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1、Cisco网络技术CCNA,Li ziyin2009.10.13Version1.0,2,2023年2月27日星期一,Part.1 以太网交换机工作原理,3,2023年2月27日星期一,地址学习帧的转发/过滤环路防止,交换机的三个功能,4,2023年2月27日星期一,交换机如何学习主机的位置,MAC地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,A,B,C,D,最初开机时MAC地址表是空的,5,2023年2月27日星期一,交换机如何学习主机的位置,主机A发送数据帧给主机C交换机通过学习数据帧
2、的源MAC地址，记录下主机A的MAC地址 对应端口E0 该数据帧转发到除端口E0以外的其它所有端口(不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式),0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0:0260.8c01.1111,E0,E1,E2,E3,D,C,B,A,MAC地址表,6,2023年2月27日星期一,交换机如何学习主机的位置,主机D发送数据帧给主机C交换机通过学习数据帧的源MAC地址，记录下主机D的MAC地址对应端口E3该数据帧转发到除端口E3以外的其它所有端口(不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式),0260.8c0
3、1.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0:0260.8c01.1111,E3:0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,MAC地址表,7,2023年2月27日星期一,交换机如何过滤帧,交换机A发送数据帧给主机C在地址表中有目标主机，数据帧不会泛洪而直接转发,E0:0260.8c01.1111,E2:0260.8c01.2222,E1:0260.8c01.3333,E3:0260.8c01.4444,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8
4、c01.4444,E0,E1,E2,E3,X,X,D,C,A,B,MAC地址表,8,2023年2月27日星期一,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,E0:0260.8c01.1111,E2:0260.8c01.2222,E1:0260.8c01.3333,E3:0260.8c01.4444,MAC地址表,主机D发送广播帧或多点帧广播帧或多点帧泛洪到除源端口外的所有端口,9,2023年2月27日星期一,Part.2 生成树协议,10,2023年2月27日星期一,冗余网络拓扑
5、,冗余拓扑消除了由于单点故障所引致的网络不通问题冗余拓扑却带来了广播风暴、重复帧和MAC地址表不稳定的问题,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,11,2023年2月27日星期一,广播,交换机 A,交换机 B,主机 X 发送一广播信息,广播风暴,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,12,2023年2月27日星期一,广播,广播风暴,交换机 A,交换机 B,主机 X 发送一广播信息,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,13,2023年2月27日星期一,广播,交换机不停地发出广播信息,广播风暴,交换机 A,交换机 B,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由
6、器 Y,14,2023年2月27日星期一,重复帧,单点帧,主机X发关一单点帧给路由器Y路由器Y的MAC地址还没有被交换机A和B学习到,交换机 A,交换机 B,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,15,2023年2月27日星期一,重复帧,交换机 A,交换机 B,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,主机X发送一单点帧给路由器Y路由器Y的MAC地址还没有被交换机A和B学习到路由器Y会收到同一帧的两个拷贝,16,2023年2月27日星期一,单点帧,单点帧,主机X发送一单点帧给路由器Y路由器Y的MAC地址还没有被交换机A和B学习到交换机A和B都学习到主机X的MAC地址对应端口
7、0,端口 0,端口1,端口0,端口1,MAC地址表不稳定,交换机 A,交换机 B,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,17,2023年2月27日星期一,Unicast,MAC地址表不稳定,单点帧,端口 0,端口1,端口0,端口1,交换机 A,交换机 B,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,主机X发送一单点帧给路由器Y路由器Y的MAC地址还没有被交换机A和B学习到交换机A和B都学习到主机X的MAC地址对应端口0到路由器Y的数据帧在交换机A和B上会泛洪处理交换机A和B都错误学习到主机X的MAC地址对应端口 1,18,2023年2月27日星期一,更复杂的拓扑结构可能导致多
8、重回路在第2层没有能够防止这种回路的机制,服务器/主机,工作站,回路,回路,回路,多重回路问题,19,2023年2月27日星期一,回路的解决办法:生成树协议Spanning-Tree Protocol,将某些端口置于阻塞状态就能防止冗余结构的网络拓扑中产生回路,阻塞,x,20,2023年2月27日星期一,#每个网络只能有一个根桥，根桥具有最低的桥ID，根桥上的所有端口都是指派端口每个非根桥只能有一个根端口，根端口到达根桥所花代价最低每段只能有一个指派端口，指派端口到达根桥所花代价最低,x,指派端口(F),根端口(F),指派端口(F),非指派端口(B),根桥,非根桥,SW X,SW Y,100b
9、aseT,10baseT,生成树运作,21,2023年2月27日星期一,交换机 Y缺省的优先级 32768(8000 十六进制)MAC 0c0022222222,交接机 X缺省的优先级 32768(8000 十六进制)MAC 0c0011111111,BPDU,BPDU=Bridge protocol data unit(缺省地每2秒发送BPDU数据)根桥=有最低桥识别码的桥（桥ID）桥识别码=桥优先级+桥MAC地址例中，哪个交换机的桥识别码最低?,Root Bridge的选择,22,2023年2月27日星期一,交接机 Y缺省的优先级 32768MAC 0c0022222222,交换机 X缺省
10、的优先级 32768 MAC 0c0011111111,Root bridge,x,端口 0,端口1,端口0,端口1,100baseT,10baseT,指派端口(F),根端口(F),非指派端口(B),指派端口(F),端口状态,每个非根桥有且仅有一个根端口forwarding，根端口到达根桥所花代价优先级MAC地址Port#最小（从左到右依次比较）根端口RP和指派端口DP一般处于forwarding状态，非指派NDP一般是blocked状态,23,2023年2月27日星期一,生成树端口状态,生成树会将每个端口的状态作以下变换:,24,2023年2月27日星期一,生成树重新生成,25,2023年2
11、月27日星期一,生成树重新生成,Switch Y 在最多20秒后会发现从 Switch X 来的 BPDU 信号消失，于是就重新计算 STP。网络恢复后，Switch Y 将会是根桥，而且它的所有单口都会处于转发状态(Designated port)。,26,2023年2月27日星期一,27,2023年2月27日星期一,Part.2 交换机工作模式,28,2023年2月27日星期一,直通转发Cut-through交换机检测到目标地址后即转发帧,Frame,片断转发 Fragment free(直通转发的修订版)Cat1900 的缺省模式(modified cut-through)交换机检测到帧
12、的前64字节后即转发,Frame,帧交换,存贮转发Store and forward完整地收到帧并检查无错后才转发,Frame,Frame,Frame,29,2023年2月27日星期一,全双工 只能用于点对点连接到特定的端口两端均须支持全双工无冲突 冲突检测电路关闭,双工综述,半双工(CSMA/CD)单向数据传送冲突可能性高用集线器连接,交换机,集线器,30,2023年2月27日星期一,Part.2 操作与配置cisco设备,31,2023年2月27日星期一,可以通过多种途径来配置配置直接在设备的内存中生效,控制端口,Aux 端口,端口,PC or Unix服务器,Web 或网络管理服务器,虚
13、拟终端,多种途径的配置,Telnet,TFTP,32,2023年2月27日星期一,提供命令行界面在不同的网络设备上运行时有差别 在命令模式下可以键入或粘贴命令 键入命令后回车，设备即解析和执行所键入的命令两个主要命令模式是用户模式和特权模式不同的命令模式有不同的提示符,CiscoIOS,Cisco IOS用户界面的基本特性,33,2023年2月27日星期一,用户模式对交换机和路由器的有限操作命令提示符为 主机名,模式一:,Cisco IOS的主要命令模式,34,2023年2月27日星期一,特权(或enabled)模式对交换机和路由器更深入的操作有配置和监视权力是进入其它配置模式的前提命令提示符
14、为 主机名#,模式二(也是最常用的模式):,Cisco IOS的主要命令模式(续),35,2023年2月27日星期一,检查交换机指示灯(LEDs),36,2023年2月27日星期一,交换机自检期间的端口指示灯,1.启动时，所有端口指示灯变绿.2.每个端口自检完毕，对应的指示灯熄灭.3.如果端口自检失败,对应指示灯呈黄色.4.如果有任何自检失败情况，系统指示灯呈现黄色.5.如果没有自检失败,自检过程完成.6.随着自检过程的完成,指示灯闪亮后熄灭.,37,2023年2月27日星期一,配置模式:全局配置模式 wg_sw_a#conf termwg_sw_a(config)#端口配置模式wg_sw_a
15、(config)#interface e0/1wg_sw_a(config-if)#,配置交换机,38,2023年2月27日星期一,配置交换机的各种标识,为交换机设置本地标识,39,2023年2月27日星期一,路由器模式一览,Router(config)#,Routerenable,Router#config term,Exit,Ctrl-Z(end),用户模式特权模式全局配置模式,配置模式,模式提示,InterfaceRouter(config-if)#SubinterfaceRouter(config-subif)#Controller Router(config-controller)#LineRouter(config-line)#RouterRouter(config-router)#IPX router Router(config-ipx-router)#,40,2023年2月27日星期一,41,2023年2月27日星期一,
