計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)集成 (5)

單擊此處編輯母版標題樣式,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,第六章 集線器和交換機,6.1 集線器,6.,1.,1 集線器的基礎知識,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)絡拓撲結(jié)構(gòu)中用圖標表示為,3、集線器的工作過程：,首先節(jié)點發(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行再生、整形放大，以擴大網(wǎng)絡的傳輸距離，同時把所有節(jié)點集中在以它為中心的節(jié)點上5、集線器的優(yōu)點：,當網(wǎng)絡系統(tǒng)中某條線路或某節(jié)點出現(xiàn)故障時，不會影響網(wǎng)絡上其他節(jié)點的正常工作，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)絡風暴3）網(wǎng)絡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,、,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,6.2.1 交換機的定義,交換機的英文名稱為,Switch,，,是集線器的升級產(chǎn)品在網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)中用圖標表示為 交換機是一種基于,MAC,地址識別，能完成封裝、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡設備交換機可以“學習”,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)者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數(shù)據(jù)包直接由源地址到達目的地址交換機接收到數(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，而不是所有節(jié)點只有在目的,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每一端口都獨享帶寬，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，每個端口同時工作，它的總流量可達到,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行數(shù)據(jù)傳輸，而交換機則是采用交換方式進行數(shù)據(jù)傳輸可以這樣來理解：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,地址對應節(jié)點，找到后便在這兩節(jié)點間架起一條臨時的專用通道兩節(jié)點就可進行通信了；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，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送到所有其他節(jié)點（源節(jié)點除外）交換機可以同時在多對節(jié)點之間建立臨時專用通道6.2.3 交換機的,基本,技術(shù)介紹,1交換機的交換方式,交換機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)包直通到相應的端口，實現(xiàn)交換功能。

它不需要存儲它的優(yōu)點是：交換速度快，延遲?。ㄋ^延遲是指數(shù)據(jù)包進入一個網(wǎng)絡設備到離開該設備所花的時間）它的缺點是：由于數(shù)據(jù)包內(nèi)容沒有被交換機保存，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)是計算機網(wǎng)絡領域使用得最為廣泛的技術(shù)之一，這種交換方式是：當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，但是它對進入交換機的數(shù)據(jù)包可以進行錯誤檢測，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)同工作可以先將10,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)到相應端口上，從而改善網(wǎng)絡性能3）碎片隔離式碎片隔離式是介于直通式和存儲轉(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中。

2交換機的交換技術(shù),對應于交換機工作在,OSI,參考模型的不同層次，交換機主要有第二層、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交換機的交換方式,交換機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6.2.4 交換機的,分類,1按網(wǎng)絡覆蓋范圍劃分,根據(jù)網(wǎng)絡覆蓋范圍，交換機可分為廣域網(wǎng)交換機和局域網(wǎng)交換機2按傳輸介質(zhì)和傳輸速度劃分,根據(jù)交換機使用的網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)及傳輸速度的不同，可將局域網(wǎng)交換機分為以太網(wǎng)交換機、快速以太網(wǎng)交換機、千兆（,G,位）以太網(wǎng)交換機、10千兆（10,G,位）以太網(wǎng)交換機和,ATM,交換機等3按交換機工作的協(xié)議層次劃分,根據(jù)工作的協(xié)議層次，交換機可分為：第二層交換機、第三層交換機、第四層交換機和第七層交換機4按交換機的結(jié)構(gòu)劃分,根據(jù)交換機的端口結(jié)構(gòu)可分為：固定端口交換機和模塊化交換機5按交換機的工作層次劃分,根據(jù)交換機的工作層次結(jié)構(gòu)可分為：接入層交換機、匯接層交換機、核心層交換機。

交換機的分類形式還有一些，例如：按交換機的應用規(guī)模層次劃分，可分為企業(yè)級交換機、校園網(wǎng)交換機、部門級交換機和工作組交換機、桌機型交換機五種；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,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)點都會收到數(shù)據(jù)，而交換機的數(shù)據(jù)傳輸是只對目的節(jié)點發(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行傳輸數(shù)據(jù)，在同一時刻只能進行數(shù)據(jù)的接收或發(fā)送，而交換機根據(jù)設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，而交換機的每個端口都具有自己的獨立帶寬，因此交換機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傳輸速度比集線器要快許多但是，并不是說，交換機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,的交換機快4在,OSI,參考模型中的工作層次不同,交換機和集線器在,OSI,參考模型中對應的工作層次不一樣集線器工作在第一層（物理層）和第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），交換機至少工作在第二層，高級的交換機可以工作在第三層（網(wǎng)絡層）、第四層（傳輸層）甚至是第七層（應用層）。

6.3,交換機的配置,6.3.1,交換機的連接,交換機有兩種配置方法：一種是本地配置方式，另一種是遠程網(wǎng)絡配置方式，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,通過交換機上的普通端口和,Console,端口與計算機及其他設備的連接，實現(xiàn)交換機的硬件連接,通過,Console,端口連接并配置交換機，這是配置和管理交換機的前提6.3.2,交換機的基本配置,1交換機的配置模式,不同廠家生產(chǎn)的交換機，命令集不同，即使相同廠家生產(chǎn)的交換機，不同型號的交換機也有不同的命令集，這里主要介紹基于,Cisco IOS,命令集任務,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,進入特權(quán)命令狀態(tài),enable,switch#,退出特權(quán)模式狀態(tài),disable,進入全局設置狀態(tài),config,terminal,switch(,config,)#,退出全局設置狀態(tài),exit,進入端口設置狀態(tài),interface,ethernet,端口號,switch(,config,-if)#,退出端口設置狀態(tài),exit,進入線路設置狀態(tài),line console,線路,switch(,config,-line)#,退出線路設置狀態(tài),exit,表,6-1,交換機改變設置狀態(tài)命令列表,2交換機的基本配置命令,交換機的配置命令有很多，這里介紹幾條基本配置命令。

1,）對交換機進行惟一性定義switch(,config,)#hostname name,其中，,name,是設置的交換機名字例如：,switch(,config,)#hostname teacher,則提示符變?yōu)椋?teacher(,config,)#,在特權(quán)模式下用,show running-,config,查看剛才的設置teacher(,config,)#no hostname,取消交換機的名字,（,2,）定義交換機的,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,查看剛才的設置3,）限制到交換機的訪問,通過設置口令，限制到交換機的訪問：,switch(,config,)#enable password level,levelnumber,password,其中，,levelnumber,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。

設置,level 1,的密碼后，下次連上交換機，輸入,K,后，要輸入的密碼就是,level 1,設置的密碼，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置：,switch#,show running-,config,switch(,config,)#no enable password,levelnumber,取消口令,（,4,）對端口或連接進行惟一性描述,只有進入,端口配置模式才可以對端口或連接進行惟一性描述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,。