交换机原理与配置

素颜马尾好姑娘i 2021-07-24 23:00 459阅读 0赞

**一、数据链路层**  
1、数据链路层的功能  
1）数据链路的建立，维护与拆除。  
2）帧包装、帧传输、帧同步。  
3）帧的差错恢复：采用重传的方法进行。  
4)流量控制及自适应：确保中间传输设备的稳定及收发双方传输速率的匹配。

2、以太网的由来  
1、X-Wire:1973年位于美国加利福利亚的Xerox公司提出并实现了最初的以太网，原型系统的运行速率是----2.94Mb/s。  
2、DIX：由Xerox公司、DEC与Intel公司联合起来于1980年9月开发并发布了10Md/s版的以太网标准。  
3、IEEE:1983年6月，IEEE标准委员会通过了第一个802.3标准。  
4、快速以太网和千兆以太网：1991–1992年，Grand Junction网络公司开发了一种高速以太网—其运行速率可达到100Mb/s。后来在快速以太网的官方标准后，又对千兆以太网进行研究，这种网络的速率可达到1000Mb/s。

3、工作在数据链路层  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
4、以太网帧格式  
1）MAC地址  
计算机联网必需的硬件是安装在计算机上的网卡。通信中用来标识主机身份的地址就是制作在网卡的一个硬件地址。每块网卡生产出来后，除了具有基本的功能外，都有一个全球唯一的编号来标识自己，这就是MAC地址，即网卡的物理地址。MAC地址由48位二进制组成，通常分为六段，用十六进制表示，其中前24位是生产商向IEEE申请的厂商编号，后24位是网络接口卡序列号。cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw==,size\_16,color\_FFFFFF,t\_70)  
MAC地址的第8位为0时，表示该MAC地址为单播地址（单播：发送方式为一对一，即一台主机发送的数据只给另一台主机。）为1时，表示该MAC地址为组播地址。一块物理网卡的地址一定是一个接收者，也就是第8为一定为0，组播地址是一个逻辑地址，用来表示一组接收者，而不是一个接收者（广播的发送方式为一对多，即一台主机发送数据，在这个网段中的所有主机都能收到。）

2）以太网帧格式  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
前导码：包含八字节。前七字节的值为0xAA，最后一字节的值为0xAB。  
目的地址：包含六字节。DA标识了帧的目的站点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：包含六字节。SA表示了发送帧的站点MAC地址。SA一定是单播地址（即第8位是0）  
类型域：包含两字节，用来标识上层协议。  
数据域：包含46-----1500字节。数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息。  
帧校验序列：包含四字节。FCS是从DA开始到数据域结束这部分的校验和。

**二、交换机的工作原理**  
假设A主机发送数据帧（源MAC地址为00-00-00-11-11-11，目标MAC地址为00-00-00-22-22-22）到交换机的1号接口，交换机首先查询MAC地址表中1号接口对应的源MAC地址条目。如果条目中没有数据帧的源MAC地址，交换机就会将这个帧的源地址和收到该数据帧的接口号对应起来，添加到MAC地址表中。如果交换机没有在MAC地址表中找到数据帧目的地址所对应的条目，就无法确定该从哪个接口将数据帧转发出去，于是被迫选用广播的方式，即除了1号口之外的所有接口都将转发这个数据帧，于是网络中的主机B和主机C都会收到。

当主机B响应这个广播，并回应一个数据帧（源MAC地址为00-00-00-22-22-22，目标MAC地址为00-00-00-11-11-11），交换机也会将此帧的源MAC地址和接口编号（2号口）对应起来，添加到MAC地址表中。现在，主机A和主机B之间的通信不用再借助广播了，因为MAC地址表中已经有它们的条目，主机A发送数据帧的目标地址为00-00-00-22-22-22，交换机发现这个地址对应的接口编号为2，于是交换机将向2号口转发数据帧。

**三、交换机接口的双工模式**  
1、单工：单工数据传输是指两个数据站之间只能沿单一方向传输数据。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

2、半双工：数据传输使两个数据站之间可以实现双向数据传输，但不能同时进行。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

3、全双工：传输模式通信效率低，且有可能产生冲突。由于目前的绝大多数网络都为交换网络，因此这种传输模式很少见。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

**四、交换机配置前的连接**

1、Console电缆  
1）物理连接：①计算机COM口  
②交换机/路由器Console口  
2）软件连接  
①超级终端  
②其他软件  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

**五、交换机的命令模式**  
clear configuration this ：清除接口的配置，需要进接口  
reset saved-configuration：清除已保存的配置  
duplex full/half ：full全双工，half半双工  
speed 10/100 ：配置接口速率10M/100M  
undo negotiation auto ：关闭自协商功能，默认是自动协商，关闭之后可手动设置速率  
undo terminal monitor：关闭监视功能  
undo info-center enable：禁止弹出接口信息  
display mac-sddress aging-time:查看老化时间  
hardware address：查看设备的MAC地址  
display interface:查看接口，信息状态  
display bridge MAC address :查看设备的MAC地址  
display interface brief:查看交换机所有接口状态  
save:保存  
reboot:重启

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20210724/b6b49e23831d43b9a1d6c34db4d43c61.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20210724/821adae5c5ed4fce8849348aab345269.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20210724/d7ce449ed7e6439894b65b526c3109e2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20210724/d6631551173b401697411f5cf3266176.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20210724/78bf6f698387471397677fbe05762504.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20210724/4149da4970e340b79bdb3eedc8e2c333.png