交换机的基本结构和功能ppt课件

?交换机b查看mac地址表?交换机b学习源mac地址和端口号?交换机b向所有端口广播数据包?主机22查看数据包的目标mac地址不是自己丢弃数据包bmac地址端口号11322data交换机数据转发原理125b334422aabba端口1端口1端口2data端口2端口3端口3data11data交换机数据转发原理126?主机33接收到数据帧?主机44丢弃数据帧3344datadata在这个过程中交换机的mac地址表中没有需要的条目交换机通过广播的方式转发了数据帧交换机数据转发原理127b334422aabba端口1端口1端口2端口2端口3端口3data11这时主机44要给主机11发送一个数据帧
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
交换机数据转发原理12－2
MAC地址
11
端口号
1
A
❖ 交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： ▪ 交换机A查找MAC地址表 ▪ 交换机A学习主机11的MAC地址 ▪ 交换机A向其他所有端口发送广播
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端口号
11
3
B
44
2
• 交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作： • 交换机B学习源MAC地址和端口号 • 交换机B查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目， 单播转发数据到端口3
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交换机数据转发原理12－9
MAC地址
端口号
11
1
44
3
A
• 交换机A在接收到数据帧后，执行以下操作： • 交换机A学习源MAC地址和端口号 • 交换机A查看MAC地址表，根据MAC地址表中的条目， 单播转发数据到端口1
❖交换机最终的MAC地址表 MAC地址

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显示硬件版本及模块信息
Switch#show version devices
Device Slots Description
---------- ------- -----------------
1
3 S2126G
2
3 S2126G
Switch#sh version slots
Device Slot Ports Max Ports Module
查看MAC地址表记录的生存时间
S2126G#show mac-address-table aging-time
第17页/共32页
交换机接口的双工模式
点对点
点对多点
半双工 1.接口只能同时发送或者接收数据 2.接口按照CSMA/CD的工作机制 3.接口点对点连接或点对多点连接 全双工 1.接口能够同时发送接收数据 2.任何时刻发送数据不会产生冲突 3.接口点对点连接
交换机工作原
理
MAC 地址表
F0/1: 0260.8c01.1111
F0/2: 0260.8c01.2222
F0/3: 0260.8c01.3333 F0/4: 0260.8c01.4444
F0/1
F0/3
B
0260.8c01.3333
C
0260.8c01.2222
F0/2
F0/4
D
0260.8c01.4444
------- ---- ------ ---------- -------------------------------
1 0 24 24
S2126G_Static_Module
1 10 1
M2131-Stack_Module

交换机安全与防护
交换机安全威胁
非法访问和恶意攻击
01
未经授权的访问和恶意攻击是交换机面临的主要安全威胁，可
能导致数据泄露、网络瘫痪等严重后果。
病毒感染和传播
02
交换机如果感染病毒，可能会成为病毒传播的源头，影响整个
网络的正常运行。
拒绝服务攻击
03
通过大量无效的网络流量或请求，导致交换机资源耗尽，无法
MAC地址表大小
交换机能够学习的MAC地址数量，影响交 换机的转发能力。
03
交换机的应用场景
企业网络中的应用
企业网络中，交换机主要用于连接各 个部门和分支机构，实现内部数据的 高速传输和共享。
企业网络中的交换机通常具备较高的 端口密度和扩展性，以满足大规模网 络连接需求。
交换机能够提供多种安全特性，如访 问控制列表（ACL）、端口安全等， 保障企业网络安全。
02
交换机的工作原理
交换机转发原理
交换机根据目的MAC地址进行数据帧的转发。
交换机通过学习源MAC地址与端口映射关系，建立MAC地址表，实现快速转发。
当收到数据帧时，交换机查找MAC地址表，确定目的端口，并将数据帧转发到对应 端口。
交换机的交换方式
01
02
03
直通式交换
数据帧头部的信息被直接 传输到目的端口，不经过 CPU处理。
存储转发式交换
数据帧先存储在缓冲区， 然后根据MAC地址表进行 转发。
碎片隔离式交换
数据帧长度达到一定值后 才会转发，以减少冲突和 丢包。
交换机的性能指标
吞吐量
交换机每秒传输的数据量，Hale Waihona Puke 常以Mbps为 单位。背板带宽
交换机内部总线的数据传输能力，决定了交 换机的数据处理能力。

–局域网，LAN（Local Area Network）一组计算 机或其它网络设备，在物理地址上彼此相隔不远， 相互连接在一起，用以实现用户相互通信和资源共 享的系统。例如办公网LAN、企业网等 在技术上，LAN需要由特定类型的传输媒体（如电 缆、光缆、无线等媒体）和网络适配器（网卡）互 连在一起，并受必要的监控
Lantech TM
Pioneering Industrial and IP Networks
常见网络设备
• 常见网络设备（续）
–防火墙Firewall 防火墙是指设置在不同网络（如可信任的企业内部网 和不可信的公共网）或网络安全域之间的一系列部件 的组合。 它可通过监测、限制、更改跨越防火墙的 数据流，尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构 和运行状况， 以此来实现网络的安全保护。
网络结构简单，便于管理（集中式）； 每台入网机均需物理线路与处理机互连，线路利用率低； 处理机负载重（需处理所有的服务），任何两台入网机之
间交换信息，都必须通过中心处理机； 入网主机故障不影响整个网络的正常工作，中心处理机的
故障将导致网络的瘫痪
Lantech TM
Pioneering Industrial and IP Networks
Lantech TM
Pioneering Industrial and IP Networks
网络拓扑结构
• 网络拓扑结构（续）
–星形 以一台中心处理机（通信设备）为主而构成的网络，其它 入网机器仅与该中心处理机之间有直接的物理链路，中心 处理机采用分时或轮询的方法为入网机器服务，所有的数 据必须经过中心处理机。
优点 由于是带宽独享的设备，大大提高了数据交换效率， 从而是大型网络的组建成为可能；同时交换机的功能 也比较丰富

3750E
PT
PT-3750E-
28F
POWER TRIX
此处28代表整机 最 大有效端口数字
28
此处F代表 光(SFP) ,
表示该产品最多数
端口为SFP光口；若
为T则表示电；若为
F
P则表示电并且支持
POE供电 ；若为X则
表示增强电。
3
课程内容
交换机的安装 常见登录方式 CLI管理（命令行） GUI管理（Web） AAA配置
19
enable密码配置
4
交换机前面板示意图
部件编号 1 2 3 4
5
英文名称 PWR SYS CONSOLE 无
无
中文名称 电源指示灯 系统指示灯
Console端口
说明
交换机上电，该灯亮。 指示灯常亮，系统正在启动。 指示灯闪烁，系统正常工作。
实现对交换机的本地管理。
24个RJ45端口 实现10/100/1000M以太网电信号的转发
4个SFP光端口 实现千兆以太网光信号的转发
6
LINK/ACT
各 对 应 端 口 指示灯常亮，该端口LINK正常 LINK/ACT指示灯 指示灯闪烁，该端口有数据收发。5ຫໍສະໝຸດ 交换机后面板示意图6
安装注意事项
• 与其它电子产品类同，快速而频繁地开启和关闭电源易对半导体芯 片产生损伤。需重新开启P交换机时，请在关闭电源3～5秒后再打 开电源开关。
7
设备电源要求
• 电源特性： 输入电压：AC100～240V，输入频率47～63Hz， 输 入电流：1A/230V
• 电源功耗：最大功耗80W • 大楼的短路保护措施中应保证有一个240V，10A的保险丝或断路

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生成树技术的发展 生成树协议的发展过程划分成三代
第一代生成树协议：STP/RSTP
（基于端口生成树）
第二代生成树协议：PVST/PVST+
（基于VLAN生成树,cisco专利技术）
第三代生成树协议：MISTP/MSTP
（基于实例instance生成树）
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BPDU(网桥协议数据单元）
交换机之间交换BPDU帧(网桥协议数据单元) ，交换信息
中型办公网工作场景
中型网是小型网延伸，出现在楼层、校园网环境中。中型网是多个小 型网连接，规模通常为200至1000个节点计算机，网络范围更大，结构 更复杂，涉及到不同的网段，使用多台交换机设备。
1
中型办公网络工作拓扑
2
中型办公网络项目需求分析
1、内部员工可以互相通过 网络互相交流。 2、希望通过技术，实现办 公网和教学网以及其它网络 之间的技术隔离。 3、保证分布在办公主楼和 教学楼同一部门之间的网络 互相连通。 4、保证教学楼高速利用网 络传输文件。
2.除根交换机外的每个交换机都有一个根口（Root Port），即提供最短路径到Root Bridge的端口；
3.每个交换机都计算出了到根交换机（Root Bridge） 的最短路径；
4.每个LAN都有了指定交换机（Designated Bridge），位于该LAN与根交换机之间的最短路 径中。指定交换机和LAN相连的端口称为指定端 口（Designated port）；
堆叠的特点：堆叠线缆短（1米）、解决带宽瓶颈 （单链路1G）、延时小，无性能差异，便于管理
11
交换机的级联和堆叠案例应用
12
中型办公网络项目知识介绍（二）
生成树协议STP 以太网链路聚合

2．各组成局部功能
〔1〕用户电路 用户线进入交换局的接口电路 。
第四页，共七页。
用户电路的主要功能——“BORSCHT〞功能： B〔Battery Feed〕：馈电。为用户线提供通话和监视电流，程控数字交换的额定电 压为-48V的直流，用户线上的馈电电流为18 mA～50mA。
O〔Over voltage 传输线之间的转换。
34 数字程控交换技术
程控交换机是存储程序控制交换机 〔Stored Contro1，SPC〕 的简称。 是利用电子计算机进行控制的，它把交 换机各种控制功能按步骤编成程序存入 存储器，利用存储器内所存的程序来控 制整个交换机工作。
第一页，共七页。
341程控数字交换机的组成
1．程控交换机组成 2．各组成局部功能 3．程控交换机的用户效劳性能
第二页，共七页。
1．程控交换机组成
是由硬件系统和软件系统组成
程控交换机的硬件系统包括话路局部、控制局部和输入输出局部。
程控交换系统中的硬件动作均由软件进行控制完成，程控交换机的软件系统包括运行处 理所必需的在线程序和用于交换的设计、调试、软件生产和管理的支援程序两局部。
第三页，共七页。
输入输出部分
第六页，共七页。
内容总结
34 数字程控交换技术。程控交换机的硬件系统包括话路局部、控制局部和输入输出局部。用户电 路的主要功能——“BORSCHT〞功能：。为用户线提供通话和监视电流，程控数字交换的额定电压为48V的直流，用户线上的馈电电流为18 mA～50mA。O〔Over voltage 传输线之间的转换。通过软件控 制用户电路中的测试转换开关，对用户可进行局内侧和外线侧的测试。〔2〕控制系统。〔3〕输入/ 输出设备〔I/O〕

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6.2 配置交换机的静态路由
二、配置方法
SwitchA
E0/1 VLAN5 192.168.0.1 255.255.255.0
E0/1 VLAN5 192.168.0.2 255.255.255.0
SwitchB
E0/3~E0/12 VLAN2 192.0.0.1
255.255.255.0
E0/13~24 VLAN3 192.0.1.1 255.255.255.0
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6.2 配置交换机的静态路由
配置过程及配置说明 （5）在SwitchA上验证连通性。在SwitchA上除了 192.0.2.0网段不可达以外，都可以ping通。 （6）查看路由表。在SwitchA的路由表中只有交换 机直接连接网段，由于192.0.2.0网段没有和SwitchA 直接相连，所以不能被识别。 （7）为了达到互通的目的，需要在交换机上配置到 达非直连网段的静态路由。 （8）查看路由表 （9）配置静态路由后，各网段就可以全部连通。
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6.3 配置交换机的动态路由协议
实例6.3 某单位新购置Quidway3528G三层交换机两台，按 照图6-2连接对交换机进行RIP路由协议配置，使各 网段相互可以连接通信。 一、分析问题 1．技术概述 路由信息协议RIP运行简单，适用于小型网络。默 认以30秒为周期广播路由信息，每个路由器根据收 到的路由信息来修改本身的路由表。路由器到与它 直接相连网络的跳数为0，每通过一个路由器跳数加 1。为限制收敛时间，RIP规定metric取值0~15之间 的整数，大于15的跳数被定义为无穷大，即目的网 络或主机不可达。
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6.1 配置VLAN间的路由
二 以太网口 E0/3~E0/12
以太网口

如果48位全是1，则表明该地址是广播地址。 如果第8位是1，则表示该地址是组播地址。
00e0.fc39.8034
◦ 能学习终端设备的MAC地址 ◦ 能根据MAC地址表做分组转发过滤 ◦ 能通过STP(生成树协议)实施环路避免
• 交换机初始时的 MAC地址表是空的.
• 工作站A向工作站C发送帧.
• 交换机将向除了E3之外的所有接口扩散这个数据帧,因为在MAC地址表中
没有工作站C的MAC地址. • 如果工作站C有回应,则交换机将缓存工作站C的MAC地址到MAC地址表中.
• 工作站A向工作站C发送数据帧.
• 由于目的MAC地址已经获得;因此,将按照MAC表中所指示的 接口转发数据帧,不会扩散帧.
优点：转发速率快、减少延时和提高整体吞吐率 缺点：会给整个交换网络带来许多垃圾通信包 适用环境：网络链路质量较好、错误数据包较少的
网络环境，延迟时间跟帧的大小无关。
碎片丢弃（Fragmentfree）
特点：这是介于前两者之间的一种解决方案。它检 查数据包的长度是否够64个字节，如果小于 64字节，说明是假包，则丢弃该包；如果大 于等于64字节，则发送该包。
光纤接口
目前光纤传输介质发展 相当迅速，各种光纤接口也 是层出不穷，分别应用于 100Base-FX、1000Base-FX 等网络中。在局域网交换机 中， SC类型是一种常见的 光纤接口，SC接口的芯在接 头里面，右图所示的是一款 100Base-FX网络的SC光纤接 口模块。
我们常见的网络都是多台网络设备连接在一起， 我们来看交换机之间有哪些连接方式：
2.4 交换机的接口与连接方式
交换机的接口是随着网络类型的变化和传输 介质的发展而产生的不同的接口规格，主要有：

交换机的登录方式
通过控制台端口登录 通 过 Te l n e t 登 录 通过SSH登录 通过Web方式登录
交换机的配置命令
进入交换机的命令行界面 查看交换机的配置信息 配置交换机的IP地址和子网掩码
配置交换机的VLAN和端口设置
配置交换机的其他参数，如速度、双 工等
保存配置并退出交换机的命令行界面
智能家居：交换 机可以用于智能 家居中，连接智 能设备、路由器 等，实现家庭内 智能设备的互联 互通和控制。
交换机基本操作
交换机的连接方式
光纤连接：适用于长距离、高 速传输的网络连接
网线连接：适用于短距离、低 成本的局域网连接
无线连接：适用于移动设备或 无线局域网连接
串口连接：适用于与计算机或 其他设备进行数据通信
VLAN配置：隔离不同用户，提高安全性 IP绑定：防止IP地址被盗用 端口安全：限制端口流量，防止DoS攻击 802.1x认证：提高网络安全性，防止未经授权访问
交换机常见故障及排除方法
交换机常见故障类型及原因分析
物理故障：包括端口接触不良、线路损坏等，可能导致网络连接中断或性能下降。 单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，请言简意赅的阐述您的观点。单击此处添加正文， 文字是您思想的提炼，请言简意赅的阐述您的观点。
故障现象：交换机无法正常传输数据 解决方法：检查网 络配置、数据传输协议、数据传输速率等是否正确
解决方法：检查网络配置、数据传输协议、数据传输速 率等是否正确
故障现象：交换机无法正常接收数据 解决方法：检查网 络连接、数据传输协议、数据接收端口等是否正常
解决方法：检查网络连接、数据传输协议、数据接收端 口等是否正常
交换机的分类
按照网络覆盖范围分：广域网交 换机、局域网交换机