組網技術第二章交換機初始化配置第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日本章主要內容

交換機的組成交換機的分類及端口交換機的工作原理交換機的啟動及初始配置實驗一第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日2.1交換機的組成1、交換機的外觀（見圖）前面板上有多個以太網口（RJ45接口)，用來連接計算機和其他交換機。面板上還有電源開關和指示燈。指示燈其亮、滅、閃爍，可以反映交換機的工作狀態(tài)。后面板上的con0口是交換機的配置口，用con電纜連接計算機的串口，可以對交換機進行配置。第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日2、交換機的內部組成CPU，交換機用特殊用途集成電路芯片ASIC，以實現高速的數據傳輸。RAM/DRAM：動態(tài)隨機存儲器，交換機的主存。存儲運行配置文件(running-config)NVRAM：帶電池的靜態(tài)隨機存儲器，非易失RAM。存儲啟動配置文件（Startup-Config)FlashROM：閃存.存儲系統(tǒng)軟件映像（路由器當前運行的操作系統(tǒng)）。ROM：存儲開機診斷程序、引導程序和操作系統(tǒng)軟件最小子集的備份。第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日2.2交換機的分類1.按結構分類：固定式：固定式交換機采用不同的端口組合，這些端口不能升級和變動。模塊式：模塊化交換機上的模塊可以拔插，模塊通常是100Mb/s或1000Mb/s光纖接口模塊，1000Mb/sRJ45接口模塊堆積模塊用戶可以根據實際需要靈活進行配置。2.

按功能分類：第二層交換機，第三層交換機和第四層交換機，功能如前所述。第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日2.3交換機的端口（見下表）：標準類型傳輸速率(Mb/s)接口標準傳輸介質傳輸距離(M)10Base-T10RJ45UTP10010Base-F10光纖多模光纖2000100Base-TX100RJ45UTP100100Base-FX100光纖多模光纖單模光纖412--100001000Base-CX1000RJ45STP251000Base-T1000RJ45UTP1001000Base-FX1000光纖多模光纖單模光纖100--10000第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日2.4交換機的工作原理1、集線器與共享式局域網（1）組成結構以太網組網--單集線器結構第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日平行式級聯(lián)第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日樹形級聯(lián)第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日（2）共享式以太網的存在的主要問題共享式以太網每個端口收到信息后，向所有端口發(fā)送。所有端口屬于一個沖突域，廣播域。容易產生沖突和廣播風暴。網絡總帶寬容量固定，被網絡中的所有節(jié)點共同擁有。不能支持多種速率（根據不同端口的需要使用不同速率），不能實現最佳的性能價格比。第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日（3）交換式以太網的提出。當采用集線器時,三臺機器共享10M,每臺---10M/3當采用交換機時,交換機各端口可以并行工作，網絡總帶寬等于各端口帶寬之和(30M),每臺---10M。交換式以太網每個端口收到信息后，只向目的端口發(fā)送。隔離了沖突域當采用交換機時,可以支持多種速率（根據不同端口的需要使用不同速率），實現最佳的性能價格比。第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日（4）交換機的三種交換方式直接交換(Cut-through)測到目的地址字段，立即轉發(fā)優(yōu)點：交換延遲時間短缺點：缺乏差錯檢測能力 不支持不同輸入/輸出速率的端口間轉發(fā)數據第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日存儲轉發(fā)(store-and-forward)完整地接收整個數據，對數據進行CRC差錯檢測。如果正確則發(fā)送，如果不正確，通知發(fā)送站重發(fā)。優(yōu)點：具有差錯檢測能力

支持不同輸入/輸出速率的端口間轉發(fā)數據缺點：延遲時間長第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日改進的直接交換(fragment-free)接收數據頭部64字節(jié)，判斷頭部字段是否正確；如果正確，立即發(fā)送。優(yōu)缺點：有一定的差錯檢測能力 延遲時間與直接交換相近交換機在運行時，可以根據差錯率在三種方式中轉換。第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日（4）、交換機的功能地址學習通信過濾生成樹協(xié)議第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日地址學習1.建立端口/MAC地址映射表需要解決的問題交換機怎樣知道哪臺計算機連接哪個端口交換機怎樣維護地址映射表以保持其“新鮮”2.地址學習讀取幀的源地址并記錄進入交換機的端口（節(jié)點只要發(fā)送信息，交換機就能建立該表項“添加/更新”）利用計時器維護表項的“新鮮”性第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日通信過濾1.目的：隔離本地信息，避免不必要的數據流動2.方法：利用端口/MAC地址映射表和幀的目的地址決定是否轉發(fā)或轉發(fā)到何處如果地址表中不存在幀的目的地址，交換機則需要向除發(fā)送端口以外的所有端口轉發(fā)第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日通信過濾舉例第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日生成樹協(xié)議1.冗余備份和環(huán)路交換機級聯(lián)允許出現冗余備份和環(huán)路目的：加強網絡的健壯性缺陷：有可能產生廣播風暴或接收同一廣播包多次。廣播：一臺設備將數據包發(fā)給網絡中所有節(jié)點的技術。廣播風暴：大量廣播包在網上傳輸，導致可用帶寬阻塞，甚至，造成網絡癱瘓。在ARP協(xié)議的MAC地址查詢、路由協(xié)議通信、服務公告都需要廣播，廣播不能取消。第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日Switch1接收到廣播包，下面的過程會反復執(zhí)行Switch1向Port1轉發(fā)廣播包，Switch2通過Port4收到廣播包，Switch2向Port5轉發(fā)廣播包，Switch3通過Port2收到廣播包，Switch3向Port6轉發(fā)廣播包，Switch1通過Port7再次收到廣播包然后又從第一步開始不停執(zhí)行，-----形成廣播風暴。2、備份連接與環(huán)路與廣播風暴的形成第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日3、生成樹協(xié)議（STP）原理由DEC公司開發(fā)，經IEEE修改，形成IEEE802.1d標準主要思想：當網絡上有備份鏈路時，只允許主鏈路激活若主鏈路因故障而斷開時，備份鏈路才打開。這樣，網絡成為樹狀，沒有環(huán)路存在。第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日2.5交換機的啟動及初始配置1、交換機的配置方式：基本與路由器相同，通過以下5種常用方式來配置。

通過console進行配置：Console口接終端或運行終端仿真軟件的微機。

用telnet登錄后配置，采用這種方法的前提是必須為交換機配置一個IP地址。第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日

基于web的方法，使用可視化交換機管理（VSM）軟件配置交換機。通過TFTP服務器下載交換機配置文件，然后修改后復制回去。

使用IOS命令進行配置。(不用于初始配置)與路由器不同：沒有輔助端口(AUX)，不能進行遠程配置。第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日2、交換機的初始配置交換機的初始配置與路由器類同。(1)連線：在交換機面板后有一個控制臺端口,使用專用console電纜連接到計算機串口，該機要運行終端仿真程序。這個程序的設置同路由器：數據速率9600bps，數據位8比特，檢驗位無，停止位：1，流控無。第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日(2)交換機的啟動在首次打開交換機電源之前，要進行檢查，確保已完成以下工作：?

是否已經安全地插好所有的網線。?

是否已經將終端連接到控制臺端口。?

是否已經正確配置好終端軟件。如果以上工作均已完成，則將電源線插入交換機，打開電源并觀察指示燈，然后檢查控制臺的輸出。如果交換機正常運行，則系統(tǒng)指示燈呈綠色。如果系統(tǒng)出現故障，則該燈呈琥珀色。第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日1900交換機上有一個模式按鈕。通過按這個模式按鈕，交換機狀態(tài)燈表示為不同含義：

START：表示端口狀態(tài)是ready/noready。

UTL：指示交換機帶寬是10M/100M。

FDUP：表示端口被配置為單工/半雙工/全雙工。當1900交換機首次接通電源，它會運行通電自檢（POST）。POST運行完后，交換機加電后在控制臺屏幕的顯示基本同路由器。第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日2.6實驗一、路由器和交換機啟動和初始化配置1、實驗目的熟悉Cisco2600系列路由器和Cisco2950的基本組成和功能，了解Console口和其他基本端口；(2)了解路由器和交換機的啟動過程；(3)掌握通過Console口或用Telnet的方式登錄到路由器(4)掌握Cisco2600路由器和交換機的初始化配置。第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日2、實驗環(huán)境每組Cisco260路由器一臺、Cisco2950交換機一臺、PC機四臺PC1，PC2，PC3、PC4(Win2000/XP操作系統(tǒng)，需安裝超級終端)、Console控制線二根、連接PC1串口和PC2的串口。直通Rj45雙絞線五根。連接路由器的F0口到交換機E1，再連接交換機的E2口、E3口、E4口、E5口到PC3、PC4、PC2、PC1的網卡接口。第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日3、實驗拓樸結構圖第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日4、實驗步驟(1)觀察Cisco2600路由器和交換機2950的組成，了解各個端口的基本功能。(2)按照拓樸結構圖連接實驗網絡。(3)啟動PC1機，選擇“開始-程序-附件-通訊-超級終端”，然后雙擊超級終端，設置新連接名稱為任意值,在“連接時使用”列表框中，選擇“直接連接到串口1”，(4)對該端口恢復缺省設置：?傳輸速率：9600bit/s；?數據位：8；?奇偶校驗：無；?停止位：1；?流量控制：無第三十頁，共三十四頁，2022年，8月28日(5)打開路由器電源，啟動路由器進行初始化配置。在“Wouldyouliketoentertheinitialconfigurationdialog?”提示符下，輸入yes；在“Wouldyouliketoenterbasicmangementsetup?”提示符下，輸入no；設置路由器名稱為router，secret特權密文為S301Password特權密碼為cisco，虛擬終端連接密碼為vty;在“ConfigureSNMPNetworkManagement”，“ConfigureLAT”,“ConfigureAppleTalk”，“ConfigureDECnet”提示符下，輸入no,在“ConfigureIP?”提示符下，輸入yes;第三十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日

在FastEthernet0/0端口設置路由器的IP地址和子網掩碼為/;保存配置并退出；按1次或多次Enter鍵，輸入enable,并輸入特權密碼，則進入特權模式。(6)啟動PC2機，運行超級終端程序，（作法同PC1）(7)打開交換機電源，對交換機進行初始配置步驟基本同路由器，要配置交換機名稱（switch)、配置VLAN1的IP地址和掩碼（），然后存儲配置，進入特權狀態(tài)。

第三十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日(8)配置PC1、PC2、PC2、