项目2组建小型交换式局域网

2.1用户需求项目2：组建小型交换式局域网在学院信息化建设过程中，校园网中使用了越来越多的可网管交换机，需要对这些交换机的接口以及接口之间的连接进行配置。2.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.1交换机的工作原理2.2.2交换机接口类型2.2.3选择要配置的交换机端口2.2.4交换机端口的基本配置2.2.5排除端口连接故障2.2.6交换机端口安全2.2.7配置交换机远程管理IP地址1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.1交换机的工作原理1.第2层交换交换机位于OSI/RM模型中的第二层（数据链路层），是一种基于MAC地址识别、完成数据帧的封装和转发的网络设备。（1）根据帧的源地址获悉MAC地址；（2）建立并维护一个由MAC地址及其相关的网桥或交换机端口的表，称为MAC地址表，也称交换表。（3）将广播和组播转发到所有端口（接收端口除外）。（4）将目标位置未知的帧转发到所有端口（接收端口除外）（5）网桥和交换机使用生成树协议相互通信以消除桥接环路。1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.1交换机的工作原理2.交换机数据帧的转发如果数据帧的目的MAC地址是广播地址或者组播地址，则向交换机所有端口转发（除数据帧来的端口）。如果数据帧的目的地址是单播地址，但是这个地址并不在交换机的MAC地址表中，那么也会向所有的端口转发（除数据帧来的端口）。如果数据帧的目的地址在交换机的MAC地址表中，那么就根据MAC地址表转发到相应的端口。如果数据帧的目的地址与数据帧的源地址在一个网段上，它就会丢弃这个数据帧，交换也就不会发生。1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.1交换机的工作原理2.交换机数据帧的转发图2.1数据帧交换过程1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.1交换机的工作原理3.交换机地址管理机制交换机的MAC地址表中，一条表项主要由一个主机MAC地址和该地址所位于的交换机端口号组成。思科的交换机中，MAC地址表放置在内容可寻址存储器（Content-AddressableMemory，CAM）中，因此也被称为CAM表。在存放MAC地址表项之前，交换机首先应该查找MAC地址表中是否已经存在该源地址的匹配表项，仅当匹配表项不存在时才能存储该表项。每一条地址表项都有一个时间标记，用来指示该表项存储的时间周期。地址表项每次被使用或者被查找时，表项的时间标记就会被更新。1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.1交换机的工作原理3.交换机地址管理机制f0/1f0/2f0/3f0/4f0/13交换机图2.2交换机MAC的学习PC1PC2PC3PC4PC5MAC:M1MAC:M2MAC:M3MAC:M4MAC:M51.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.1交换机的工作原理3.交换机地址管理机制（1）最初交换机MAC地址表为空。（2）如果有数据需要转发，如主机PC1发送数据帧给主机PC3，此时，在MAC地址表中没有记录，交换机将向除向f0/1以外的其它所有端口转发，在转发数据帧之前，它首先检查这个帧的源MAC地址（M1），并记录与之对应的端口（f0/1），于是交换机生成（M1，f0/1）这样一条记录，并加入到MAC地址表内。交换机是通过识别数据帧的源MAC地址学习到MAC地址和端口的对应关系的。当得到MAC地址与端口的对应关系后，交换机将检查MAC地址表中是否已经存在该对应关系。如果不存在，交换机就将该对应关系添加到MAC地址表；如果已经存在，交换机将更新该表项。1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.1交换机的工作原理3.交换机地址管理机制（3）循环上一步，MAC地址表不断加入新的MAC地址与端口对应信息。直到MAC地址表记录完成为止。此时，如主机PC1再次发送数据帧给主机PC3时，由于MAC地址表中已经记录了该帧的目的MAC地址的对应交换机端口号，则直接将数据转发到f0/3端口，不再向其他端口转发数据帧。交换机的MAC地址表也可以手工静态配置，静态配置的记录不会被老化。1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.1交换机的工作原理4.通信过滤交换机图2.3交换机的通信过滤PC1PC2PC312345PC4PC5PC6PC7PC8PC9集线器集线器1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.2交换机接口类型（1）快速以太网接口（FastEthernetInterface）：fa（2）千兆以太网接口（GigabitEthernetInterface）:gi（3）万兆位以太网接口（10-GigabitEthernetInterface）:te默认情况下，所有以太网接口都是启用的。1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.3选择要配置的交换机端口1.选择单个交换机端口要选择单个交换机端口，在全局配置模式下输入如下命令：switch(config)#interfacetypemod/num其中：type：端口类型。交换机端口类型主要包括（Ethernet（10Mbps端口）、FastEthernet（100Mbps端口）、GigabitEthernet（1000Mbps端口）、TenGigabitEthernet（（10Gbps端口）或VLAN接口）。mod/num：模块号／端口号。不同类型的交换机，模块号／端口号的表示不同，通常有以下几种类型：1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.3选择要配置的交换机端口1.选择单个交换机端口（1）模块化交换机模块化交换机都在插槽位置标明插槽号，并在模块上标明端口号。通常情况下，模块的排序为从上到下，顶端为1；端口的排序从左到右，左侧为1。位于CiscoCatalyst4503交换机第1插槽中选择的模块如是WS-X4013+10GE时，则拥有端口为2个10GE（X2）端口和4个1GE(SFP)端口，当描述该模块第2个10GE端口时，应当使用TenGigabitEthernet1/2，或者简写为T1/2。当描述该模块第1个1GE端口时，应当使用GigabitEthernet1/1，或者简写为Gi1/1。项目2：组建小型交换式局域网插槽号端口号图2.4模块化交换机端口标识1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.3选择要配置的交换机端口1.选择单个交换机端口位于CiscoCatalyst4503交换机第2插槽中选择的模块如是WS-X4124-RJ45=时，则拥有24个10/100MbpsBase-T（RJ-45）端口，当描述该模块第20个端口时，应当使用FastEthernet2/20，或者简写为fa2/20。又如位于CiscoCatalyst4503交换机第3插槽中选择的模块如是WS-X4548-GB-RJ45时，则拥有48个10/100/100/1000Base-T（RJ-45）端口，当描述该模块第20个端口时，应当使用GigabitEthernet3/20，或者简写为gi3/20。1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.3选择要配置的交换机端口1.选择单个交换机端口（2）固定端口交换机通常情况下，固定配置交换机（Catalyst3750除外）上的所有端口都位于0模块上。例如，当描述CiscoCatalyst2960第10个快速以太网端口时，应当使用FastEthernet0/10，或者简称f0/10，而描述CiscoCatalyst2960第1个吉比特以太网端口时，应当使用GigabitEthernet1/1，或者简称gi1/1。1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.3选择要配置的交换机端口1.选择单个交换机端口图2.5固定配置交换机端口标识端口号1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.3选择要配置的交换机端口1.选择单个交换机端口（3）CiscoCatalyst3750系列等堆叠交换机如果是堆叠交换机，则交换机接口的标识顺序为“堆叠成员号／模块号／接口号”。可堆叠的独立成员交换机的成员号为1，非模块交换机的模块号默认为0。例如，描述一个独立的CiscoCatalyst3750交换机上第10个吉比特以太网端口时，应当使用GigabitEthernet1/0/9，或者简称g1/0/9。而描述CiscoCatalyst3750第1个10吉比特以太网端口时，应当使用TenGigabitEthernet1/0/1，或者简称te1/0/1。又例如，在堆叠位置为2的交换机中，端口24用fastEthernet2/0/24来表示。1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.3选择要配置的交换机端口1.选择单个交换机端口（4）SFP模块如果交换机有SFP模块，这些端口的接口号要依据交换机上其它接口的类型而定：如果其他接口为快速以太网类型，则SFP模块中的端口号从“1”开始编号；如果交换机其它接口也是吉比特以太网类型，则SFP模块中的端口号与其它接口以其连续编号。提示：如果不清楚交换机上有哪些接口及如何编号，在实际工作中，首先在没有进行配置前，使用超级终端登录到交换机的特权模式，然后使用showrunning-config命令查看交换机的配置文件，会列出交换机的各个接口以及标识方法，可以帮助你快速学习交换机的接口编号。1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.3选择要配置的交换机端口1.选择单个交换机端口如一款CatalystCisco2960交换机。Switch#showrunning-configBuildingconfiguration...……hostnameSwitchinterfaceFastEthernet0/1interfaceFastEthernet0/2……interfaceFastEthernet0/24interfaceGigabitEthernet1/11.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.3选择要配置的交换机端口2.选择多个端口选择多个不相邻的端口：要选择多个不相邻的接口进行相同的配置，可输入一个由逗号和空格分隔的端口列表。为此，在全局配置模式下使用命令：switch(config)#interfacerangetypemodule/number[,typemodule/number…]例如，要选择接口FastEthernet0/3、0/7、0/9和0/23进行配置，可使用下述命令：switch(config)#interfacerangeFastEthernet0/3，FastEthernet0/7，FastEthernet0/9，FastEthernet0/23switch(config-if-range)#1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.3选择要配置的交换机端口2.选择多个端口选择一个连续的端口范围：从开始端口到结束端口。为此，输入端口类型和模块以及用连字符和空格分开的开始端口号到结束端口号。在全局配置模式下使用命令：switch(config)#interfacerangetypemodule/first-number–last-number例如，要选择模块0中端口2到23，可使用下述命令：switch(config)#interfacerangeFastEthernet0/2-23switch(config-if-range)#1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.4交换机端口的基本配置1.标识端口要给指定端口注释或描述，可在接口模式下输入如下命令：switch(config-if)#descriptiondescription-string2.端口速度要指定以太网端口的端口速度，可使用如下接口配置命令：switch(config-if)#speed{10|100|1000|auto}1.2相关知识项目2：组建小型交换式局域网2.2.4交换机端口的基本配置3.端口的双工模式对于快速以太网和10/100/1000端口，默认为auto。对于100BASE-FX端口，默认为full。当1