交换机基础知识(二层部分)

二层交换机结构和参数详解（1）交换机的组成：交换机由CPU，内存，非易失性RAM，接口电路组成，和电脑终端一样，只是缺少显卡和显示器。

（2）交换机的操作系统：（3）端口：48*10/100/1000Base-T以太网端口，4*1000 Base-X SFP光口。

（备注：使用H3C S5000PV5-EI 系列千兆管理型交换机举例说明）表明此交换机有48个10/100/1000M自适应网口（有时也称为电口，因传输电信号而得名）和4个1000M光口（需要搭配光纤模块才能使用）（4）交换容量：336Gbps交换容量，又称背板带宽，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。

一台交换机的交换容量越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。

类似高速公路，路越宽，通信能力就越强。

要满足此交换机所有端口满速率全双工通信至少需要背板带宽为：48 X 1000Mbps X 2 + 4 X 1000Mbps X 2 = 104Gbps。

我们看到S5000PV5-EI这台交换机的交换容量官方标注为336Gbps，所以此交换机可以达到所有端口满速率全双工通信。

（5）包转发率：120Mpps交换机的包转发率表示交换机转发数据包的能力，其单位一般为pps（包/每秒）。

类似高速公路收费站，决定网络的实际性能。

要满足此交换机所有端口全线速通信（对于一个全双工千兆接口达到线速时要求：包转发率=1000Mbps/（84*8）=1.488Mpps）至少需要包转发率为：48 X 1.488Mpps + 4 X 1.488Mpps = 77.376 Mpps。

我们看到S5000PV5-EI这台交换机的包转发率官方标注为：120Mpps ，可以达到线速交换（数据包到达交换机端口后能直接转发出区）。

（6）管理端口：1个Console口Console口是我们配置刚出厂的交换机需要使用的一个管理口，需要用到Console线，如下图：（USB转Console调试线）（7）MAC地址表大小：8KMAC地址表用于存放MAC地址，够用就行，大容量对交换机性能没有提升。

⼆层交换机原理⼀、⼆层交换机基本原理 ⼆层交换机通过解析和学习以太⽹帧的源MAC来维护MAC地址与端⼝的对应关系（保存MAC与端⼝对应关系的表称为MAC表），通过其⽬的MAC来查找MAC表决定向哪个端⼝转发。

⼆、以太交换机的功能 （1）维护MAC地址表、MAC寻址 （2）数据帧的转发及过滤 （3）⼆层环路避免及链路冗余 （4）终端设备的接⼊三、MAC地址及MAC地址表 交换机查看数据帧的⼆层头部，在⾃⼰的MAC地址表中查找MAC地址，然后将数据帧从特定的端⼝转发出去。

（1）⼆层交换机的功能就是透传数据，不改变数据包中的源MAC地址和⽬的MAC地址 （2）⼆层交换机只关注数据包中的⽬的MAC地址，来进⾏数据转发 （3）⼆层交换机对数据包的转发，根据的是MAC地址表四、MAC地址 （1）MAC地址有48bit，通常被表⽰为点分⼗六进制数来表⽰ （2）MAC地址分为单播、组播和⼴播MAC地址三类 （3）MAC地址全球唯⼀，由IEEE对这些地址进⾏管理和分配 （4）每个地址由两部分组成，分别是⼚商代码和序列号。

其中前24bit位⼆进制代表供应商代码，余下的24bit位由供应商⾃⼰分配五、为什么需要VLAN （1）缺省情况下，交换机的所有端⼝均属于同⼀个⼴播域 （2）当⽹络中的交换机数量特别多时，⼴播域变得特别庞⼤，⽹络中可能会被⼤量的⼴播包损耗资源 （3）⽆法根据业务需求灵活的规划逻辑单元 注：VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域⽹，是将⼀个物理的端⼝在逻辑上划分成多个⼴播域的通信技术，VLAN内的主机可以直接通信，⽽VLAN间不能直接互通，从⽽将⼴播报⽂限制在⼀个VLAN内。

六、VLAN的作⽤ （1）不同的VLAN是不同的⼴播域，通常会使⽤不同的IP⽹段 （2）可根据业务需要灵活的进⾏VLAN的规划 （3）不同的VLAN之间⽆法进⾏⼆层互访七、VLAN知识点⼩结 （1）⼀个VLAN中所有设备都是在同⼀个⼴播域内，不同的VLAN为不同的⼴播域 （2）VLAN之间互相隔离，⼴播不能跨越VLAN传播，因此不同VLAN之间的设备⼀般⽆法互访（⼆层互访），不同VLAN间需通过三层设备实现相互通信 （3）⼀个VLAN⼀般为⼀个逻辑⼦⽹ （4）VLAN中成员多基于交换机的端⼝分配，划分VLAN就是将交换机的接⼝添加到特定VLAN中，从⽽该接⼝所连接的设备也被划⼊了该VLAN （5）VLAN是⼆层交换机的⼀个⾮常基本的⼯作机制⼋、交换机的接⼝类型 Access类型的接⼝： （1）Access接⼝只能加⼊⼀个VLAN，该VLAN⼜被称为Access接⼝的缺省VLAN （2）Access接⼝只发送⽆标记帧，且只接收⽆标记帧或打了缺省VLAN Tag的标记帧 （3）Access接⼝常⽤于连接PC、服务器或其他终端 Trunk类型的接⼝ （1）当⼀条链路需要承载多VLAN数据的时候，可将该链路配置为Trunk链路 （2）Trunk链路两端的接⼝是Trunk类型的接⼝，两端的交换机需采⽤相同的⼲道协议 （3）Trunk链路⼀般常⽤于交换机之间或交换机与路由器之间 Hybrid类型的接⼝ Hybrid接⼝也可以收发多个VLAN的报⽂，⽽且可以指定该接⼝在发送特定VLAN的报⽂时是否携带 Tag。

二层交换机原理总结一．背景知识以太网这个术语通常是指由DEC 、Intel 和Xerox 公司在1982年联合公布的一个标准，它是当今TCP/IP 采用的主要的局域网技术，它采用一种称作CSMA/CD 的媒体接入方法。

在TCP/IP 世界中，以太网IP 数据报文的封装在RFC 894中定义。

以太网采用广播机制，所有与网络连接的工作站都可以看到网络上传递的数据。

通过查看包含在帧中的目标地址，确定是否进行接收或放弃。

如果证明数据确实是发给自己的，工作站将会接收数据并传递给高层协议进行处理。

以太网采用CSMA/CD （Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection ）媒体访问机制，任何工作站都可以在任何时间访问网络。

在以太网中，所有的节点共享传输介质。

如何保证传输介质有序、高效地为许多节点提供传输服务，就是以太网的介质访问控制协议要解决的问题。

二．标准以太网帧结构46-150026648前导码：由7字节的前同步码和1字节的帧起始定界符构成。

这个字段有7个字节（56位）交替出现的0和1，它的作用就是提醒接收系统有帧的到来，以及使到来的帧与计时器进行同步。

前同步码其实是在物理层添加上去的，并不是（正式的）帧的一部分。

前同步码的目标是允许物理层在接收到实际的帧起始符之前检测载波，并且与接收到的帧时序达到稳定同步。

这个字段用1字节（10101011）作为帧开始的信号，表示一帧的开始。

最后两位是11，表示下面的字段是目的地址。

目的地址（DA ）： 48位，表示帧准备发往目的站的地址，共6个字节，可以是单址（代表单个站）、多址（代表一组站）或全地址（代表局域网上的所有站）。

当目的地址出现多址时，表示该帧被一组站同时接收，称为“组播”（Multicast ）。

目的地址出现全地址时，表示该帧被局域网上所有站同时接收，称为“广播”（Broadcast ），通常以DA 的最高位来判断地址的类型，若第一字节最低位为“0”则表示单址，第一字节最低位为“1”则表示组播。

TRUNK在二层交换机的性能参数中，常常提到一个重要的指标：TRUNK，许多的二层交换机产品在介绍其性能时，都会提到能够支持TRUNK功能，从而可以为互连的交换机之间提供更好的传输性能。

那到底什么是TRUNK呢？使用TRUNK功能到底能给我们带来哪些应用方面的优势？还有在具体的交换机产品中怎样来配置TRUNK。

下面我们来了解一下这些方面的知识。

一、什么是TRUNK？TRUNK是端口汇聚的意思，就是通过配置软件的设置，将2个或多个物理端口组合在一起成为一条逻辑的路径从而增加在交换机和网络节点之间的带宽，将属于这几个端口的带宽合并，给端口提供一个几倍于独立端口的独享的高带宽。

Trunk是一种封装技术，它是一条点到点的链路，链路的两端可以都是交换机，也可以是交换机和路由器，还可以是主机和交换机或路由器。

基于端口汇聚（Trunk）功能，允许交换机与交换机、交换机与路由器、主机与交换机或路由器之间通过两个或多个端口并行连接同时传输以提供更高带宽、更大吞吐量，大幅度提供整个网络能力。

一般情况下，在没有使用TRUNK时，大家都知道，百兆以太网的双绞线的这种传输介质特性决定在两个互连的普通10/100交换机的带宽仅为100M，如果是采用的全双工模式的话，则传输的最大带宽可以达到最大200M，这样就形成了网络主干和服务器瓶颈。

要达到更高的数据传输率，则需要更换传输媒介，使用千兆光纤或升级成为千兆以太网，这样虽能在带宽上能够达到千兆，但成本却非常昂贵（可能连交换机也需要一块换掉），更本不适�系统杀镜闹行∑笠岛脱 Ｊ褂谩Ｈ绻 褂肨RUNK技术，把四个端口通过捆绑在一起来达到800M 带宽，这样可较好的解决了成本和性能的矛盾。

二、TRUNK的具体应用TRUNK（端口汇聚）是在交换机和网络设备之间比较经济的增加带宽的方法，如服务器、路由器、工作站或其他交换机。

这中增加带宽的方法在当单一交换机和节点之间连接不能满足负荷时是比较有效的。

交换机基础知识1、交换机的基本概念交换机英⽂名称为Switch，也称为交换式集线器,是⼀种基于MAC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、交换机的⼯作特点：拥有⼀条很⾼带宽的背板总线和内部交换矩阵所有的端⼝都挂接在这条背板总线上控制电路收到数据包以后，处理端⼝会查找内存中的地址对照表以确定⽬的MAC地址的⽹卡（NIC）挂接在哪个端⼝上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到⽬的端⼝⽬的MAC若不存在才⼴播到所有的端⼝，接收端⼝回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加⼊内部MAC地址表中。

3、交换机的特性与⽹桥和集线器相⽐，交换机从下⾯⼏⽅⾯改进了性能：（1）通过⽀持并⾏通信，提⾼了交换机的信息吞吐量。

（2）将传统的⼀个⼤局域⽹上的⽤户分成若⼲⼯作组，每个端⼝连接⼀台设备或连接⼀个⼯作组，有效地解决拥挤现象。

（3）虚拟⽹（Virtual LAN）技术的出现，给交换机的使⽤和管理带来了更⼤的灵活性。

（4）端⼝密度可以与集线器相媲美,⼀般的⽹络系统都是有⼀个或⼏个服务器，⽽绝⼤部分都是普通的客户机。

客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事务处理能⼒成为整个⽹络性能好坏的关键。

4、交换机的三个主要功能（1）学习以太⽹交换机了解每⼀端⼝相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端⼝映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。

（2）转发/过滤当⼀个数据帧的⽬的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接⽬的节点的端⼝⽽不是所有端⼝（如该数据帧为⼴播/组播帧则转发⾄所有端⼝）。

（3）消除回路当交换机包括⼀个冗余回路时，以太⽹交换机通过⽣成树协议避免回路的产⽣，同时允许存在后备路径。

5、交换机交换模式交换机将数据从⼀个端⼝转发⾄到另⼀个端⼝的处理⽅式称为交换模式。

一、二层网管交换机基础知识1、交换机简介（1）2928E（24口）前面版，配置接口为最右边的RJ45口（2）2918E（16口）前面板，配置接口为最右边的RJ45口（3）2928SI（24口）前面板，配置接口为最左边的RJ45口（4）2920SI（16口）前面板，配置接口为最左边的RJ45口(5)2928E为24口交换机。

另外多出2个千兆电口，4个光口插槽。

其中25、26是光电共用，只能启用一个。

就是说，启用了电口，光口就无法使用2918E为16口交换机。

除了比2928E少2个光口插槽，其它一样。

2928SI与2920SI，都之多2个千兆电口，光口为插卡式光口(6)配置时，将配置用的串口线接至交换机上的配置接口。

2、配置说明初始用户的用户名为：admin 密码为：zhongxing进入后是非特权模式，显示“>”，这个模式下只能查看，没有任何更改权限。

输入“enable”进入特权配置模式，没有密码，显示为“＃”进去特权模式后，开始配置配置实例：Hostname XXXX /交换机命名set vlan 3 en /创建交换机管理vlanset vlan 3 add port 17-26 tag /将级联口17-26打上标签并在级联口透传set vlan 302 en /创建eoc的管理vlanset vlan 302 add port 17-26 tagset vlan 2001 en /创建机顶盒点播vlanset vlan 2001 add port 17-26 tagset vlan 1001-1140 en /创建用户vlanset vlan 1001-1140 add port 17-26 tag /将vlan1001-1140的用户vlan在17-26口透传set vlan 1001 add port 1 untag /将端口1不打标记加入到vlan1001set vlan 1002 add port 2 untagset vlan 1003 add port 3 untagset vlan 1004 add port 4 untagset vlan 1005 add port 5 untagset vlan 1006 add port 6 untagset vlan 1007 add port 7 untagset vlan 1008 add port 8 untagset vlan 1009 add port 9 untagset vlan 1010 add port 10 untagset vlan 1011 add port 11 untagset vlan 1012 add port 12 untagset vlan 1013 add port 13 untagset vlan 1014 add port 14 untagset vlan 1015 add port 15 untagset vlan 1016 add port 16 untagset port 1 pvid 1001 /给端口打标签！注意！上面配置的vlan与端口要与这里的set port 2 pvid 1002 pvid与端口相对应，不然用户无法上网set port 3 pvid 1003set port 4 pvid 1004set port 5 pvid 1005set port 6 pvid 1006set port 7 pvid 1007set port 8 pvid 1008set port 9 pvid 1009set port 10 pvid 1010set port 11 pvid 1011set port 12 pvid 1012set port 13 pvid 1013set port 14 pvid 1014set port 15 pvid 1015set port 16 pvid 1016set user local admin login-password zte@jngd /配置密码set loopdetect port 1-16 enable /配置用户口的环路检测set mac limit port 1 limit-num 3 /配置用户口的地址数限制，每个set mac limit port 2 limit-num 3 端口限制3个地址set mac limit port 3 limit-num 3set mac limit port 4 limit-num 3set mac limit port 5 limit-num 3set mac limit port 6 limit-num 3set mac limit port 7 limit-num 3set mac limit port 8 limit-num 3set mac limit port 9 limit-num 3set mac limit port 10 limit-num 3set mac limit port 11 limit-num 3set mac limit port 12 limit-num 3set mac limit port 13 limit-num 3set mac limit port 14 limit-num 3set mac limit port 15 limit-num 3set mac limit port 16 limit-num 3set qos traffic-limit fe-port 1 packet-type multicast en /配置用户口的广播风暴检测set qos traffic-limit fe-port 2 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 3 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 4 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 5 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 6 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 7 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 8 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 9 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 10 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 11 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 12 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 13 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 14 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 15 packet-type multicast enset qos traffic-limit fe-port 16 packet-type multicast enset user multi-user enableconfig snmpcreate community publiczte privateset community publiczte view zteViewset host 10.0.0.134 trap v2c publiczteset trap coldstart enableset trap warmstart enableset trap topologyChange enableset trap memberUpDown enableset trap portLoopdetect enableset trap dynamicMacExceed enableexitset vlan 1 del port 1-28 /将1-28在默认vlan1里删除set vlan 1 de trunk 1-15 /将1-15在默认vlan1里删除set vlan 1 add port 17-28 tag /将级联口打标记加入到vlan1里set remote-access ipaddress 210.77.195.252set remote-access ipaddress 210.77.195.251set remote-access ipaddress 10.0.1.0 255.255.255.240set remote-access ipaddress 10.0.0.132set remote-access ipaddress 10.0.0.133set remote-access ipaddress 10.100.17.0 255.255.255.0set remote-access specific /设置地址登陆限制config router /进入路由模式set ipport 0 ipaddress 10.100.17.2 255.255.255.0 /配置交换机的管理地址set ipport 0 vlan 3 /管理地址所对应的管理vlan（！注意！这里的vlan配置错误的话，交换机无法上线）set ipport 0 enable /启用iproute 0.0.0.0 0.0.0.0 10.171.17.1 /配置路由exit /退出路由模式write /配置完成后，保存配置3、常用命令(1)show running-config 查看配置(2)ping在交换机上使用ping命令ping下网关或其它同小区设别，看设备和线路是否正常。

交换机的基础知识许多新型的Client／Server应用程序以及多媒体技术的出现，导致了传统的共享式网络远远不能满足要求，这也就推动了局域网交换机的出现。

1、交换机的定义局域网交换机拥有许多端口，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。

交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐量。

为了进一步提高性能，每个端口还可以只连接一个设备。

为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连接，局域网交换机一般拥有一个或几个高速端口，如100M以太网端口、FDDI端口或155M ATM端口，从而保证整个网络的传输性能。

2、交换机的特性通过集线器共享局域网的用户不仅是共享带宽，而且是竞争带宽。

可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少，甚至被迫等待，因而也就耽误了通信和信息处理。

利用交换机的网络微分段技术，可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加每个用户的可用带宽，从而缓解共享网络的拥挤状况。

由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽，能保护用户以前在介质方面的投资，并提供良好的可扩展性，因此交换机不但是网桥的理想替代物，而且是集线器的理想替代物。

与网桥和集线器相比，交换机从下面几方面改进了性能：（1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。

（2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备或连接一个工作组，有效地解决拥挤现像。

这种方法人们称之为网络微分段（Micro一segmentation）技术。

（3）虚拟网（VirtuaI LAN）技术的出现，给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性。

我们将在后面专门介绍虚拟网。

（4）端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络系统都是有一个或几个服务器，而绝大部分都是普通的客户机。

客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。