NP_02LAN交换机的管理.

[e-mail]智能与网络化控制技术研究室第二章LAN交换机的管理交换今日汗水，路由明朝辉煌[e-mail]智能与网络化控制技术研究室教学目标•精通以太网交换原理•初步认识LAN交换机•初步了解基于命令行模式的设备管理•精通交换机的基本配置•掌握交换机的远程登录配置及配置文件管理[e-mail]智能与网络化控制技术研究室本章内容•以太网交换基础•以太网交换机•交换机的管理方式•交换机的基本配置[e-mail]智能与网络化控制技术研究室课程议题2.1以太网交换基础[e-mail]智能与网络化控制技术研究室以太网交换机•交换机是一种具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品。•二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。[e-mail]智能与网络化控制技术研究室交换机工作原理•根据数据帧中的目标MAC地址，在端口之间进行帧转发•交换机的三项主要功能：•MAC地址表学习（Addresslearning）•帧的转发和过滤（Forword/filterdecision）•消除第二层环路（Loopavoidance）•MAC地址表：存储地址到端口的映射关系[e-mail]智能与网络化控制技术研究室二层交换机工作原理MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444ABCDF0/1F0/3F0/2F0/4•交换机初始化时MAC地址表是空的；[e-mail]智能与网络化控制技术研究室二层交换机工作原理MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444ABCDF0/1F0/3F0/2F0/4•主机之间互相发送数据，交换机会学习数据帧的源MAC地址。F0/1:[e-mail]智能与网络化控制技术研究室二层交换机工作原理MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444ABCDF0/1F0/3F0/2F0/4F0/1:0260.8c01.1111•交换机MAC地址表中没有目的地址记录•执行广播操作[e-mail]智能与网络化控制技术研究室二层交换机工作原理MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444ABCDF0/1F0/3F0/2F0/4F0/1:0260.8c01.1111F0/2:0260.8c01.2222F0/3:0260.8c01.3333F0/4:0260.8c01.4444•主机之间互相发送数据，交换机会学习数据帧的源MAC地址。[e-mail]智能与网络化控制技术研究室二层交换机工作原理MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444ABCDF0/1F0/3F0/2F0/4F0/1:0260.8c01.1111F0/2:0260.8c01.2222F0/3:0260.8c01.3333F0/4:0260.8c01.4444•已知单播帧：•过滤操作[e-mail]智能与网络化控制技术研究室二层交换机工作原理MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444ABCDF0/1F0/3F0/2F0/4F0/1:0260.8c01.1111F0/2:0260.8c01.2222F0/3:0260.8c01.3333F0/4:0260.8c01.4444•未知单播帧，广播帧：•执行广播操作[e-mail]智能与网络化控制技术研究室冲突域与广播域1234•四个冲突域、一个广播域[e-mail]智能与网络化控制技术研究室转发方式•交换机的三种转发方式•直通式•存储转发式•碎片隔离式（更高级的直通式转发）[e-mail]智能与网络化控制技术研究室直通式•直通式（CutThrough）方式在输入端口检测到一个数据包后，只检查其包头，取出目的地址，通过内部的地址表确定相应的输出端口，然后把数据包转发到输出端口．这样就完成了交换。因为它只检查数据包的包头（通常只检查14个字节，前导码、帧起始定界符和目的地址共14字节）。•弊端[e-mail]智能与网络化控制技术研究室存储转发式•存储转发（StoreandForward）是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一，在这种工作方式下，交换机的控制器先缓存输入到端口的数据包，然后进行CRC校验，滤掉不正确的帧，确认包正确后，取出目的地址，通过内部的地址表确定相应的输出端口，然后把数据包转发到输出端口。[e-mail]智能与网络化控制技术研究室无碎片直通式•碎片隔离（FragmentFreeCutThrough）是介于直通式和存储转发式之间的——种解决方案，它检查数据包的长度是否够64Bytes（512bit）如果小于64Bytes，说明该包是碎片（即在信息发送过程中由于冲突而产生的残缺不全的帧），则丢弃该包，如果大于64Bytes，则发送该包。该方式的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢。[e-mail]智能与网络化控制技术研究室交换方式直通式Cut-through存储转发StoreandforwardFrame碎片隔离式Fragmentfree(modifiedcut-through)直通式碎片隔离式存储转发[e-mail]智能与网络化控制技术研究室延时（10Mbps以太网）•设备延时是指数据帧第一个位到达源端口到第一个位离开目的端口的这段时间•最小延时=14byte×8bit/byte/10Mbps=11.2us•最大延时=1526byte×8bit/byte/10Mbps=1.2208ms前导码定界符目的地址帧其余部分9.6us帧间隙8字节6字节11.2us帧延时或最小延时[e-mail]智能与网络化控制技术研究室帧转发方式•因为芯片技术的不断发展，存储与校验整个数据帧的延迟已经可以忽略，所以当今交换机均使用存储转发的方式。直通转发与碎片隔离转发已不被使用。[e-mail]智能与网络化控制技术研究室课程议题2.2以太网交换机[e-mail]智能与网络化控制技术研究室锐捷交换产品线核心层骨干层汇聚层接入层骨干路由交换机S4909智能交换机S2100系列增强网管型交换机S1926G＋/F+核心万兆路由交换机S6810E智能网管交换机S1900系列快速以太网交换机S1800系列全模块化三层交换机S2800-L3万兆路由交换机S6806E万兆路由交换机S6506核心万兆路由交换机S8610、S8620电信级万兆路由交换机S9610、S9620万兆交换机S6604/06/10核心万兆路由交换机S8606智能多层交换机S3550系列增强智能安全多层交换机S3750系列智能安全多层交换机S3760系列万兆上联多层交换机S5750－POE交换机智能全千兆接入[e-mail]智能与网络化控制技术研究室交换机的端口和指示灯交换端口Console口端口指示灯电源指示灯锐捷RG-S2126G系列增强型安全智能多层交换机[e-mail]智能与网络化控制技术研究室交换机互连方式•级联：交换机之间利用以太网接口连接起来•扩展网络范围•单链路带宽瓶颈•延时大•堆叠：通过堆叠线缆将交换机的背板连接起来，扩大级联带宽•堆叠线缆短（1米）•解决带宽瓶颈（单链路1G或更大）•延时小•统一管理[e-mail]智能与网络化控制技术研究室交换机级联意思就是扩大接入的终端数量。比如有30台计算机，但只有一台24口的交换机，那么就只能连接24台计算机，剩下的6台接哪儿？如果还要上互联网，那就又占据一个端口用于上联，那就有7台计算机没地方接。解决方法就是再加一台交换机，连接到那台24口的交换机上。如果新交换机也是24口的，那就等于又增加了23个可接入点。两个交换机之间的关系就叫“级联”。几台同时接到一台上叫级联（并联），一个个串起来也叫级联。为管理方便一般都会采用“并”的方式进行级联，只有距离太远才采用串级联，因为双绞线的通讯距离只有105米，超过这个距离可以用交换机来进行级联中继。[e-mail]智能与网络化控制技术研究室堆叠－菊花链•链路带宽1G•锐捷交换机支持最多8台交换机堆叠基于级联结构的堆叠技术，构建一个多交换机的层叠结构，堆叠连接时，每台交换机都有两个堆叠端口，通过堆叠电缆和相邻的交换机堆叠接口相连。将最后一台交换机的“UP”接口与第一台交换机的“DOWN”接口相连。[e-mail]智能与网络化控制技术研究室堆叠-主从式•星式堆叠•链路带宽2.66G•需要提供一个独立的或者集成的高速交换中心（堆叠中心），所有的堆叠主机通过专用的高速堆叠端口上行到统一的堆叠中心，堆叠中心一般是一个基于专用ASIC的硬件交换单元，根据其交换容量，带宽一般在10~32Gbps之间，其ASIC交换容量限制了堆叠的层数。图1堆叠模块M2031前面板[e-mail]智能与网络化控制技术研究室交换机的主要性能指标包转发速率背板带宽：交换机的背板带宽，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带宽标志了交换机总的数据交换能力，单位为Gbps，也叫交换带宽，一般的交换机的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。延时全双工能否支持VLAN能否支持生成树协议是否可管理安全性[e-mail]智能与网络化控制技术研究室交换机性能参数•背板带宽•24×100M×2＝4.8GbpsS2126G：12.8Gbps（背板带宽）（二层）所有端口速率*端口数量的2倍应该小于背板带宽，可实现全双工无阻塞交换，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。•包转发率•S2126G：6.6Mpps（三层）•MAC地址表大小•8K/64K•线速交换：1,000Mbps/8bit/(64+8+12)byte=1,488,[e-mail]智能与网络化控制技术研究室包转发率•以太网传输最小包长是64字节、POS（PacketOverSONET/SDH）口是40字节。包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包（最小包）的个数作为计算基准的。•对于千兆以太网来说，计算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps•说明：当以太网帧为64byte时，需考虑8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转发率为1.488Mpps。快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8kpps。[e-mail]智能与网络化控制技术研究室课程议题2.3交换机的管理方式[e-mail]智能与网络化控制技术研究室交换机的管理方式•带外管理•通过带外对交换机进行管理(PC与交换机直接相连)