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普及交换机基本原理与配置

各位小伙伴们本章我和大家说一下交换机基本原理与配置。
首先我们来了解一下什么是交换机及其的定义：

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  • 交换机（Switch）意为“开关”是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。
  • 交换是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。实际上，交换机有时被称为多端口网桥。
  • 网络交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。随着通信业的发展以及国民经济信息化的推进，网络交换机市场呈稳步上升态势。它具有性价比高、高度灵活、相对简单和易于实现等特点。以太网技术已成为当今最重要的一种局域网组网技术，网络交换机也就成为了最普及的交换机。
  • Switch是交换机的英文名称，这个产品是由原集线器的升级换代而来，在外观上看和集线器没有很大区别。由于通信两端需要传输信息，而通过设备或者人工来把要传输的信息送到符合要求标准的对应的路由器上的方式，这个技术就是交换机技术。从广义上来分析，在通信系统里对于信息交换功能实现的设备，就是交换机。
    普及交换机基本原理与配置
    该设备就是以太网交换机

理论：（二层原理）
1.数据链路层功能
2.以太网帧格式
3.交换机的工作原理
4.交换机的命令
二层原理位于网络层与物理层之间
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一：数据链路层功能：
1.数据链路的建立、维护和拆除
2.帧包装、帧传输、帧同步
3.帧的差错恢复
4.流量控制（QUS）
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二：以太网发展：
1.X-Wire：2.94兆实验性以太网
2.DIX：10兆以太网应用
3.IEEE 802.3：10兆以太网标准
4.千兆以太网：100/1000兆以太网
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三：以太网MAC地址（长度为48位，48个二进制）
1.用来识别一个以太网的某个单独的设备或一组设备

  • 前24比特（供应商标识）
    其中前24位比特中第8位：0-物理地址（单播地址）
    1-组播地址（组播地址）
  • 后24比特（供应商对应网卡的唯一编号）
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    四：以太网帧格式：
    前导码（7字节）
    起始定界符（1字节）
    目的地址（6字节）
    源地址（6字节）
    类型（2字节）
    数据（46~1500字节）
    帧校验序列（4字节）
    具体如下图所示：
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    交换机设备简介：
    1.Crsco交换产品体系：（以思科设备为例）
  • Crsco2960系列交换机
  • Crsco3560系列交换机
  • Crsco4500系列交换机
  • Crsco6500系列交换机（ISP运营商网络）
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    交换机的工作原理：
    1. 交换机的转发原理：
  • 初始状态
  • MAC地址学习（记录源MAC地址）
  • 广播未知数据帧
  • 接收方回应
  • 交换机实现单播通讯
    此处我们来举例说明：例如我们现在有一台新的交换机，分别在他的1.2.3端口下有3台PC机A.B.C，此时PC机A将自己的源MAC地址和想发送的目表MAC地址打包分装成数据帧通过端口1发送到交换机，此时交换机收到之后首先做的是记录PC机A的源MAC地址，此时交换机并不知道目标在哪个端口下，所以他只能以广播的形式全部发送，这个时候 MAC地址相吻合的PC机B，收到广播后发现自己是接收方，这个时候他就要给交换机做出回应，将自己的MAC地址作为源MAC和发送过来的对方的MAC地址作为目标MAC打包成数据帧通过端口2回应给交换机，此时交换机做的还是先记录PC机B的源MAC地址，此时交换机已经知道需要进行通信的是PC机A和PC机B，通过的端口是1和2，此时就可以对他们进行单播通讯了。过程如下图所示：
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交换机以太网接口的工作模式：
1.单工：两个数据站之间只能沿单一方向传输数据（例如外放机）
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2.半双工：两个数据站之间可以双向数据传输，但不能同时进行（例如对讲机）
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3.全双工：两个数据站之间可双向且同时进行数据传输（例如现在的电话）
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交换机以太网接口速率：
1.接口连接时进行协商
2.协商失败则无法通行

配置前的准备：

  1. 配置前的连接
    ① console线缆
    2.物理连接
    计算机COM
    交换机/路由器Console口
    3.软件连接
    ①超级终端
    ②其他软件
    具体如下图所示：
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