路由器交换机基础知识与基本配置-.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,路由器和交换机,基础知识与基本配置,1,路由器与交换机的作用与特点,交换机基础与基本配置,路由器基础与基本配置,目录,2,交换机的作用,PCB,PCA,PCD,PCC,SWA,SWB,连接多个以太网物理段，隔离冲突域,对以太网帧进行高速而透明的交换转发,自行学习和维护,MAC,地址信息,3,交换机的特点,主要工作在,OSI,模型的物理层、数据链路层,提供以太网间的透明桥接和交换,依据链路层的,MAC,地址，将以太网数据帧在端口间进行转发,4,路由器的作用,RTC,RTB,RTA,RTD,RTE,PCB,PCA,连接具有不同介质的链路,连接网络或子网，隔离广播,对数据报文执行寻路和转发,交换和维护路由信息,5,路由器的特点,主要工作在,OSI,模型的物理层、数据链路层和网络层,根据网络层信息进行路由转发,提供丰富的接口类型,支持丰富的链路层协议,支持多种路由协议,6,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,7,路由器与交换机的发展趋势,路由和交换的融合,多业务功能的融合,8,路由器与交换机的作用与特点,交换机基础与基本配置,路由器基础与基本配置,本章目录,9,目标,交换原理,VLAN,原理,生成树协议其本原理,交换机基本配置,交换机特性介绍,10,地址学习,转发/过滤,防止环路,交换机的三大功能,11,交换机的地址学习功能,起初,MAC,地址表是空的,MAC address table,0260.8,c01.1111,0260.8,c01.2222,0260.8,c01.3333,0260.8,c01.4444,E0,E1,E2,E3,A,B,C,D,12,交换机的地址学习功能,工作站,A,向工作站,C,发送一个数据帧,交换机分析该帧，帧的头部记录了源地址,A，,交换机由此知道工作站是连接在端口,E0,之上的,由于,MAC,地址表中没有,C,工作站的记录，所以交换机向所有的端口转发该帧（,Flood,泛洪）,MAC address table,0260.8,c01.1111,0260.8,c01.2222,0260.8,c01.3333,02608,c01.4444,E0:0260.8c01.1111,E0,E1,E2,E3,D,C,B,A,13,交换机的地址学习功能,同样，工作站,B,给,A,发数据包的时候，交换机将其,MAC,地址和端口关联起来,MAC,地址表记录了这样的一种关联，用于专用的集成电路,ASIC,的转发依据,转发数据由,ASIC,完成，不再需要,CPU,参与,MAC address table,0260.8,c01.1111,0260.8,c01.2222,0260.8,c01.3333,0260.8,c01.4444,E0:0260.8c01.1111,E1:0260.8c01.3333,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,14,交换机的过滤功能,MAC,地址表建立之后，当工作站,A,往工作,C,发送数据包，交换机知道只需要转发到端口,E2,不需要复制到,E1、E3,这就是交换机的过滤功能,过滤功能减少了网络流量对工作站的干扰，提高了可用带宽,E0:0260.8c01.1111,E2:0260.8c01.2222,E1:0260.8c01.3333,E3:0260.8c01.4444,0260.8,c01.1111,0260.8,c01.2222,0260.8,c01.3333,0260.8,c01.4444,E0,E1,E2,E3,X,X,D,C,A,B,MAC address table,15网络拓扑冗余,冗余的网络拓朴结构可以防止单点故障，但也带来一些问题:广播风暴、重复帧、,MAC,地址表不稳定,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,16,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,Broadcast,Switch A,Switch B,主机,X,发送的广播包由交换机,A,发送到网段2,广播风暴,17,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,Broadcast,Switch A,Switch B,交换机,B,把广播包又转发到网段1,广播风暴,18,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,Broadcast,广播包就这样被反复传送直到占完带宽，造成网络服务中断,Switch A,Switch B,广播风暴,19,端口速度,Cost(,当前,IEEE,规范),Cost(,前,IEEE,规范,),-,10 Gbps 21,1 Gbps41,100 Mbps1910,10 Mbps100100,生成树协议的路径成本,20,生成树协议,通过引入生成树协议，交换机把某些端口置于阻断状态，避免环路问题,Block,x,IEEE 802.3d,在一个网络中只存在一个根桥(,root bridge),非根桥上只有一个根端口(到根桥的,cost,最低),在每一个网段上只有一个指定端口(,designated port),x,Designated port(F),Root port(F),Designated port(F),Nondesignated port(B),Root bridge,Nonroot bridge,SW X,SW Y,100,baseT,10,baseT,生成树基本原理,22,Switch Y,Default priority 32768,MAC 0c0022222222,Switch X,Default priority 32768,MAC 0c0011111111,Root bridge,x,Port 0,Port 1,Port 0,Port 1,100,baseT,10,baseT,Designated port(F),Root port(F),Nondesignated port(B),Designated port(F),生成树协议的端口状态,F Forward,转发状态,B Blocking,阻断状态,非指定端口将被交换机置于阻断状态，其它端口（根端口、指定端口）都将工作于转发状态,23,Blocking,阻断,(20 sec),Listening,侦听,(15 sec),Learning,学习,(15 sec),Forwarding,转发,在进行数据转发之前端口依次要经过以下几种状态以默认参数工作时整个过程需要50秒！,生成树协议端口状态,24,Switch Y,MAC 0c0022222222,Default priority 32768,Switch X,MAC 0c0011111111,Default priority 32768,Port 0,Port 1,Port 0,Port 1,10,baseT,x,100,baseT,Root Bridge,Designated port,Root port(F),Nondesignated port(BLK),Designated port,生成树重计算,如果网络拓朴发生变化，生成树必须要进行重新计算，以启用必要的链路,25,Switch Y,MAC 0c0022222222,Default priority 32768,Switch X,MAC 0c0011111111,Default priority 32768,Port 0,Port 1,Port 0,Port 1,10,baseT,x,100,baseT,Root Bridge,Designated port,Root port(F),Nondesignated port(BLK),Designated port,BPDU,x,MAXAGE,x,生成树重计算,交换机,Y,经过,Maxage,定义的时间仍收不到,BPDU，,可以认为根桥已经当掉，拓朴发生变化,重新进行计算,26,关键问题：会聚所需时间,所有交换机完成计算，将端口置于阻断/转发状态之后整个网络就会聚完毕,当网络的拓扑结构发生变化时，交换机必须重新计算生成树协议，这期间用户的数据传送被中断,27,生成树协议的扩展与发展,PVST:,每个,VLAN,一个生成树,PortFast:,端口快速进入转发状态,RSTP/MSTP:,新一代的生成树,28,PVST,VLAN 10,用户群,VLAN 20,用户群,VLAN 10、20,少数用户,x,阻断状态,Root Bridge,VLAN10,的流量并非最优路径,选择合适的根桥,可以优化流量,29,PVST,VLAN 10,用户群,VLAN 20,用户群,VLAN 10、20,少数用户,x,Root Bridge,VLAN10,的流量并非最优路径,Root Bridge,x,调整生成树设置可以,达到某种程度的负载均衡,30,PortFast,直接将端口置于转发状态，“立即可用”,避免了生成树启动的一些问题：如,DHCP,失败,只应在连接主机的端口上使用,3550高级特性：避免交换机间的端口工作于,PortFast,方式,31,快速生成树,非常快的收敛速度，使生成树计算对网络数据的影响降到最小,分区域（等级）的生成树增强了扩展性,标准化技术，向后兼容,目前仅3550,6500等部分高档交换机支持，推荐应用于中心接入,32,Half duplex(CSMA/CD),单向数据,冲突率高,一般出现在用,HUB,的情况,Switch,Hub,半双工,33,Switch,Hub,Full duplex,点对点,每个交换机端口上只连接一台设备,双方都支持(可通过自动协议选定),不会有冲突发生,冲突检测自动关闭,全双工,Half duplex(CSMA/CD),单向数据,冲突率高,一般出现在用,HUB,的情况,34,划分网段,灵活性,安全性,三楼,二楼,一楼,用电,财务,工区,VLAN,把一组物理设备划分为多个逻辑网络,VLAN,概述,35,Switch A,Green,VLAN,Black,VLAN,Red,VLAN,VLAN,之间互相隔离，就好象用户连接到不同的交换机一样,VLAN,的特点,36,Switch A,Green,VLAN,Black,VLAN,Red,VLAN,Switch B,Green,VLAN,Black,VLAN,Red,VLAN,VLAN,之间互相隔离，就好象用户连接到不同的交换机一样,VLAN,可以跨越多个交换机,VLAN,的特点,37,Switch A,Green,VLAN,Black,VLAN,Red,VLAN,Switch B,Green,VLAN,Black,VLAN,Red,VLAN,Trunk,VLAN,之间互相隔离，就好象用户连接到不同的交换机一样,VLAN,可以跨越多个交换机,TRUNK(,干道)传送多个,VLAN,的数据，它们使用“封装”标记不同,VLAN,的数据,Fast Ethernet,VLAN,的特点,38,39,VLAN,指定：动态与静态,VLAN5,Static VLAN,Dynamic VLAN,MAC=1111.1111.1111,Trunk,VMPS,1111.1111.1111=vlan 10,VLAN10,Port e0/9,Port e0/4,40,封装：标记,ISL,是,cisco,专有技术,802.1Q,是开放标准,可用于交换机之间或交换机与主机、路由器之间,由于新技术的发展，已经逐步统一于,dot1q,ISL,或802.1,Q,封装方法,通过,TRUNK,传输前加上标记,去掉标记,传输,VTP,VLAN Trunk Protocol,照字面翻译是,VLAN,干道协议，但其实称为,VLAN,管理协议更合适,VTP,在一个由多台交换机组成的域内创建、修改和同步,VLAN,数据库,VTP,信息只通过,TRUNK,传输,支持混合介质(以太网，,ATM),1.“已建立新的,VLAN”,3.获知新,VLAN,的信息,2,VTP Domain“JSEPC”,41,42,VTP,角色,Server,Client,Transparent,转发通告信息,同步,VLAN,信息,不在,NVRAM,中,保存VLAN,信息,建立,VLAN,修改,VLAN,删除,VLAN,发送/转发通告,同步,VLAN,信息,在,NVRAM,保存信息,创建,VLAN,修改,VLAN,删除,VLAN,转发通告,不同步到域,在,NVRAM,中保存,43,VTP,操作,VTP,使用组播方式发送通告,VTP server,和,client,同步到最新版本的,VLAN,数据库,VTP,通告每五分钟发送一次，或当,VLAN,数据库有修改时发送,VTP,使用组播方式发送通告,VTP server,和,client,同步到最新版本的,VLAN,数据库,VTP,通告每五分钟发送一次，或当,VLAN,数据库有修改时发送,1.创建新,VLAN,2.,修改,VLAN,数据库版本号:,Rev 3-Rev 4,Server,Client,Client,4.,Rev 3-Rev 4,5.,同步到新的,VLAN,数据库,3,3,4.,Rev 3-Rev 4,5.,同步到新的,VLAN,数据库,同步过程,44,热点问题：安全手段,只允许特定机器使用,该端口:,port secure,WAN,只允许特定机器(,mac),使用,某,IP:,静态,ARP,指定,只允许特定,IP,访问某些资源:,访问控制列表,ACL,45,配置安全手段,Port Secure:(,二层交换机),inter f 0/12,port security max-mac-count 1,port security action shutdown,!,mac-address-table secure 000C.00AB.1129 f 0/12,静态,ARP,指定:(路由),arp 192.168.1.1 0001.0001.0001 arpa,访问控制列表:(路由),Access-list 100 deny icmp any any,Access-list 100 permit ip any any,Inter vlan 1,ip access-group 100 out,46,思科交换机基本配置,配置方式：,console、telnet:CLI,命令行方式,web,方式,snmp,方式,系统启动程序初始交换机的软件。,初始启动使用默认的配置参数。,Catalyst,交换机的初始启动,48,Catalyst 3560,交换机的,LED,指示灯,49,在自检期间端口,LEDs,状态,1.启动时,所有端口,LEDs,都是绿色恒亮。,2.,交换机完成所有端口测试之后每个端口,LED,均熄灭。,3.,如果某端口测试失败,所对应,LED,变成琥珀（黄）颜色。,4.,只要有测试失败，系统,LED,变成琥珀（黄）颜色。,5.,若无测试失败，自检（,POST）,完成。,6.,象征,POST,完成：,LEDs,闪烁,然后熄灭。,50,交换机常用配置方式,配置方式console、telnet:CLI,命令行方式,web,方式,snmp,方式,连接交换机,第一次连接交换机，配置终端参数为:,波特率：9600；数据位：8；停止位：1；奇偶校验：无；流控制：无。,连接上后看到：,Switch,用户命令行模式,52,命令模式,35,60,交换机,Switch,Switch#,Switch(config)#,Switch(config-if)#,Switch(config-line)#,53,配置主机名,35,60,交换机,Switch#Conf t,Switch(config)#hostname 3500_A,3500_A(config)#exit,3500_A#write,保存配置,54,配置密码,3560,交换机:,Switch(config)#enable secret _password,Switch(config)#line vty 0 15,Switch(config-line)#password _password,55,3560,的端口命名方式,快速以太网端口：,fastethernet 0/0 0/48,千兆以太网端口：,gigaethernet 0/1,管理端口：,vlan 1(,或,vlan n),56,设置端口速度/双工,35,60,交换机:,Switch(config)#interface f 0/1,Switch(config-if)#speed 100,Switch(config-if)#duplex full,57,检查端口状态,35,60,交换机:,Switch#show interface f 0/1,58,如果端口速度/双工不匹配,可能的现象：,完全不通,错误数多（端口可能会自动关闭，数据传输可能会意外中断）,端口,flap(up-down-up-down),59,设置管理,IP,地址,3,560,交换机:,Switch(config)#inter vlan 1,Switch(config-if)#ip add 1.1.1.1 255.255.255.0,60,设置网关,35,60,交换机:,Switch(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 1.1.1.254,61,设置,TRUNK,35,60,交换机:,Switch(config)#inter g 0/1,Switch(config-if)#switch trunk enc dot1q,Switch(config-if)#switch mode trunk,62,检查,TRUNK,35,60,交换机:,Switch#show inter g 0/1 switchport,63,设置,VTP,35,60,交换机:,Switch#vlan database,Switch(config-if)#switch trunk enc dot1q,Switch(vlan)#vtp client(,或,server),Switch(vlan)#vtp domain _domain,Switch(vlan)#exit,64,检查,VTP,35,60,交换机:,Switch#show vtp status,65,如果没有同步,检查端口:,show interface,show port,检查,trunk:,show trunk,show inter f0/1 switch,检查,VTP,参数：版本、域名、模式、密码,show vtp status,show vtp domain,检查其它配置：,show run,66,添加,VLAN,35,60,交换机,:(,VTP,模式为,Server/Tran,时),Switch#vlan database,Switch(vlan)#vlan 2 name ydc,Switch(vlan)#vlan 3 name ccd,67,检查,VLAN,35,60,交换机,:(,VTP,模式为,Server/Tran,时),Switch#show vlan,68,把端口指定的,VLAN,35,60,交换机,:,Switch(config)#interface f0/1,Switch(config-if)#switch access vlan 2,69,检查端口所在,VLAN,3560,交换机,:,Switch#show vlan,70,路由器与交换机的作用与特点,交换机基础与基本配置,路由器基础与基本配置,本章目录,71,路由器负责将数据报文在逻辑网段间进行转发,路由是指导路由器如何进行数据报文发送的路径信息,每台路由器都有路由表，路由存储在路由表中,路由环路是由错误的路由导致的，它会造成,IP,报文在网络中循环转发，浪费网络带宽,引入,72,什么是路由,路由是指导,IP,报文发送的路径信息,RTB,RTC,RTD,RTE,RTA,网络,N,（,N,RTB,）,（,N,RTC,）,（,N,RTD,）,（,N,RTE,）,PC,Server,路由表的构成,路由表是路由器转发报文的判断依据。,E0/0,10.0.0.2/24,20.0.0.0/24,目的地址,/,掩码,下一跳地址,出接口,度量值,0.0.0.0/0,20.0.0.2,E0/2,10,10.0.0.0/24,10.0.0.1,E0/1,0,20.0.0.0/24,20.0.0.1,E0/2,0,20.0.0.1/32,127.0.0.1,InLoop0,0,40.0.0.0/24,20.0.0.2,E0/2,1,40.0.0.0/8,30.0.0.2,E0/3,3,50.0.0.0/24,40.0.0.2,E0/2,0,路由器单跳操作,查找路由表,IP,报文入站,查看下一跳地址,送往接口,转发,丢弃,没有匹配路由,在直连链路上,以下一跳作,为目的地址,不在直连链路上,报文封装,有匹配路由,75,路由表查找规则（,1,）,目的地址,/,掩码,下一跳地址,出接口,度量值,10.0.0.0/24,10.0.0.1,E0/1,0,20.0.0.0/24,20.0.0.1,E0/2,0,20.0.0.1/32,127.0.0.1,InLoop0,0,40.0.0.0/24,20.0.0.2,E0/2,1,40.0.0.0/8,30.0.0.2,E0/3,3,50.0.0.0/24,40.0.0.2,E0/2,0,E0/2,20.0.0.2/24,40.0.0.0/24,E0/1,E0/3,10.0.0.2/24,最长匹配然后转发,目的地址,40.0.0.2,的报文入站,76,路由表查找规则（,2,）,目的地址,/,掩码,下一跳地址,出接口,度量值,10.0.0.0/24,10.0.0.1,E0/1,0,20.0.0.0/24,20.0.0.1,E0/2,0,20.0.0.1/32,127.0.0.1,InLoop0,0,40.0.0.0/24,20.0.0.2,E0/2,1,40.0.0.0/8,30.0.0.2,E0/3,3,50.0.0.0/24,40.0.0.2,E0/2,0,E0/2,20.0.0.2/24,40.0.0.0/24,E0/1,E0/3,10.0.02/24,转发,目的地址,50.0.0.2,的报文入站,77,路由表查找规则（,3,）,目的地址,/,掩码,下一跳地址,出接口,度量值,0.0.0.0/0,20.0.0.2,E0/2,10,10.0.0.0/24,10.0.0.1,E0/1,0,20.0.0.0/24,20.0.0.1,E0/2,0,20.0.0.1/32,127.0.0.1,InLoop0,0,40.0.0.0/24,20.0.0.2,E0/2,1,40.0.0.0/8,30.0.0.2,E0/3,3,50.0.0.0/24,40.0.0.2,E0/2,0,E0/2,20.0.0.2/24,40.0.0.0/24,E0/1E0/3,10.0.0.2/24,转发,目的地址,30.0.0.2,的报文入站,78,路由的来源,直连路由,开销小，配置简单，无需人工维护。只能发现本接口所属网段的路由。,手工配置的静态路由,无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓扑结构的网络。,路由协议发现的路由,开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓扑结构的网络。,79,路由度量值（,Metric,）,路由度量值表示到达这条路由所指目的地址的代价。,通常影响路由度量值的因素：,线路延迟、带宽、线路使用率、线路可信度、跳数、最大传输单元,不同路由协议参考的因素不同,路由类型,度量值参考因素,静态路由（,Static,）,固定值，,0,OSPF,路由协议,带宽,RIP,路由协议,跳数,80,如果到相同目的地址有多个路由来源，则：,以,Preference,（优先级）确定不同类型优先级,Preference,越小，优先级越高,优先级最高的路由被添加进路由表,目的网段比较,生效路由,优先级比较,添加到路由表,不同,相同,优先级高,路由优先级,81,路由环路,Routing Table,目标网络,接口,权值,11.4.0.0.,S0/0,4,Routing Table,目标网络,接口,权值,11.4.0.0,S0/1,2,Routing Table,目标网络,接口,权值,11.4.0.0,S1/0,3,E1/0,S0/0,S0/0S1/0,S0/0,11.1.0.0,11.4.0.0,RTA,RTB,RTC,S0/1,E1/0,S0/1,环路产生的原因：配置错误或协议缺陷,思科路由器基本配置命令,83,配置密码,Router(config)#,line console 0,Router(config-line)#,login,Router(config-line)#,password cisco,Console Password,Virtual Terminal Password,Router(config)#,line vty 0 4,Router(config-line)#,login,Router(configline)#,password cisco,Enable Password,Router(config)#,enable secret san-fran,Perform Password Encryption,Router(config)#,service password-encryption,(set passwords here),Router(config)#,no service password-encryption,84,配置路由器的标示,Router Name,Router(config)#,hostname,Tokyo,Tokyo#,Login Banner,Tokyo(config)#,banner motd#,Welcome to router Tokyo,Accounting Department,3rd Floor,#,Interface Description,Tokyo(config)#,interface e 0,Tokyo(config-if)#,description,Engineering LAN,Bldg.18,为路由器及其端口配置标示信息,Router(config-if)#,分配地址和掩码,针对端口配置,IP,地址,设定允许使用子网掩码,配置,IP,地址,ip address,ip-address subnet-mask,Router(config)#,ip subnet-zero,86,Defines a path to an IP destinationnetwork or subnet,ip route,network,mask,address,|,interface,distance,Router(config)#,配置静态路由,举例,:,静态路由,ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1,172.16.2.0,Cisco A,172.16.1.0,255.255.255.0,172.16.2.1,Cisco B,E0,S0,S1,S2,S0,172.16.2.2,88Router#,show running-config,Building configuration.Current configuration:!version 11.2,!,-More-,Router#,show startup-config,Using 1108 out of 130048 bytes!version 11.2!hostname router,-More-,show running-config,命令,show startup-config,命令,Use,write terminal,with Release 10.3 and earlier,Use,show config,with Release 10.3 and earlier,89,RouterA#,show version,Cisco Internetwork Operating System Software,IOS(tm)2500 Software(C2500-JS40-L),Version 11.2(5),RELEASE SOFTWARE(fc1),Copyright(c)1986-1997 by cisco Systems,Inc.,Compiled Tue 01-Apr-97 09:12 by ckralik,Image text-base:0 x0303F9A8,data-base:0 x00001000,ROM:System Bootstrap,Version 5.2(8a),RELEASE SOFTWARE,ROM:3000 Bootstrap Software(IGS-RXBOOT),Version 10.2(8a),RELEASE SOFTWARE(f,c1),RouterA uptime is 1 day,5 hours,50 minutes,System restarted by reload,System image file is flash:c2500-js40-l.112-5.bin,booted via flash,-More-,show version命令,90,cisco 2522(68030)processor(revision M)with 14336K/2048K bytes of memory.,Processor board ID 05614645,with hardware revision 00000002,Bridging software.,SuperLAT software copyright 1990 by Meridian Technology Corp).,X.25 software,Version 2.0,NET2,BFE and GOSIP compliant.,TN3270 Emulation software(copyright 1994 by TGV Inc).,Basic Rate ISDN software,Version 1.0.,1 Ethernet/IEEE 802.3 interface(s),2 Serial network interface(s),8 Low-speed serial(sync/async)network interface(s),1 ISDN Basic Rate interface(s),32K bytes of non-volatile configuration memory.,16384K bytes of processor board System flash(Read ONLY),Configuration register is 0 x2102,RouterA#,show version,91,RouterA#,show protocols,Global values:Internet Protocol routing is enabled 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