05 配置Catalyst交换机
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05 置Catalyst交换机
5.1 第二层交换机和网桥的基本功能
交换机和网桥的相同点：
1） 交换机和网桥都是基于数据帧的目标MAC地址作转发决定；
2） 交换机和网桥都转发第二层广播；
3） 交换机和网桥的每个端口都与其连接的设备形成一个冲突域
交换机和网桥的不同点：
1） 交换机转发数据的速度比网桥快；交换机基于硬件（ASCI，专用集成电路），而网桥基于软件；
2） 交换机的端口数量比网桥多；
3） 交换机可以支持多个生成树协议的实例，而网桥只支持一个生成树协议实例
地址学习（Address learning）
转发过滤决定（Forwarding the filtering decisions）
避免循环（Loop avoidance）
交换机有三种转发数据的方式：
1 store and forward（存储转发）：
2 Cut Through （直通转发）
3 Fragment Free （碎片丢弃）
交换机的MAC地址表（Mac-address-Table）
交换机在第一次初始化时，MAC地址表是空的。
交换机的MAC地址表是通过地址学习功能（学习源MAC地址）创建的；
交换机如果在MAC地址表中无法寻址时，将把数据帧洪泛/泛洪（Flood）到所有端口，但除数据发送的初始端口，这个过程被称为未知单播帧洪泛。
交换机和网桥都要转发第二层广播和组播，交换机的MAC地址表永远不能学习一个广播或组播MAC地址，所以交换机收到广播或组播帧之后都要Flood到所有端口，除数据发送的初始端口。
5.2 冗余的交换拓扑中的问题
1 冗余的拓扑
优点：能够避免单点故障；
缺点：广播风暴（Broadcast Strom）、多帧复制（Multiple frame copies ）、MAC地址表不稳定
5.3 生成树协议介绍
5.3.1 生成树协议的概述（Spanning-tree Protocol, STP）
采用IEEE 802.1D标准（传统的生成树协议）。CST（Common Spanning-Tree）。
STP通过关闭任意端口来实现无回环的第二层交换网络。
5.3.2 802.1D STP的操作
STP的工作过程：
一、在广播域中选择一个根网桥（Root Bridge）/根交换机（Root Switch）
1、运行STP的交换机每2秒发送一次BPDU
（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元）
2、BPDU字段有一个Bridge ID字段。
Bridge ID=Bridge priority（默认为32768） + Bridge Mac地址
3、Bridge ID中优先级最小的作为根网桥；如果所有交换机优先级相同，则
基本MAC地址最小的作为根网桥。
二、在每个非根网桥上选择一个根端口（Root Port，RP）
1、在每个非根网桥上选择到根网桥路径成本（Path Cost）最小的端口作为根端口；
2、如果存在到根网桥相同路径成本的端口，则端口号较小作为RP
三、在每个冲突域中选择一个指定端口（Designated Port，DP）
1、在每个冲突域中选择到根网桥路径成本最小的端口作为DP
2、冲突域中到根网桥路径成本相同，则端口所在交换机的Bridge ID小的作为DP
四、除RP和DP之外的其他所有端口都是非指定端口（Non-Designated Port，NDP）
1、所有的RP和DP都被置为转发（Forwarding）状态；
2、NDP端口都将被置为阻塞（Blocking）状态
STP端口的状态
1） Disable（禁用）：shutdown
2） Blocking（阻塞）：20s
3） Listening（监听）：15s
4） Learning（学习）：15s
5） Forwarding（转发）
STP的收敛（Convergence）
50s
5.4 配置Catalyst交换机
配置交换机的端口安全（Port Security）
端口安全是可以阻止未经认证的MAC地址访问进入LAN，基于MAC实现的接入层安全策略。
1、将接口指定为Access模式：
-if)#switchport mode access
2、指定最大允许的MAC地址数量：（可选）
-if)#switchport port-security maximum [允许MAC地址的数量]
3、指定允许的特定MAC地址
-if)#switchport port-security mac-address [MAC地址]
4、指定违反端口安全之后的动作
-if)#switchport port-security violation [shutdown | protect | restrict] （缺省为shutdown）
Shutdown:默认的,要将端口关闭(因为err-disable而关闭),可以通过以下命令来调整因为错误而关闭的时间:
2950B(config)#errdisable recovery cause security-violation
2950B(config)#errdisable recovery interval [秒]
Protect(保护):不关闭接口,而且不在终端给提示信息;写入日志
Restrict(限制):不关闭接口,但是在终端给提示信息;不写入日志
5、启用接口的端口安全
-if)#switchport port-security
6、检查交换机的端口安全
Switch#show port-security interface [接口]
Switch#show port-security address 清除交换机的配置：
1）清除NVRAM的内容：#erase start #delete nvram:startup-config
2）删除VLAN数据库文件：Switch#delete flash:vlan.dat
3）重启交换机：#reload
5.5 使用EtherChannel（以太信道）链路聚合
1 EtherChannel概述
2 EtherChannel的协议
PAgP：Cisco私有。
LACP：IEEE 802.3ad标准
3 EtherChannel的配置
4 配置第二层的EtherChannel
1） 指定配置EtherChannel的端口范围
Switch(config)#interface range f0/1 – 5 , f 0/7
Swithc(config-if-range)#
2） 指定协议类型(可选)：
Swithc(config-if-range)#channel-protocol [pagp | lacp]
3） 建立port-channel接口，并指定端口为其成员：
Switch(config-if-range)#channel-group [组ID] mode [on | active | passive | desirable |
auto ]
5 配置第三层的EtherChannel
Switch(config)#interface port-channel 1
Switch(config-if)#no switchport
Switch(config-if)#ip address [IP地址] [子网掩码]
6 检查EtherChannel
#show run interface port-channel 1
7 配置EhterChannel的负载均衡
