交换机的基本原理与配置

Posted 2020-09-29

   交换机工作在数据链路层，负责网络相邻节点之间的数据通信，并进行流量控制，主要通过帧在对等层间数据传输。在物理线路上提供可靠的数据传输，对网络层而言为一条无差错的线路。

   

MAC地址

   计算机联网的必备硬件是网卡，每块网卡生产出来后，除了基本功能外，都有全球唯一的编号来标识自己，就是MAC地址，及网卡的物理地址，由48位二进制数组成，通常分为6段，用16进制表示，如00-d0-09-c5-45-a7

以太网帧的格式

            

交换机的工作原理

   交换机不会把收到的每个信息都发送给客户端，是由于交换机可以根据MAC地址智能的转发数据帧。交换机存储的MAC地址表将MAC地址和交换机的接口号对应起来，当收到客户端发送的信息后，就会根据MAC地址表判断该如何转发

1.MAC地址的学习

    交换机收到数据后，首先查询源MAC地址和对应接口的条目。如果条目中没有，就会将数据帧源MAC地址和收到该数据的接口号对应起来，添加到MAC地址表中

2.广播未知数据帧

    如果交换机没有从MAC地址表中找到数据帧目的地址所对应的条目，就会选用广播的方式，即除了接收口外，其他所有的接口都会收到这个数据帧

3.接收方回应信息

    目标主机收到后，就会回应一个数据帧，交换机也会将此帧的源MAC地址与接口号对应起来，添加到MAC地址表中

4.交换机实现单播通信

    现在，交换机的MAC地址表有了两个主机的条目，那么它们之间的通信就不需要借助广播了，但是交换机学习到的条目不会永久的保存在MAC地址表中，默认老化时间是300s

交换机接口的双工模式

  单工：两个数据站之间只能沿单一方向传输数据

  半双工：两个数据站之间可以实现双向的数据传输，但不能同时进行

  全双工：两个数据站之间可以实现双向的数据传输，并且可以同时进行

  接口速率：交换机的接口速率标准为10、100、1000

    一般来说，大多数设备接口可以通过协商机制实现双方速率和双工模式的自动匹配，双工模式为全双工，速率由低速率的一方决定，但对于不同产商的设备，可能由于协商参数不同而导致双工或速率不匹配，这时就需要手动指定双工或速率的模式

交换机设备简介

   交换机品牌众多，像Cisco、华为、H3C、TP-Link、神州数码、锐捷等厂家都生产了很多不同型号的交换机，这里主要介绍Cisco的产品。  

    Cisco2960系列：一款入门级的交换机，属于2950的升级产品，常用于连接客户端主机实现10/100/1000兆位以太网互联

    Cisco3560系列：一款企业级的交换机，属于3550的升级产品，在企业环境中，可直接连接客户端主机，也可用于互连入门级交换机，通过其自身的路由功能实现不同网段的互连

    Cisco4500系列：一款模块化的交换机，可以实现功能化扩展保护企业投资，主要用于具有一定规模的网络，协助企业对关键业务的部署

    Cisco6500系列：一款高端交换机设备，主要用于大型企业园区网或运营商网络构建，提供3、6、9、13插槽的机箱，以及多种集成式服务模块，包括网络安全、内容交换、语音和网络分析模块。

   总体来说，设备的系列号越高，其功能越强大，稳定性越好，背板带宽越高，但价格也更高

交换机基本配置

交换机配置前的连接

   配置交换机最基本的方法是通过Console端口进行配置，由PC端的COM接口直连交换机背板的Console接口，连接使用的线缆为专用的Console电缆

         

   在PC上打开SecureCRT软件，可以快速与交换机建立连接

用户模式：交换机启动后，按Enter键，首先进入就是用户模式，用户权限受到极大限制，只能查看一些统计信息

     Switch>                      

特权模式： 在用户模式下输入enable命令，简写为en,在该模式下可查看并修改设备的配置  

    Switch> en                         

    Switch#                        

全局配置模式：在特权模式下输入config terminal,简写为conf t

    Switch#con f                    

    Switch(config)#                 

接口模式：在全局配置下输入interface fastetherent 0/1 ,可简写为int f0/1,进入接口模式

    Switch(config)#int f0/1               

    Switch(config-if)#                    

  int f0/1的含义如下：

  int：命令关键字   

  f：接口类型，百兆以太网，还有e表示十兆，gi表示千兆，te表示万兆

还有其他交换机命令，请看我上篇的博客：路由与交换的基本命令

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