网络工程4.企业级交换机配置

Posted 2022-12-06 光仔December

接上篇《3、交换机原理》
之前我们讲解了从交换机的原理以及交换转发模式，本篇我们来进行实践，通过eNSP完成一个企业级交换机的配置。

在上一节我们已经了解了交换机的作用，他可以实现多台之间电脑的通信，我们下面就通过一个实例来看看数据是怎样进行转发的，一个企业的交换机是怎样使用的。

首先我们打开eNSP软件，然后选择交换机选项，然后选择下面四种交换机的其中一个（最下面那两个需要安装拓展包，之前我们都安装过，这里按照个人喜好进行选择），这里我们以S5700型号为例，拖到操作台上：

然后我们选择3台PC电脑，使用自动连接给他连上（或者手动选择Copper网线）：

然后全选后点击“启动”开机（交换机和PC电脑都开机）：

开机完成后，分别给3台电脑配置IP地址（配置为相同网段，双击电脑图标即可进行配置），分别为“1.1.1.1”、“1.1.1.2”和“1.1.1.3”：

然后我们要实现这3台电脑之间的通信。首先我们先用其中一台电脑ping一下其他电脑的ip地址。
注：这里来给新童鞋解释一下ping，ping命令的作用就是用来测试到达一个目标主机的连同性。

我们发现从1.1.1.1直接ping1.1.1.2和1.1.1.3都是可以直接ping通的：

这就说明3台电脑直接连接交换机就能实现相互通信了。那它的原理是什么呢？交换机是怎么样给这3台电脑转发数据的呢？

我们来描述一下交换过程：
在这之前我们先了解一个概念，就是交换机工作在OSI参考模型中的第二层（数据链路层），因此它进行数据转发寻址，是通过MAC地址进行寻址，而不是IP地址（路由器是通过IP地址寻址，工作在OSI参考模型中的第三层）。

1、交换机接收数据包

首先1.1.1.1发送ping数据包时，首先数据包会到交换机，此时交换机首次接收到1.1.1.1发往1.1.1.2的数据。
发送到交换机的数据包，其中包含了ping的数据内容，以及目的地址的相关信息，这里的目的地址除了ip地址外，还包含了目的设备的MAC地址（因为交换机是以MAC地址进行转发的）。
这里就存在一个问题，PC1进行ping的时候，只是输入了1.1.1.2的ip地址，它并不知道MAC地址是什么，怎么包装带MAC地址的数据包发给交换机呢？
这里就用到一个叫ARP的协议技术，该协议的工作原理也十分简单，主要步骤如下：

（1）请求主机先发一个ARP请求包，该包用来请求目标主机的MAC地址；
（2）ARP请求包通过广播的形式，发给可通信范围内的所有主机；
（3）目标主机收到ARP请求后，回应请求主机，将自己的MAC封装后回传；
（4）请求主机收到ARP回传后，就知道目标ip对应的MAC地址了；
（5）请求主机将解析结果记录在ARP缓存表，下次使用就直接可以查表。

完成上面的ARP协议传输，请求主机就可以将目标主机的MAC地址封装到ping包中，发给交换机来进行数据交换。
我们打开PC1的ARP缓存表，可以看到之前缓存过的每个ip对应的MAC地址（如果为空，重新ping一下另两台电脑后再看）：

这里可以看到之前通信过的ip对应的MAC地址的记录，下次再进行通信，就不用再先发ARP数据包了，可以直接按照缓存表封装MAC地址。

这里注意，路由器收到ARP协议数据包，会直接进行原样广播。

2、交换机分析数据包

交换机此时需要分析数据包的来源和目的地址，并分析目的地址该从哪个口出，判断怎么出就要使用到交换机的MAC地址表，它是记录了每个PC（电脑）或其他网络设备链接在哪个接口的表，交换机可以根据MAC地址表进行数据转发。

我们来MAC地址表的样式，我们打开交换机的控制台（双击交换机图标即可），输入“system-view”进入系统视图（这样才能对交换机进行各种操作），然后输入“display mac-address”来查看MAC地址表（输入命令的前几个字母，按住Tab键系统会自动补全命令）：

注：如果看不到MAC地址表，是因为交换机已经刷新MAC地址表了（有一段时间没有操作，MAC地址表就会被刷新掉，此时需要我们重新ping一下两台电脑，再回来看MAC地址表）。
我们可以看到MAC地址表是一堆英文，我们逐一来讲解，首先这个“Port”列代表的是交换机的端口，GE0/0/1代表的是1号口，其他的代表的是2号口和3号口。
而“MAC address”列代表的是连接这些端口的网络设备（这里是我们的3台电脑）的MAC地址。
那么什么是MAC地址呢？MAC地址是网络设备（这里是我们的电脑）的网卡的标识，每一个网卡都有一个MAC地址。所以我们看到的3个MAC就是我们3台电脑网卡的MAC地址。
MAC地址表就可以帮助交换机找到数据包的目的地址。

3、交换机进行数据包的发出

交换机在分析完MAC地址表后，会根据情况作出以下两种操作：
（1）MAC地址表存在PC1发出的数据包的目的网卡的MAC地址
此时交换机就按照MAC地址表上目的网卡MAC地址对应的Port端口，将数据包从相应端口发出。
（2）MAC地址表为空，或MAC地址表不存在PC1发出的数据包的目的网卡的MAC地址
此时交换机需要进行泛洪，即向所有端口发送一个寻址数据包，等待各个单口回传响应信息，并更新MAC地址表。
此时交换机再从MAC地址表上查询目的MAC地址，发现是在2号端口，则把数据包发到2号端口。

下面就是情况（2）的时候，整个传递的过程：

下一篇我们来学习路由器的相关知识。

参考：众元教育-华为HCIA基础课程视频

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