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1四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost四川电信政企支撑序列岗位认证培训系列教材---常见设备维护操作政企支撑QQ群：114843884讲师：曾翔时间：3小时2四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost010203课程介绍0405IP路由协议交换机原理及配置路由器原理及配置防火墙原理及配置3四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost01.课程介绍通过本课程的学习，你将熟悉交换机、路由器、防火墙等常见设备工作原理、基本功能、端口属性及常见配置方法，IP路由协议原理及配置。4四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost010203课程介绍0405IP路由协议交换机原理及配置路由器原理及配置防火墙原理及配置5四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost•交换机的数据转发基本过程–二层交换机和网桥的基本功能–冗余交换拓扑中的问题–生成树协议–交换机端口、冲突、交换方式–虚拟局域网VLAN•交换机的配置–如何配置交换机–基本命令通过本章的学习，您应该能够掌握以下内容：02.交换机原理与配置-课程目标6四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost课程内容交换机数据转发原理交换机配置7四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost二层交换机和网桥的基本功能8四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost以太网交换机交换机是用来连接局域网的主要设备▪交换机能够根据以太网帧中目标地址智能的转发数据，因此交换机工作在数据链路层▪交换机分割冲突域，实现全双工通信•交换机的基本逻辑操作–接收一个帧–如果目的地址是广播地址或组播地址，在全部端口转发–如果目的地址是单播地址，地址表里没有，在全部段口转发–如果目的地址是单播地址，地址表里有，在相应端口转发，除非地址对应该帧进入的端口。9四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost–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。–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）。–消除回路：(回路就是我们常说的环路)–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。交换机的三个功能10四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost交换机如何学习主机的位置MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3ABCD最初开机时MAC地址表是空的11四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost交换机如何学习主机的位置•主机A发送数据帧给主机C•交换机通过学习数据帧的源MAC地址，记录下主机A的MAC地址对应端口E0•该数据帧转发到除端口E0以外的其它所有端口(不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111E0E1E2E3DCBAMAC地址表12四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost交换机如何学习主机的位置•主机D发送数据帧给主机C•交换机通过学习数据帧的源MAC地址，记录下主机D的MAC地址对应端口E03•该数据帧转发到除端口E3以外的其它所有端口(不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111E3:0260.8c01.4444E0E1E2E3DCABMAC地址表13四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost交换机如何过滤帧•交换机A发送数据帧给主机C•在地址表中有目标主机，数据帧不会泛洪而直接转发E0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.44440260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3XXDCABMAC地址表14四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost•主机D发送广播帧或多点帧•广播帧或多点帧泛洪到除源端口外的所有端口0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3DCABE0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.4444广播帧和多点传送帧MAC地址表15四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost•转发–交换机根据MAC地址表单播转发数据帧1•学习–MAC地址表是交换机通过学习接收的数据帧的源MAC地址来形成的2•更新–交换机MAC地址表的老化时间是300秒–交换机如果发现一个帧的入端口和MAC地址表中源MAC地址的所在端口不同，交换机将MAC地址重新学习到新的端口4交换机数据转发原理总结•广播–如果目标地址在MAC地址表中没有，交换机就向除接收到该数据帧的端口外的其他所有端口广播该数据帧316四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost冗余交换拓扑中的问题17四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost冗余网络拓扑–冗余拓扑消除了由于单点故障所引致的网络不通问题–冗余拓扑却带来了广播风暴、重复帧和MAC地址表不稳定的问题网段1网段2服务器/主机X路由器Y18四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost广播交换机A交换机B主机X发送一广播信息广播风暴网段1网段2服务器/主机X路由器Y19四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost广播广播风暴交换机A交换机B主机X发送一广播信息网段1网段2服务器/主机X路由器Y20四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost广播交换机不停地发出广播信息广播风暴交换机A交换机B网段1网段2服务器/主机X路由器Y21四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost•主机X发送一单点帧给路由器Y•路由器Y的MAC地址还没有被交换机A和B学习到交换机A交换机B网段1网段2服务器/主机X路由器Y单点帧重复帧22四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost单点帧•主机X发送一单点帧给路由器Y•路由器Y的MAC地址还没有被交换机A和B学习到•路由器Y会收到同一帧的两个拷贝单点帧单点帧重复帧交换机A交换机B网段1网段2服务器/主机X路由器Y23四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost单点帧单点帧•主机X发送一单点帧给路由器Y•路由器Y的MAC地址还没有被交换机A和B学习到•交换机A和B都学习到主机X的MAC地址对应端口0端口0端口1端口0端口1MAC地址表不稳定交换机A交换机B网段1网段2服务器/主机X路由器Y24四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemostUnicast•主机X发送一单点帧给路由器Y•路由器Y的MAC地址还没有被交换机A和B学习到•交换机A和B都学习到主机X的MAC地址对应端口0•到路由器Y的数据帧在交换机A和B上会泛洪处理•交换机A和B都错误学习到主机X的MAC地址对应端口1MAC地址表不稳定单点帧端口0端口1端口0端口1交换机A交换机B网段1网段2服务器/主机X路由器Y25四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost生成树协议26四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost冗余冗余网络拓扑确保网络持续工作，避免单点故障27四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost简单的冗余交换拓扑•1.冗余拓扑消除了单点故障•2.交换机对不知道地址的帧进行泛洪•3.交换机对广播和组播也进行泛洪•4.冗余交换拓扑或许会带来广播风暴、多帧拷贝以及MAC地址表不稳定的问题28四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost创建逻辑无环路拓扑•1.冗余增加了可靠性，但是同时将物理环路带进网络。•2.解决办法就是创建逻辑无环路拓扑，同时保留物理环存在•3.无环路拓扑称为树，并且是可扩展的树•4.创建无环路拓扑的算法称为生成树算法29四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemostSTP术语（STPTerms）•1.桥ID(BridgeID)•2.开销（Cost）•3.桥协议数据单元（BPDU）30四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost桥ID(BridgeID)1.BID用来识别每一个交换机/网桥。2.BID用来确定网络的中心，在STP中称为根桥。根桥=有最低桥识别码的桥。桥识别码=桥优先级+桥MAC地址3.优先级默认为3276831四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost•最短路径是cost累加，而cost是基于链路的速率的。桥协议数据单元（BPDU）新IEEE标准的COST值旧IEEE标准的COST值32四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost桥协议数据单元（BPDU）•1.交换机发送的创建逻辑无环路的数据包称为BPDU•BridgeProtocolDataUnit(BPDU).•2.BPDU在阻塞的接口上也可以接收，这确保如果链路或设备出现问题，新的生成树会被计算•3.默认，BPDU2秒发送一次33四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost生成树协议•提供一个有环的树形拓扑，冗余网络技术将阻塞环路端口34四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost生成树操作•1.选举根桥，BID最小即是•2.计算自己到根桥距离•3.选择根端口，距离根桥最近的接口•4.选指定端口和非指定端口，非指定端口被阻塞。35四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServiceForemost生成树操作规则•1.每个网络只有一个根桥•2.每个非根桥只有一个根端口•3.每个段只有一个指定端口•4.非指定端口不被使用36四川电信网络运行维护部用户至上用心服务CustomerFirstServ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