教案——认识交换机(共16页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上教案课程名称 网络设备 授课年级 高一 学校 电子职校 教师姓名 李萱章节名称认识交换机计划学时2 课时教学目标认识交换机的连接方式，配置方法掌握交换机的基本命令设计思路通过模拟构建的工作场景，使学生能够以工作过程的形式进行学习。教学环节教学内容、所用时间、教师活动、学生活动引入新课新课教学作为局域网的主要连接设备，以太网交换机成为应用普及最快的网络设备之一，同时，也是随着这种快速的发展，交换机的功能不断增强，随之而来则是交换机端口的更新换代以及各种特殊设备连接端口不断的添加到交换机上，这也使得交换机的接口类型变得非常丰富，为了让你对这些接口有一个比较清晰的认识，我们来学习篇交换机接口。本任务通过分析Cisco交换机上使各个接口和连接线的介绍，了解其使用方法和作用。并且要求学生记住各个接口的名称。针对本工作任务，通过认识交换机上各个接口的位置和各个接口连接线的形状和分类,了解各个接口的功能和使用情况。连接设备如图2-1所示。图2-1 Cisco交换机步骤1：认识RJ-45接口第1步：取一根带有“水晶头”的网线 这种接口就是我们现在最常见的网络设备接口，俗称“水晶头”，专业术语为RJ-45连接器，属于双绞线以太网接口类型。RJ-45插头只能沿固定方向插入，设计上有一个塑料弹片与RJ-45插槽卡住以防止脱落。如图2-2所示图2-2 RJ-45水晶头第2步：将带有“水晶头”的网线连接到交换机RJ-45接口上交换机网线接口如图2-3所示图2-3交换机RJ-45接口 这种接口在10Base-T以太网、100Base-TX以太网、1000Base-TX以太网中都可以使用，传输介质都是双绞线，不过根据带宽的不同对介质也有不同的要求，特别是1000Base-TX千兆以太网连接时，至少要使用超五类线，要保证稳定高速的话还要使用6类线。步骤2：认识SC光纤接口第1步：取一根光纤SC光纤接口在100Base-TX以太网时代就已经得到了应用，因此当时称为100Base-FX（F是光纤单词fiber的缩写），不过当时由于性能并不比双绞线突出但是成本却较高，因此没有得到普及，现在业界大力推广千兆网络，SC光纤接口则重新受到重视。光纤现如图2-4所示图2-4光纤线缆第2步：将光纤连接到光纤SC光纤接口上光纤接口类型很多，SC光纤接口主要用于局网交换环境，在一些高性能千兆交换机和路由器上提供了这种接口，它与RJ-45接口看上去很相似，不过SC接口显得更扁些，其明显区别还是里面的触片，如果是8条细的铜触片，则是RJ-45接口，如果是一根铜柱则是SC光纤接口。如图2-5所示。图2-5SC光纤接口模块步骤3：认识Console接口第1步：在交换机上找到Console口可进行网络管理的交换机上一般都有一个“Console”端口，它是专门用于对交换机进行配置和管理的。通过Console端口连接并配置交换机，是配置和管理交换机必须经过的步骤。因为其他方式的配置往往需要借助于IP地址、域名或设备名称才可以实现，而新购买的交换机显然不可能内置有这些参数，所以Console端口是最常用、最基本的交换机管理和配置端口。不同类型的交换机Console端口所处的位置并不相同，有的位于前面板，而有的则位于后面板。通常是模块化交换机大多位于前面板，而固定配置交换机则大多位于后面板。在该端口的上方或侧方都会有类似“CONSOLE”字样的标识。如图2-6所示。图2-6 Console接口除位置不同之外，Console端口的类型也有所不同，绝大多数交换机都采用RJ45端口，但也有少数采用DB9串口端口或DB25串口端口。如图2-7所示。图2-7 Console线知识链接：1、交换机概述 交换机的英文名称之为“Switch”，它是集线器的升级换代产品，从外观上来看的话，它与集线器基本上没有多大区别，都是带有多个端口的长方形盒状体。交换机是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。交换机是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。2、交换机的分类（1）根据网络覆盖范围分局域网交换机和广域网交换机。（2）根据传输介质和传输速度划分以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、10千兆以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机。（3）根据交换机应用网络层次划分企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机。（4）根据交换机端口结构划分固定端口交换机和模块化交换机。（5）根据工作协议层划分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。（6）根据是否支持网管功能划分网管型交换机和非网管理型交换机。 3、以太网的分类（1）标准以太网 最开始以太网只有10Mbps的吞吐量，它所使用的是CSMACD（带有冲突检测的载波侦听多路访问）的访问控制方法，通常把这种最早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网主要有两种传输介质，那就是双绞线和同轴电缆。所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准，下面列出是IEEE 802.3的一些以太网络标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度（基准单位是100m），Base表示“基带”的意思，Broad代表“带宽”。 ·10Base5使用粗同轴电缆，最大网段长度为500m，基带传输方法； ·10Base2使用细同轴电缆，最大网段长度为185m，基带传输方法； ·10BaseT使用双绞线电缆，最大网段长度为100m； ·1Base5 使用双绞线电缆，最大网段长度为500m，传输速度为1Mbps； ·10Broad36使用同轴电缆（RG59U CATV），最大网段长度为3600m，是一种宽带传输方式； ·10BaseF使用光纤传输介质，传输速率为10Mbps； （2）快速以太网（Fast Ethernet） 随着网络的发展，传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求。 100Mbps快速以太网标准又分为：100BASETX 、100BASEFX、100BASET4三个子类。 ·100BASETX：是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用两对双绞线，一对用于发送，一对用于接收数据。使用同10BASET相同的RJ45连接器。它的最大网段长度为100米。它支持全双工的数据传输。 ·100BASEFX：是一种使用光缆的快速以太网技术，可使用单模和多模光纤（62.5和125um）多模光纤连接的最大距离为550米。单模光纤连接的最大距离为3000米。100BASEFX特别适合于有电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。 ·100BASET4：是一种可使用3、4、5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术，最大网段长度为100米。 （3）千兆以太网 （Gigabit Ethernet）千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术，给用户带来了提高核心网络的有效解决方案，这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。 由于该技术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统，因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统，能够最大程度地投资保护，因此该技术的市场前景十分看好。 Gigabit Ethernet 支持的网络类型，如下表2-1所示： 传输介质距离1000BaseCX Copper STP25M1000BaseT Copper Cat UTP100M1000BaseSX Multi-mode Fiber 500M1000BaseLX Single-mode Fiber3000M 表2-1 Gigabit Ethernet的传输介质二、Console口与反转线的使用步骤1：在计算机找到com口在到计算机上去找到计算机的串口（com口），如图2-11所示。图2-11 Console接口步骤2：认识配置线的2个头学生取出配置线，如果交换上console口是RJ-45接口，那么配置线的一段是RJ-45头，另一头是串口头。如果console口也是串口那么配置线的2端都是串行接口头，如图2-12所示。图2-12 Console接头步骤3：将配置线与计算机连接将配置线的串形口与计算机的串口连接，串口在计算机上有针，上面有5针，下面有4针。因此配置线上的接头也是对应，应该上面行有5孔，下面行有4孔。对应插入将螺丝拧紧。如图2-13。图2-13 Console连接方法 步骤4：将配置线与交换机连接第1步 ：如果是RJ-45配置接口 如果交换机的配置Console口是用RJ-45接口，那么将配置线的另一端RJ-45头插入Console口中。如图2-14所示。图2-15 RJ-45配置口第2步 ：如果是串行配置接口如果交换机的配置Console口是用串行接口，那么将配置线的另一端串口接口头插入Console口中。如图2-15所示。图2-15串行配置接口知识链接：1、console口以RJ-45为例一般交换机提供了一个符合EIA/TIA-232异步串行规范的配置口（Console），通过这个接口，用户可完成对交换机的本地配置如图2-16所示。图2-16连接示意2、连接电缆配置口电缆是一根8芯屏蔽电缆，一端是压接的RJ-45插头，插入路由器的Console口里；另一端则同时带有一个DB-9（孔）和DB-25（孔）插头，可根据实际情况选择其中一个插入配置终端的25芯（针）或9芯（针）串口插座。配置口电缆如下图2-17所示：图2-17配置电缆3、接口参数交换机上的接口参数如表2-2所示。属性描述连接器类型RJ-45接口标准异步EIA/TIA-232波特率9600bps115.2kbps缺省9600bps支持服务命令行接口与字符终端相连与本地PC的串口相连并在PC上运行终端仿真程序表2-2 交换机接口参数三、认识计算机上超级终端的设置和基本命令步骤1：利用电脑超级终端与交换机建立连接可进行网络管理的交换机上有一个“Console”端口，它是专门用于对交换机进行配置和管理的。可以通过Console端口连接和配置交换机。用Cisco自带的Console线,RJ-45端接入Cisco交换机Console口，Com口端接入电脑Com1或Com2口，必须注意的是要记清楚接入的是那个Com口。如图2-17所示。图2-17 设备连接第1步：连接设备打开与交换机相连的计算机电源，运行计算机中的Windows xp操作系统。 第2步：检查是否安装超级终端检查是否安装有“超级终端”（Hyper Terminal）组件。如果在“附件”（Accessories）中没有发现该组件，可通过“添加删除程序”（AddRemove Program）的方式添加该Windows组件。 第3步:启动超级终端 按照步骤开启超级终端：单击“开始”>“程序”>“附件”>“通讯”>“超级终端”命令 如图2-18所示。图2-18 打开超级终端点击“文件”>“新建连接”如图2-19所示。图2-19新建连接输入超级终端名称,选择数据线所连端口(注意选择Com口时候要对应Console线接入电脑的Com口)，如图2-20所示。图2-20选择连接口单击“确定”>再点击“还原为默认值”按钮，如图2-21所示。点击“确定”按钮后开启交换机图2-21连接口属性设置此时交换机开始载入IOS，可以从载入IOS界面上看到诸如IOS版本号，交换机型号，内存大小等数据当屏幕显示Press RETURN to get started的时候按回车就能直接进入交换机。步骤2：学习交换机的一些初级命令 首先我们要知道Cisco配置界面分两种，一种是基于CLI(Command-line Interface 命令行界面)，一种是基于IOS(Internetwork Operting System 互联网操作系统)。暂时我们先探讨基于IOS的Cisco交换机。第1步:基本配置模式 基于IOS的交换机有三种模式，“>”用户模式，“#”特权模式，“（CONFIG）#”全局模式。第2步：进入不同模式命令在用户模式输入enable进入特权模式，在特权模式下输入disable回到用户模式，在特权模式下输入configure terminal进入全局模式。在特权模式下输入disable回到特权模式下。Switch> /用户模式Switch>enable /进入特权模式Switch# /特权模式Switch#configure terminal /进入全局模式Switch(config)# /全局配置模式Switch(config)#exit /退到特权模式Switch#disable /退到用户模式第3步：获得帮助的方法刚进入交换机的时候，我们处于用户模式，如：switch>。在用户模式我们可以查询交换机配置以及一些简单测试命令。在用户模式输入？号可以查询可以运行的命令。出现命令过多不能全部显示可以用Enter键逐行显示，空格键整页翻动。Switch>?Exec commands: <1-99> Session number to resume connect Open a terminal connection disconnect Disconnect an existing network connection enable Turn on privileged commands exit Exit from the EXEC logout Exit from the EXEC ping Send echo messages resume Resume an active network connection show Show running system information telnet Open a telnet connection terminal Set terminal line parameters traceroute Trace route to destinationSwitch>第4步：查看命令show的使用 Show命令是查看当前运行系统的基本信息。show version                         /查看系统硬件的配置，软件版本号等。show running-config             /查看当前正在运行的配置信息show interfaces                      /查看所有端口的配置信息show interfaces 端口号             /查看具体某个端口号的配置信息 show interfaces status               /查看所有端口的状态信息show interfaces 端口号 switchport /显示二层端口的状态，可以用来决定此口是否为二层或三层口show ip                              /查看交换机的IP信息知识链接：1、交换机的管理方式 什么是可网管交换机？按是否可网管，交换机分为可网管交换机和不可网管交换机。这两种交换机的区别在哪里呢？不可网管的交换机是不能被管理的，这里的管理是指通过管理端口执行监控交换机端口、划分VLAN、设置Trunk端口等管理功能。而可网管交换机则可以被管理，它具有端口监控、划分VLAN等许多普通交换机不具备的特性。一台交换机是否是可网管交换机可以从外观上分辨出来。可网管交换机的正面或背面一般有一个串口或并口，通过串口电缆或并口电缆可以把交换机和计算机连接起来，这样便于设置。可网管交换机的管理方式可网管交换机可以通过以下几种途径进行管理：通过RS-232 串行口（或并行口）管理、通过网络浏览器管理和通过网络管理软件管理。（1） 通过串口管理 任务中已经详细说明（2）通过远程管理可网管交换机可以通过Web（网络浏览器）或则Telnet管理，但是必须给交换机指定一个IP地址。这个IP地址除了供管理交换机使用之外，并没有其他用途。在默认状态下，交换机没有IP地址，必须通过串口或其他方式指定一个IP地址之后，才能启用这种管理方式。使用网络浏览器管理交换机时，交换机相当于一台Web服务器，只是网页并不储存在硬盘里面，而是在交换机的NVRAM里面，通过程序可以把NVRAM里面的Web程序升级。当管理员在浏览器中输入交换机的IP地址时，交换机就像一台服务器一样把网页传递给电脑，此时给你的感觉就像在访问一个网站一样。这种方式占用交换机的带宽，因此称为“带内管理”（In band）。如果你想管理交换机，只要点击网页中相应的功能项，在文本框或下拉列表中改变交换机的参数就可以了。Web管理这种方式可以在局域网上进行，所以可以实现远程管理。Telnet也是相同的方法，我们在后面的任务中会详细说明。（3）通过网管软件管理可网管交换机均遵循SNMP协议（简单网络管理协议），SNMP协议是一整套的符合国际标准的网络设备管理规范。凡是遵循SNMP协议的设备，均可以通过网管软件来管理。你只需要在一台网管工作站上安装一套SNMP网络管理软件，通过局域网就可以很方便地管理网络上的交换机、路由器、服务器等。通过SNMP网络管理软件的界面，它也是一种带内管理方式。2、交换机的工作原理交换机工作采用三种交换技术（1）端口交换端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段（每条网段为一个广播域），不用网桥或路由连接，网络之间是互不相通的。以大主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上，端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。根据支持的程度，端口交换还可细分为：·模块交换：将整个模块进行网段迁移。·端口组交换：通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。·端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。这种交换技术是基于OSI第一层上完成的，具有灵活性和负载平衡能力等优点。如果配置得当，那么还可以在一定程度进行客错，但没有改变共享传输介质的特点，自而未能称之为真正的交换。（2）帧交换帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。一般来讲每个公司的产品的实现技术均会有差异，但对网络帧的处理方式一般有以下几种：·直通交换：提供线速处理能力，交换机只读出网络帧的前14个字节，便将网络帧传送到相应的端口上。·存储转发：通过对网络帧的读取进行验错和控制。前一种方法的交换速度非常快，但缺乏对网络帧进行更高级的控制，缺乏智能性和安全性，同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。因此，各厂商把后一种技术作为重点。有的厂商甚至对网络帧进行分解，将帧分解成固定大小的信元，该信元处理极易用硬件实现，处理速度快，同时能够完成高级控制功能（如美国MADGE公司的LET集线器）如优先级控制。（3）信元交换ATM技术代表了网络和通讯技术发展的未来方向，也是解决目前网络通信中众多难题的一剂“良药”，ATM采用固定长度53个字节的信元交换。由于长度固定，因而便于用硬件实现。ATM采用专用的非差别连接，并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但并不会影响每个节点之间的通信能力。ATM还容许在源节点和目标、节点建立多个虚拟链接，以保障足够的带宽和容错能力。ATM采用了统计时分电路进行复用，因而能大大提高通道的利用率。ATM的带宽可以达到25M、155M、622M甚至数Gb的传输能力。3、MAC地址介绍 MAC（Medium/MediaAccess Control, 介质访问控制）MAC地址是烧录在NetworkInterfaceCard(网卡,NIC)里的.MAC地址,也叫硬件地址,是由48比特/bit长(6字节/bye),16进制的数字组成.0-23位叫做组织唯一标志符(organizationally unique，是识别LAN（局域网）节点的标识.24-47位是由厂家自己分配。其中第40位是组播地址标志位。网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM（一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写），它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。 也就是说，在网络底层的物理传输过程中，是通过物理地址来识别主机的，它一般也是全球唯一的。比如，著名的以太网卡，其物理地址是48bit（比特位）的整数，如：44-45-53-54-00-00,以机器可读的方式存入主机接口中。以太网地址管理机构(除了管这个外还管别的)（IEEE）（IEEE：电气和电子工程师协会）将以太网地址，也就是48比特的不同组合，分为若干独立的连续地址组，生产以太网网卡的厂家就购买其中一组，具体生产时，逐个将唯一地址赋予以太网卡。 形象的说，MAC地址就如同我们身份证上的身份证号码，具有全球唯一性。课堂小结课后作业课内完成教学反思专心-专注-专业