则将予以丢弃。

3)碎片隔离：

这是介于前两者之间的一种解决方案。它检查数据包的长度是否够64个字节，如果小于64字节，说明是假包，则丢弃该包；如果大于64字节，则发送该包。这种方式也

不提供数据校验。它的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢。

三：交换机硬件结构：

u处理器（cpu）：

用于处理用户指令、协议运行等。交换机一般使用通用式CPU，它的优点是功能易扩展，理论上可以实现任何网络功能，但缺点是性能低下，所以，在交换机的设计模型中通用CPU一般仅用于网络设备的控制和管。

以cisco的规定来说，CPU使用率平时不超过20-30%，重负荷不超过40%此时效率有所下降，当 CPU使用率超过60%时交换机将无法正常工作。

u内存（memary）

只读内存（ROM）在交换机中的功能与计算机中的ROM相似，主要用于系统初始化等功能。并且还用于系统软件的运行和配置序列的存放，如交换机show 命令时显示的信息。

u外存（flash）：

又称闪存，用于保存系统文件和配置文件。是可读可写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。

u ASIC/背板（主板）：

交换机的ASIC芯片存放各种寄存器、交换表，如端口状态、单播表、组播表、VLAN表等，控制交换机进行数据的接收、维护和转发，由硬件组成，是整个交换机的核心。

ASIC芯片可以使用硬件方式实现性能极高的多种常用网络功能，单颗芯片就可以实现几百兆PPS以上的处理能力。但ASIC芯片一旦开发完毕就很难继续扩展其他应用了，新功能的添加需要芯片研发公司花费较长开发周期。所以，ASIC芯片最适合应用于处理网络中的各种成熟传统功能。

u I/O接口:

输入（input）、输出（output）设备：

1)输入设备模块有：RJ45接口，光纤接口。

2)输出设备有：显示器、打印机。

u电源，机箱。

四：交换机软件结构：

u操作系统：

交换机操作系统一般常见的是vxworks，也有很少部分的操作系统基于用linux。但国内品牌的交换机有用unixi，protel等。

vxwork 是美国 Wind River System 公司推出的一个实时操作系统。Tornado 是WRS 公司推出的一套实时操作系统开发环境类似Microsoft Visual C，但是提供了更丰富的调试、防真环境和工具。

vxwork操作系统有以下部件组成：

l内核（wind）：

l多任务调度

l任务间的同步

l进程间通信机制

l中断处理

l定时器和内存管理机制

l I/O 系统

vxwork的系统结构是一个相当小的微内核的层次结构。内核仅提供多任务环境、进程间通信和同步功能。这些功能模块足够支持vxwork在较高层次所提供的丰富的性能的要求。

u BOOTROM：

BOOTROM放在芯片里，类似于BIOS是管理设备的底层的软件，引导设备的启动，并对设备的硬件进行自检

用“ctrt+B”进入BOOTROM进行配置：

2升级操作系统（OS）

2安装OS必须在BOOTROM

2清除配置文件（清楚密码）

五：交换机配置文件：

进入交换机命令行配置模式，神州数码下可以用命令“show flash”查看两个配置文件。

2Running-config （正在运行的配置文件）

2Startup-config （保存后的配置文件）

六：交换机升级过程：

以DCS-3926为例，下面是升级过程。

第一步：

将一台pc 作为交换机的控制台，并且该控制台的以太网口与交换机的以太网口相连，在pc 上安装有ftp/tftp 的服务器软件，及需要升级的img 文件。

第二步：

在交换机启动的过程中，按住“ctrl＋b”键，直到交换机进入bootrom 监控模式。操作显示如下：

dcs-3926s management switch

copyright (c) 2001-2003 by digital china networks limited.

all rights reserved.

testing ram...

33,554,432 ram ok.

loading bootrom...

starting bootrom...

109.13 bogomips

version: 1.2.0

creation date: mar 22 2004, 17:00:18

attached tcp/ip interface to sc0.

boot]:

第三步：

在bootrom 模式下，执行命令setconfig，设置本机在bootrom 模式下的ip 地址、掩码、服务器的ip 地址、掩码及选择tftp 或者ftp 的升级方式。如设置本机地址为10.1.129.2/24，pc 地址为10.1.129.66/24，选择tftp 升级方式，配置如下：

[boot]: setconfig

host ip address: 10.1.1.1 192.168.1.1

server ip address: 10.1.1.2 192.168.1.2

ftp(1) or tftp(2): 1 2

network interface configure ok.

[boot]:

第四步：

打开pc 中ftp/tftp 服务器，如果是tftp 服务器，则运行tftp server 程序；如果是ftp 服务器，则运行ftp server 程序。在往交换机下传升级版本时，请先检查服务器与被升级交换机之间的连接状态，在服务器端使用ping 命令，ping 通后，在交换机的bootrom模式下执行

load 命令；若ping 不通，则检查原因。以下是更新系统映像文件的配置： [boot]: load nos.img

loading...

entry = 0x10010

size = 0x1077f8

[boot]: writeimg

programming...

program ok.

[boot]: 第五步：

在bootrom 模式下，执行命令writeimg。以下是对更新系统映像文件的保存：

[boot]: writeimg

第六步：

升级交换机成功，在bootrom 模式下，执行命令run，回到cli 配置界面。

[boot]:run（或者reboot）

第七步：

在bootrom模式下可以：

[boot]:noconfig （清除配置文件）

[boot]:nopassword （清除密码）

七、交换机启动过程：

八：设置交换机enable密码（即特权密码）

Switch(Config)#enable password

Current password: （首次配置，没有设置任何口令，直接回车）

New password:enable （设置新的口令为enable）

Confirm new password:enable（确认新的口令enable）

功能：修改从普通用户配置模式进入特权用户配置模式的口令，配置特权用户口令，可以防止非特权用户的非法侵入。

实验

一：拓扑图：

根据拓扑图对设备进行连并完成实验要求：

1：把交换机出厂设置和修改主机名。

2：在每台交换机上配置telnet、http、ssh访问，实现在任意一台PC上可以远程登录这三台交换机。

3：通过TFTP软件把配置文件导出和上传。

二、交换机：3526、3926、5526：

3526、3926、5526用以下命令都可以进行恢复出厂设置。（特权模式下）

switch #set default 设置恢复系统默认

switch #write 写入

switch #reload 重启

修改主机名命令。（全局模式下）

DCS-3526(Config)#prompt DCS-3526 ............//改名为DCS-3526

DCS-3926 (Config)#hostname DCS-3926 .........//改名为DCS-3926

DCRS-5526(Config)#hostname DCRS-5526 ........//改名为DCS-5526

三：配置远程用户：

1)IP规划：

设备IP地址子网掩码

DCS-3526 192.168.1.1 255.255.255.0

DCS-3926 192.168.1.2 255.255.255.0

DCRS-5526 192.168.1.3 255.255.255.0

PC1 192.168.1.4 255.255.255.0

PC2 192.168.1.5 255.255.255.0

PC3 192.168.1.6 255.255.255.0

2)以下是3526、3926、5526配置telnet、http、ssh访问命令。

DCS-356

DCS-3526(Config)#interface admin vlan …….... //接如管理VLAN DCS-3526(Config-Adminvlan)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0 …//配置管理vlan IP

地址

DCS-3526(Config)#telnet-user admin password 0 admin …..//配置telnet用户

DCS-3526(Config)#web-user admin password 0 admin ………..//配置web用户

DCS-3926：

DCS-3926(Config)#interface vlan 1 ………//接如管理vlan

DCS-3926(Config-if-vlan1)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0 ….//配置管理vlan IP地址

DCS-3926(Config)#telnet-user admin password 0 admin … .…//配置telnet用户

DCS-3926(Config)#web-user admin password 0 admin …….…//配置web用户

DCS-3926(Config)#ssh-user admin password 0 admin …….…//配置ssh用户

DCRS-5526:

DCRS-5526(Config)#interface vlan 1 …….…//接入管理vlan

DCRS-5526(Config-if-vlan1)#ip address 192.168.1.3 255.255.255.0 ……//配置管理vlan IP地址

DCRS-5526(Config)#telnet-user admin password 0 admin …….…//配置telnet用户

DCRS-5526(Config)#web-user admin password 0 admin ………...….…//配置web用户

DCRS-5526(Config)#ssh-user admin password 0 admin ………………//配置ssh用户

四、验证:

通过PC3验证实验是否配置成功。客户端TCP/IP属性

1.telnet的登录连接方式：

在开始-运行程序下输入命令telnet 192.168.1.3（DCRS-5526交换机的IP地址）就可以连接进去进行配置了！

2.Web的登录连接方式：

在浏览器中输入交换机的ip地址即可以打开web界面，输入用户名和密码进入管理界面就可以管理交换机了。

3.ssh的登录连接方式：

打开ssh连接软件，输入IP地址和用户名进行连接。

四:tftp工具：

通过TFTP服务器对配置文件进行导出和上传，推荐使用“3CD”作为导出和上

传的工具，访问这个网站可以下载“3CD”工具。

https://www.360docs.net/doc/dd6914431.html,/software/utilities_for_windows_32_bit.htm

在DCS-3526 、DCS-3926 、DCRS-556下可以用以下命令对文件导出和上传。(特权模式下)

switch#copy running-config tftp://192.168.0.4/peizhi 导出配置文件并命名为“peizhi”switch #copy tftp://192.168.0.1/peizhi running-config 上传文件名为“peizhi”到running-config

验证：

在交换机中使用相关命令启动配置文件的导出和导入过程。

1首先在PC机中安装TFTP服务器软件。

2开启TFTP服务器，并设置根目录为E盘。如图所示：

3执行一下命令把配置文件导出到pc中

4查看导出的配置文：

5把导出的配置文件修改之后，使用一下命令再导入到交换机内。

总结：

级联在一起的交换机配置成同属于一个网段，启用交换机的远程服务，然后再对客户端的tcp/ip属性配置和交换机的IP地址同一个网段，这样都可以在任意一台PC中远程登录这3台交换机。

此文档有：陈新，张大伟，李世勇，黄向阳，罗铮辉，朱金峰，董巧燕，别晓珍，曹亚楠等倾情奉献~~