【教学课件】第六章交换机基本操作.ppt
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1、 1999,Cisco Systems,Inc.6-1第六章第六章第六章第六章交换机基本操作交换机基本操作交换机基本操作交换机基本操作 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-2本章目标本章目标本章目标本章目标通过本章的学习,您应该掌握以下内容通过本章的学习,您应该掌握以下内容:能描述能描述2层交换层交换(桥接桥接)的运作的运作能描述能描述Catalyst 1900系列交换机反对运作系列交换机反对运作清楚清楚Catalyst 1900系列交换机的出厂缺省配置系列交换机的出厂缺省配置配置配置Catalyst 1900系列交换机系列交换机利用利用show命令确认命令确认Catal
2、yst 1900系列交换机的系列交换机的配置和运作配置和运作 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-3地址学习地址学习帧的转发帧的转发/过滤过滤回路防止回路防止交换机的三个功能交换机的三个功能 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-4交换机如何学习主机的位置交换机如何学习主机的位置最初开机时最初开机时MAC地址表是空的地址表是空的MAC地址表地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3ABCD 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-5交换机如何学
3、习主机的位置交换机如何学习主机的位置主机主机A发送数据帧给主机发送数据帧给主机C交换机通过学习数据帧的源交换机通过学习数据帧的源MAC地址,记录下主机地址,记录下主机A的的MAC地址地址 对应端口对应端口E0 该数据帧转发到除端口该数据帧转发到除端口E0以外的其它所有端口以外的其它所有端口(不清楚目标主机的不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式单点传送用泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3DCBAMAC地址表地址表 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-6交换机如何学习主机的位
4、置交换机如何学习主机的位置主机主机D发送数据帧给主机发送数据帧给主机C交换机通过学习数据帧的源交换机通过学习数据帧的源MAC地址,记录下主机地址,记录下主机D的的MAC地址对应端地址对应端口口E03该数据帧转发到除端口该数据帧转发到除端口E3以外的其它所有端口以外的其它所有端口(不清楚目标主机的单点不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式传送用泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3DCABMAC地址表地址表 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-7交换机如何过滤帧交换机如何过滤帧交
5、换机交换机A发送数据帧给主机发送数据帧给主机C在地址表中有目标主机,数据帧不会泛洪而直接转在地址表中有目标主机,数据帧不会泛洪而直接转发发0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3X XX XDCABMAC地址表地址表 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-8主机主机D发送广播帧或多点帧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广播帧或多点帧泛洪到除源端口外的所有端口0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.44
6、44E0E1E2E3DCAB广播帧和多点传送帧广播帧和多点传送帧MAC地址表地址表 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-9冗余网络拓扑冗余网络拓扑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地址表不稳定的问题网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-10 广播广播交换机交换机 A交换机交换机 B主机主机 X 发送一广播信息发送一广播信息广播风暴广播风暴
7、网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-11广播广播广播风暴广播风暴交换机交换机 A交换机交换机 B主机主机 X 发送一广播信息发送一广播信息网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-12 广播广播交换机不停地发出广播信息交换机不停地发出广播信息广播风暴广播风暴交换机交换机 A交换机交换机 B网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-13重复帧
8、重复帧 单点帧单点帧主机主机X发送一单点帧给路由器发送一单点帧给路由器Y路由器路由器Y的的MAC地址还没有被交换机地址还没有被交换机A和和B学习到学习到交换机交换机 A交换机交换机 B网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-14 单点帧单点帧主机主机X发送一单点帧给路由器发送一单点帧给路由器Y路由器路由器Y的的MAC地址还没有被交换机地址还没有被交换机A和和B学习到学习到路由器路由器Y会收到同一帧的两个拷贝会收到同一帧的两个拷贝单点帧单点帧 单点帧单点帧重复帧重复帧交换机交换机 A交换机交换机 B网段网段 1
9、网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-15单点帧单点帧 单点帧单点帧主机主机X发送一单点帧给路由器发送一单点帧给路由器Y路由器路由器Y的的MAC地址还没有被交换机地址还没有被交换机A和和B学习到学习到交换机交换机A和和B都学习到主机都学习到主机X的的MAC地址对应端口地址对应端口0端口端口 0端口端口1端口端口0端口端口1MACMAC地址表不稳定地址表不稳定交换机交换机 A交换机交换机 B网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-16
10、Unicast主机主机X发送一单点帧给路由器发送一单点帧给路由器Y路由器路由器Y的的MAC地址还没有被交换机地址还没有被交换机A和和B学习到学习到交换机交换机A和和B都学习到主机都学习到主机X的的MAC地址对应端口地址对应端口0到路由器到路由器Y的数据帧在交换机的数据帧在交换机A和和B上会泛洪处理上会泛洪处理交换机交换机A和和B都错误学习到主机都错误学习到主机X的的MAC地址对应端口地址对应端口 1MACMAC地址表不稳定地址表不稳定 单点帧单点帧端口端口 0端口端口1端口端口0端口端口1交换机交换机 A交换机交换机 B网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y 199
11、9,Cisco Systems,Inc.ICND6-17更复杂的拓扑结构可能导致多重回路更复杂的拓扑结构可能导致多重回路在第在第2层没有能够防止这种回路的机制层没有能够防止这种回路的机制服务器服务器/主机主机工作站工作站回路回路回路回路回路回路多重回路问题多重回路问题 广播广播 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-18回路的解决办法回路的解决办法:生成树协议生成树协议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中产生回路 阻塞阻塞x 1999,Cisco System
12、s,Inc.ICND6-19每个网络只能有一个根桥每个网络只能有一个根桥每个非根桥只能有一个根端口每个非根桥只能有一个根端口每段只能有一个指派端口每段只能有一个指派端口x指派端口指派端口(F)根端口根端口(F)指派端口指派端口(F)非指派端口非指派端口(B)根桥根桥非根桥非根桥SW XSW Y100baseT 10baseT生成树运作生成树运作 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-20交换机交换机 Y缺省的优先级缺省的优先级 32768(8000 十六进制十六进制)MAC 0c0022222222交接机交接机 X缺省的优先级缺省的优先级 32768(8000 十六进制十六
13、进制)MAC 0c0011111111 BPDUBPDU=Bridge protocol data unit(缺省地每缺省地每2秒发送秒发送BPDU数据数据)根桥根桥=有最低桥识别码的桥有最低桥识别码的桥桥识别码桥识别码=桥优先级桥优先级+桥桥MAC地址地址例中,例中,哪个交换机的桥识别码最低哪个交换机的桥识别码最低?Root BridgeRoot Bridge的选择的选择 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-21交接机交接机 Y缺省的优先级缺省的优先级 32768MAC 0c0022222222交换机交换机 X缺省的优先级缺省的优先级 32768 MAC 0c00111
14、11111Root bridgex端口端口 0端口端口1端口端口0端口端口1100baseT10baseT 指派端口指派端口(F)根端口根端口(F)非指派端口非指派端口(B)指派端口指派端口(F)端口状态端口状态 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-22连接速率连接速率代价代价(修订的修订的 IEEE 规范规范)代价代价(旧旧IEEE 规范规范)-10 Gbps 211 Gbps41100 Mbps191010 Mbps100100路径代价路径代价 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-23交换机交换机YMAC 0c0022222222缺省的优先级缺省
15、的优先级 32768交换机交换机XMAC 0c0011111111缺省的优先级缺省的优先级 32768 端口端口0端口端口1端口端口 0端口端口1交换机交换机 ZMac 0c0011110000缺省的优先级缺省的优先级 32768端口端口 0请指出请指出:根桥根桥指派端口、非指派端口和根端口指派端口、非指派端口和根端口?各端口分别是转发还是阻塞状态各端口分别是转发还是阻塞状态?100baseT100baseT生成树生成树 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-24端口端口 0 100baseT100baseT指派端口指派端口(F)根端口根端口(F)非指派端口非指派端口(阻塞
16、阻塞)指派端口指派端口(F)根端口根端口(F)请指出请指出:根桥根桥指派端口、非指派端口和根端口指派端口、非指派端口和根端口?各端口分别是转发还是阻塞状态各端口分别是转发还是阻塞状态?生成树生成树交换机交换机YMAC 0c0022222222缺省的优先级缺省的优先级 32768交换机交换机XMAC 0c0011111111缺省的优先级缺省的优先级 32768 端口端口0端口端口1端口端口 0端口端口1交换机交换机 ZMac 0c0011110000缺省的优先级缺省的优先级 32768 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-25阻阻 塞塞侦侦 听听学学 习习转转 妆妆生成树会
17、将每个端口的状态作以下变换生成树会将每个端口的状态作以下变换:生成树端口状态生成树端口状态 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-26交换机交换机YMAC 0c0022222222缺省的优先级缺省的优先级 32768交换机交换机 XMAC 0c0011111111缺省的优先级缺省的优先级 32768 端口端口 0端口端口 1端口端口0端口端口110baseTx x100baseTRoot Bridge指派端口指派端口根端口根端口(F)非指派端口非指派端口(阻塞阻塞)指派端口指派端口生成树重新生成生成树重新生成 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-27交
18、换机交换机YMAC 0c0022222222缺省优先级缺省优先级 32768交换机交换机 XMAC 0c0011111111缺省优先级缺省优先级 32768 端口端口 0端口端口 1端口端口 0端口端口110baseTx x100baseTRoot Bridge指派端口指派端口根端口根端口(F)非指派端口非指派端口(阻塞阻塞)指派端口指派端口BPDUx xMAXAGEx x生成树重新生成生成树重新生成 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-28关键关键:收敛时间收敛时间当所有交换机和桥的端口都改变到要么是转当所有交换机和桥的端口都改变到要么是转发要么是阻塞状态是发生收敛发要
19、么是阻塞状态是发生收敛当网络拓扑发生改变时,交换机和桥必须重当网络拓扑发生改变时,交换机和桥必须重新生成生成权,否则可能损及传送中的用户新生成生成权,否则可能损及传送中的用户数据数据 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-29基于软件实现基于软件实现每个桥只能有一个生成树每个桥只能有一个生成树每个桥通常最多到每个桥通常最多到16个端口个端口桥桥基于硬件实现基于硬件实现(ASIC)每个交换机可以有多个生成树每个交换机可以有多个生成树有更多的端口有更多的端口交换机交换机桥与交换机的比较桥与交换机的比较 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-30帧交换帧交换直
20、通转发直通转发交换机检测到目标地址后即转发帧交换机检测到目标地址后即转发帧Frame 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-31帧交换帧交换存贮转发存贮转发完整地收到帧并检查无错后才转发完整地收到帧并检查无错后才转发直通转发直通转发交换机检测到目标地址后即转发帧交换机检测到目标地址后即转发帧FrameFrameFrameFrame 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-32直通转发直通转发交换机检测到目标地址后即转发帧交换机检测到目标地址后即转发帧Frame片断转发片断转发(直通转发的修订版直通转发的修订版)Cat1900 的缺省模式的缺省模式交换机检测
21、到帧的前交换机检测到帧的前64字节后即转发字节后即转发Frame存贮转发存贮转发完整地收到帧并检查无错后才转发完整地收到帧并检查无错后才转发FrameFrameFrame帧交换帧交换 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-33半双工半双工(CSMA/CD)单向数据传送单向数据传送冲突可能性高冲突可能性高用集线器连接用集线器连接 交换机交换机集线器集线器双工综述双工综述 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-34全双工全双工 只能用于点对点只能用于点对点连接到特定的端口连接到特定的端口两端均须支持全双工两端均须支持全双工无冲突无冲突 冲突检测电路关闭冲突检
22、测电路关闭双工综述双工综述半双工半双工(CSMA/CD)单向数据传送单向数据传送冲突可能性高冲突可能性高用集线器连接用集线器连接 交换机交换机集线器集线器 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-35配置交换机配置交换机Catalyst 1900菜单界面菜单界面基于基于Web的管理的管理 VSM(Visual Switch Manager)IOS 命令行界面命令行界面 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-36IP地址地址CDP:开启开启交换模式交换模式:片断转发片断转发100baseT端口端口:自动协商双工模式自动协商双工模式10baseT端口端口:半双
23、工半双工生成树协议生成树协议:开启开启控制台密码控制台密码:无无Catalyst 1900系列的缺省配置系列的缺省配置 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-37Cat1912 Cat192410baseT 端口端口AUI 端口端口100baseT 级连端口级连端口e0/1 to e0/12e0/1 to e0/24e0/25e0/25fa0/26(port A)fa0/27(port B)fa0/26(port A)fa0/27(port B)Catalyst 1900系列的端口系列的端口 1999,Cisco Systems,Inc.ICND6-38wg_sw_d#sh
24、 runBuilding configuration.Current configuration:!interface Ethernet 0/1!interface Ethernet 0/2 wg_sw_d#sh spanPort Ethernet 0/1 of VLAN1 is Forwarding Port path cost 100,Port priority 128 Designated port is Ethernet 0/1,path cost 0 Timers:message age 20,forward delay 15,hold 1wg_sw_a#show vlan-memb
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