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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第,6章 集線器和交換機(jī),第六章 集線器和交換機(jī),6.1 集線器,6.,1.,1 集線器的基礎(chǔ)知識,2、,集線器外觀示意圖,1、,集線器英文名稱是,Hub,英文,Hub,是“中心”的意思。集線器在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中用圖標(biāo)表示為,3、集線器的工作過程：,首先節(jié)點(diǎn)發(fā)信號到線路，集線器接收該信號，因信號在電纜傳輸中有衰減，集線器接收信號后將衰減的信號整形放大，最后集線器將放大的信號廣播轉(zhuǎn)發(fā)給其他所有端口。,4、,集線器主要功能：,是對接收到的信號進(jìn)行再生、整形放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時把所有節(jié)點(diǎn)集中在以它為中心

2、的節(jié)點(diǎn)上。,5、集線器的優(yōu)點(diǎn)：,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中某條線路或某節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時，不會影響網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)的正常工作，因為它提供了多通道通信，所以大大提高了網(wǎng)絡(luò)通信速度。,6、集線器,的不足主要體現(xiàn)在如下幾個方面：,（1）用戶帶寬共享，帶寬受到限制。,（2）以廣播方式傳輸數(shù)據(jù)，易造成網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。,（3）網(wǎng)絡(luò)通信效率低。,集線器同時工作在,OSI,參考模型的第一層“物理層”和第二層“數(shù)據(jù)鏈路層”。,6.,1.,2 集線器的分類,2按帶寬劃分,3按配置形式劃分,1按端口數(shù)量劃分,按集線器的配置來分，可分為獨(dú)立型集線器、模塊化集線器和堆疊式集線器三種。,按照集線器所支持的帶寬不同，通?？煞譃?10,Mb/s,、,

3、100Mb/s,、,10/100Mb/s,三種。要注意，這里所指的帶寬是指整個集線器所能提供的總帶寬，而不是每個端口所能提供的帶寬。,按照集線器提供的端口數(shù)來分，目前主流集線器主要有,8,口、,16,口和,24,口等，但也有少數(shù)品牌提供,4,口、,9,口、,18,口等集線器產(chǎn)品。,6.2 交換機(jī),6.2.1 交換機(jī)的定義,交換機(jī)的英文名稱為,Switch,，,是集線器的升級產(chǎn)品。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中用圖標(biāo)表示為 。,交換機(jī)是一種基于,MAC,地址識別，能完成封裝、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”,MAC,地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)包的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時的交換

4、路徑，使數(shù)據(jù)包直接由源地址到達(dá)目的地址。,交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)包以后，會自動對照內(nèi)部的,MAC,地址表，將數(shù)據(jù)包傳送到目的節(jié)點(diǎn)，而不是所有節(jié)點(diǎn)。只有在目的,MAC,地址不存在時才將數(shù)據(jù)包以廣播的形式傳到所有端口。,交換機(jī)每一端口都獨(dú)享帶寬，在速率上每個端口有了根本的保障。,例如：,16,端口的,10,Mb/s,以太網(wǎng)交換機(jī)，每個端口同時工作，它的總流量可達(dá)到,160,Mb/s,，,而使用,10,Mb/s,的,HUB,時，,HUB,的總流量不會超出,10,Mb/s,。,6.2.2 交換機(jī)的,基本工作原理,1數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),集線器是采用共享方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而交換機(jī)則是采用交換方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?？梢赃@樣

5、來理解：共享方式就是來回車輛共用一個車道的單車道公路，而交換方式則是來回車輛各用一個車道的雙車道或多車道公路。,2數(shù)據(jù)傳遞方式,集線器是以廣播方式傳輸數(shù)據(jù)的，同一時刻只有一個數(shù)據(jù)包在傳輸。,交換內(nèi)部有一張,MAC,地址表。從一個端口發(fā)出數(shù)據(jù)，交換機(jī)在,MAC,地址表里尋找與該數(shù)據(jù)包中包含的目的,MAC,地址對應(yīng)節(jié)點(diǎn)，找到后便在這兩節(jié)點(diǎn)間架起一條臨時的專用通道兩節(jié)點(diǎn)就可進(jìn)行通信了；如果沒找到，則將該,MAC,地址加到,MAC,地址表中，以后就知道該,MAC,地址在哪個節(jié)點(diǎn)，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送到所有其他節(jié)點(diǎn)（源節(jié)點(diǎn)除外）。,交換機(jī)可以同時在多對節(jié)點(diǎn)之間建立臨時專用通道。,6.2.3 交換機(jī)的,基本,

6、技術(shù)介紹,1交換機(jī)的交換方式,交換機(jī)在傳送源和目的端口的數(shù)據(jù)包時通常采用的交換方式有：直通式交換、存儲轉(zhuǎn)發(fā)式交換和碎片隔離式交換三種，下面分別簡述。,（1）直通式交換方式。直通式交換方式是：當(dāng)輸入端口檢測到一個數(shù)據(jù)包時，檢查該包的包頭，獲取包的目的地址，通過內(nèi)部的動態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據(jù)包直通到相應(yīng)的端口，實現(xiàn)交換功能。它不需要存儲。它的優(yōu)點(diǎn)是：交換速度快，延遲?。ㄋ^延遲是指數(shù)據(jù)包進(jìn)入一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到離開該設(shè)備所花的時間）。它的缺點(diǎn)是：由于數(shù)據(jù)包內(nèi)容沒有被交換機(jī)保存，因此無法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤；由于沒有緩存，不能將具有不同速率的端口直接接通，而且容

7、易造成數(shù)據(jù)包丟失。,（2）存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。存儲轉(zhuǎn)發(fā)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域使用得最為廣泛的技術(shù)之一，這種交換方式是：當(dāng)輸入端口檢測到一個數(shù)據(jù)包時，控制器先將傳來的數(shù)據(jù)包緩存起來，檢查數(shù)據(jù)包是否正確，并過濾掉沖突包。確定包正確后，取出目的地址，通過內(nèi)部的查找表找到要發(fā)送的輸出端口地址，然后將該包發(fā)送出去。由于需要存儲，因此存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式在數(shù)據(jù)處理時延遲大，但是它對進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包可以進(jìn)行錯誤檢測，并且能支持不同速率的端口間的交換，使得高速端口和低速端口能協(xié)同工作?？梢韵葘?0,Mb/s,低速數(shù)據(jù)包存儲起來，再通過100,Mb/s,速率轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)端口上，從而改善網(wǎng)絡(luò)性能。,（3）碎片隔離式。碎片隔離式是介于

8、直通式和存儲轉(zhuǎn)發(fā)式之間的一種方案。它是在轉(zhuǎn)發(fā)前先檢查數(shù)據(jù)包的長度是否有64個字節(jié)，如果小于64字節(jié)，則丟棄該包；如果大于64字節(jié)，則發(fā)送該包。該方式的處理速度比存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式快，但比直通式慢。這種技術(shù)廣泛用于低檔次的交換機(jī)中。,2交換機(jī)的交換技術(shù),對應(yīng)于交換機(jī)工作在,OSI,參考模型的不同層次，交換機(jī)主要有第二層、第三層第四層和第七層交換技術(shù)。,3可編程,ASIC,技術(shù),4,VLAN,技術(shù),VLAN,技術(shù),是一種通過將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地而不是物理地劃分成一個個網(wǎng)段從而實現(xiàn)虛擬工作組的技術(shù)。,5,QoS,技術(shù),6線速交換技術(shù),7多層交換技術(shù),1交換機(jī)的交換方式,交換機(jī)在傳送源和目的端口的數(shù)據(jù)包時

9、通常采用的交換方式有：直通式交換、存儲轉(zhuǎn)發(fā)式交換和碎片隔離式交換三種。,6.2.4 交換機(jī)的,分類,1按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，交換機(jī)可分為廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。,2按傳輸介質(zhì)和傳輸速度劃分,根據(jù)交換機(jī)使用的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)及傳輸速度的不同，可將局域網(wǎng)交換機(jī)分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆（,G,位）以太網(wǎng)交換機(jī)、10千兆（10,G,位）以太網(wǎng)交換機(jī)和,ATM,交換機(jī)等。,3按交換機(jī)工作的協(xié)議層次劃分,根據(jù)工作的協(xié)議層次，交換機(jī)可分為：第二層交換機(jī)、第三層交換機(jī)、第四層交換機(jī)和第七層交換機(jī)。,4按交換機(jī)的結(jié)構(gòu)劃分,根據(jù)交換機(jī)的端口結(jié)構(gòu)可分為：固定端口交換機(jī)和模塊化交換機(jī)。

10、,5按交換機(jī)的工作層次劃分,根據(jù)交換機(jī)的工作層次結(jié)構(gòu)可分為：接入層交換機(jī)、匯接層交換機(jī)、核心層交換機(jī)。,交換機(jī)的分類形式還有一些，例如：按交換機(jī)的應(yīng)用規(guī)模層次劃分，可分為企業(yè)級交換機(jī)、校園網(wǎng)交換機(jī)、部門級交換機(jī)和工作組交換機(jī)、桌機(jī)型交換機(jī)五種；按是否支持網(wǎng)管功能劃分，可分為網(wǎng)管型和非網(wǎng)管理型兩大類；等等。,6.2.5 交換機(jī),與集線器的區(qū)別,1數(shù)據(jù)傳輸方式不同,集線器的數(shù)據(jù)傳輸方式是廣播方式，這樣所有節(jié)點(diǎn)都會收到數(shù)據(jù)，而交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸是只對目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送，只有在內(nèi)部,MAC,地址表中找不到目的地址的情況下才使用廣播方式發(fā)送。,2數(shù)據(jù)傳輸模式不同,集線器只能采用半雙工方式進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，在同一時刻

11、只能進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收或發(fā)送，而交換機(jī)根據(jù)設(shè)置既可采用全雙工方式來傳輸數(shù)據(jù)，也可以采用半雙工方式來傳輸數(shù)據(jù)，,在同一時刻可以同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，這令數(shù)據(jù)的傳輸速度大大加快。,3帶寬占用方式不同,集線器的所有端口共享集線器的總帶寬，而交換機(jī)的每個端口都具有自己的獨(dú)立帶寬，因此交換機(jī)實際上每個端口的帶寬比集線器端口可用帶寬要高，也就決定了同檔次的交換機(jī)傳輸速度比集線器要快許多。但是，并不是說，交換機(jī)的傳輸速度一定比集線器快，有些100,Mb/s,的集線器比10,Mb/s,的交換機(jī)快。,4在,OSI,參考模型中的工作層次不同,交換機(jī)和集線器在,OSI,參考模型中對應(yīng)的工作層次不一樣集線器工作在第一

12、層（物理層）和第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），交換機(jī)至少工作在第二層，高級的交換機(jī)可以工作在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）、第四層（傳輸層）甚至是第七層（應(yīng)用層）。,6.3,交換機(jī)的配置,6.3.1,交換機(jī)的連接,交換機(jī)有兩種配置方法：一種是本地配置方式，另一種是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)配置方式，后一種配置方法只有在前一種配置成功后才可進(jìn)行。不管是哪種配置方式，采用的命令是相同的，只是在硬件的連接上稍有區(qū)別。,2,配置超級終端程序,1硬件連接,通過交換機(jī)上的普通端口和,Console,端口與計算機(jī)及其他設(shè)備的連接，實現(xiàn)交換機(jī)的硬件連接,。,通過,Console,端口連接并配置交換機(jī)，這是配置和管理交換機(jī)的前提。,6.3.2,交換機(jī)的

13、基本配置,1交換機(jī)的配置模式,不同廠家生產(chǎn)的交換機(jī)，命令集不同，即使相同廠家生產(chǎn)的交換機(jī)，不同型號的交換機(jī)也有不同的命令集，這里主要介紹基于,Cisco IOS,命令集。,任務(wù),命令,提示符,用戶模式狀態(tài),switch,退出用戶模式狀態(tài),logout或quit,進(jìn)入特權(quán)命令狀態(tài),enable,switch#,退出特權(quán)模式狀態(tài),disable,進(jìn)入全局設(shè)置狀態(tài),config,terminal,switch(,config,)#,退出全局設(shè)置狀態(tài),exit,進(jìn)入端口設(shè)置狀態(tài),interface,ethernet,端口號,switch(,config,-if)#,退出端口設(shè)置狀態(tài),exit,進(jìn)入線路

14、設(shè)置狀態(tài),line console,線路,switch(,config,-line)#,退出線路設(shè)置狀態(tài),exit,表,6-1,交換機(jī)改變設(shè)置狀態(tài)命令列表,2交換機(jī)的基本配置命令,交換機(jī)的配置命令有很多，這里介紹幾條基本配置命令。,（,1,）對交換機(jī)進(jìn)行惟一性定義。,switch(,config,)#hostname name,其中，,name,是設(shè)置的交換機(jī)名字。,例如：,switch(,config,)#hostname teacher,則提示符變?yōu)椋?teacher(,config,)#,在特權(quán)模式下用,show running-,config,查看剛才的設(shè)置。,teacher(,con

15、fig,)#no hostname,取消交換機(jī)的名字,（,2,）定義交換機(jī)的,IP,地址和子網(wǎng)掩碼,switch(,config,)#,ip,address,ip,地址及子網(wǎng)掩碼,例如：,switch(,config,)#,ip,address 192.168.10.11 255.255.255.0,在特權(quán)模式下用,show running-,config,或,show,ip,查看剛才的設(shè)置。,（,3,）限制到交換機(jī)的訪問,通過設(shè)置口令，限制到交換機(jī)的訪問：,switch(,config,)#enable password level,levelnumber,password,其中，,leve

16、lnumber,可為,1,和,15,，“,1,”是用戶模式的登錄口令，“,15,”是特權(quán)模式的登錄口令。設(shè)置,level 1,的密碼后，下次連上交換機(jī)，輸入,K,后，要輸入的密碼就是,level 1,設(shè)置的密碼，而,level 15,是輸入,enable,命令后，要輸入的特權(quán)模式密碼。,password,是要輸入的口令，,48,個字符，不分大小寫。,普通用戶模式只能查看現(xiàn)在的配置，不能修改配置，并且能夠使用的命令有限，特權(quán)模式可以查看現(xiàn)在的配置，也能修改配置。,在特權(quán)模式下查看剛才的設(shè)置：,switch#,show running-,config,switch(,config,)#no enable password,levelnumber,取消口令,（,4,）對端口或連接進(jìn)行惟一性描述,只有進(jìn)入,端口配置模式才可以對端口或連接進(jìn)行惟一性描述。,switch(,config,)#interface,ethernet,端口號,ethernet,表示以太網(wǎng)端口，,fastethernet,表示快速以太網(wǎng)端口。,switch(,config,)#interface,ethernet,0/3,