汇聚层交换机

01. 开篇：组建小型局域网 实验任务 1、利用一台型号为2960的交换机将2pc机互连组建一个小型局域网； 2、分别设置pc机的ip地址； 3、验证pc机间可以互通。 实验设备 Switch_2960 1台；PC 2台；直连线 实验设备配置 PC0 IP： 192.168.1.2 Submask： 255.255.255.0 Gateway： 192.168.1.1 PC1 IP： 192.168.1.3 Submask： 255.255.255.0 Gateway： 192.168.1.1 实验验证过程 打开 【PC中 >> Desktop >> Commond prompt】 pc0上 ping 192.168.1.3(PC1)的ip地址 在 PC1上ping 192.168.1.2（PC0）的ip地址 分别在PC0和PC1上ping网关地址192.168.1.1 02. 交换机的基本配置和管理 技术原理 交换机的管理方式基本分为两种：带内管理和带外管理。 通过交换机的Console端口管理交换机属于带外管理；这种管理方式不占用交换机的网络端口，第一次配置交换机必须利用Console端口进行配置。交换机的命令行操作模式主要包括： 用户模式 （EXEC模式) Switch> 特权模式 Switch# 全局配置模式 Switch(config) 端口模式 Switch

本实验模拟公司网络场景。S3和S4是接入层交换机，负责用户的接入，S1和S2是汇聚层交换机，四台交换机组成一个环形网络。为了防止网络中出现环路，产生网络风暴，所有交换机上都需要运生成树协议。同时为了加快网络收敛速度，网络管理员选择使用RSTP协议，且使得性能较好的S1为根交换机，S2为次根交换机，并配置边缘端口进一步优化公司网络。 实验拓扑 实验编址 实验步骤 1、基础配置 根据实验编址表进行相应的基本IP地址配置，并使用ping命令检测直连链路的连通性 2、配置RSTP基本功能 在汇聚层交换机S1、S2及接入层交换机S3、S4上，把生成树模式由默认的MSTP改为RSTP。由于华为交换机上默认即开启了MSTP，故只需修改生成树模式即可。 配置完成后，用display stp查看生成树的模式及根交换机的位置 上述信息中，CIST Bridge是交换机自己的ID，而CIST Root是根交换机的ID。根交换机是交换机ID最小的交换机，所以，观察可知，S4 是当前的根交换机。 在RSTP构建的树形拓扑中，网络管理员需要设置汇聚层主交换机S1为根交换机，汇聚层交换机S2为备份根交换机。 可以观察到，stp root primary命令修改的是交换机ID中的交换机优先级，把默认 的优先级由32768改为0,所以S1的交换机ID变为最小，是Primary root,即根交换机。

一.实验目的 二.实验拓扑图 三.实验编址 四.实验步骤 1.基本步骤 配置PC机IP 配置完成，开启所有设备，测试主机之间连通性 2.配置RSTP基本功能 在四台交换机上修改生成树模式；配置完成后，在四台交换机都使用display stp命令查看生成树的模式以及根交换机的位置 CIST Bridge是交换机自己的ID，而CIST Root是根交换机的ID。根交换机是交换机ID最小的ID 在RSTP构建的树形拓扑中，网络管理员需要设置汇聚层主交换机S1为根交换机，汇聚层交换机S2为备份根交换机 配置完成后，在S1上使用display stp命令观察 可以看到，stp root primary命令修改的是交换机ID中的交换机优先级，即把S1设置为根交换机 在S2使用display stp查看，可以观察到已经将S2设置为次根交换机了 在S3 S4上使用display stp命令查看 可以观察到 S3 S4 交换机的交换机优先级仍然保持32768，都把S1当做根交换机 使用display stp brief命令查看各交换机端口状态及角色 S1上无根端口，所有端口都是指定端口 S2上 GE 0/0/1 是根端口 S3上 E0/0/2是根端口，E0/0/3是指定端口，E0/0/4是备份端口 S4上E0/0/2是根端口，E0/0/3是代替端口 模拟根端口断掉的过程，把S2 的GE 0/0

1.RSTP基础配置 1.1 原理概述 　　RSTP端口角色共有4种：根端口、指定端口、Alternate端口和Backup端口。 　　Alternate端口就是由于学习（Learning）到其他网桥发送的配置BPDU报文而阻塞的端口，Alternate端口提供了从指定桥到根的另一条可切换路径，作为根端口的备份端口。 　　Backup端口就是由于学习到自身发送的配置BPDU报文而阻塞的端口，Backup端口作为指定端口的备份，提供了另一条从根桥到相应网段的备份通路。 　　RSTP的三种状态，根据端口是否转发用户流量和学习MAC地址来划分：Discarding状态，既不转发用户流量也不学习MAC地址；Learning状态，不装发用户流量但学习MAC地址；Forwarding状态，既转发用户流量又学习MAC地址。 　　三种RSTP的快速收敛机制：1)Proposal/Agreement机制：当一个端口被选举为指定端口以后，此端口会先进入Discarding状态，再通过Proposal/Agreement机制（P/A机制）快速进入Forwarding状态。这种机制必须在点到点全双工链路上使用。2）根端口快速切换机制：如果网络中一个根端口失效，那么网络中最优的Alternate端口将成为根端口，进入Forwarding状态。3）边缘端口的引入：在RSTP中

原理： RSTP把原来的5种状态缩减为3种。根据端口是否转发用户流量和学习MAC地址来划分:如果不转发用户流量也不学习MAC地址，那么端口状态就是Discarding状态;如果不转发用户流量但是学习MAC地址，那么端口状态就是Learning状态;如果既转发用户流量又学习MAC地址，那么端口状态就是Forwarding状态。 例子： 本实验模拟公司网络场景。S3和S4是接入层交换机，负责用户的接入，S1和S2 是汇聚层交换机，四台交换机组成一个环形网络。为了防止网络中出现环路，产生网络风暴，所有交换机上都需要运行生成树协议。同时为了加快网络收敛速度，网络管理员选择使用RSTP协议，且使得性能较好的S1为根交换机，S2为次根交换机，并配置边缘端口进一步优化公司网络。 拓扑图： 实验编址： 1.基础配置 进行PC机的基础配置。开启后，测试它们的连通性。 2.配置RSTP的基础功能 像这样开启S1 S2 S3 S4的stp功能（其他同理） 配置完后可以用命令 display stp 查看一下生成树的模式和根交换机的位置 我们网络管理员需要设置汇聚层主交换机S1为根交换机，S2为备份交换机。 现在我们再看一下每台交换机上的端口角色及状态 我们发现S1根交换机上无根端口，全部都是指定端口；S2 GE0/0/1是根端口；S3上E0/0/2是根端口，E0/0/1 E0/0/3是指定端口，E0/0

二层交换机和三层交换机 写在前面，本文旨在解决之前提到的一个知识点，即就是清楚二层交换机和三层交换机的区别。上一篇文章讲的是家用路由器产品相关介绍，具体见 《以太网交换芯片及PHY处理相关》 二层交换机和三层交换机之间的区别 二层交换机的应用十分广泛，因此对于我们来说并不陌生，但是随着网络复杂性的增加以及应用需要更高速的网络和更多的功能，三层交换机迅速崛起，并一度成为数据中心和大型企业的企业网络部署首选。 什么是二层交换机？ 如下图所示，二层交换机是数据链路层设备，由于它工作于OSI模型的第2层，并且使用的是二层交换技术，因此被称为二层交换机。二层交换技术比较成熟，它具有识别数据包中MAC地址信息、根据MAC地址转发和将MAC地址与对应端口记录在地址表中等多种功能，但当需要数据流量在LAN或VLAN之间交换时，则需要使用三层交换机。 二层交换机如下： 什么是三层交换机？ 如下图所示，三层交换机存在于二层交换机和网关路由器之间，使用的是三层交换机技术，这种技术也称多层 交换技术或IP交换技术，简单讲就是将路由技术与交换技术合二为一，优势是当同样的数据流再次通过时，将此表 直接从二层通过，这样减少了因为路由器的路由选择而造成网络的延迟，也可以大大提高转发效率。三层交换机的 数据包转发由硬件来高速支持，而路由信息更新、路由表维护、路由计算和确定等功能则由软件来支持。需要注意 的是

1、项目背景 某企业在不断发展,业务量也在不断扩大,同时对计算机网络应用的依赖程度与日俱增 为适应互联网时代的发展,目前公司正面临转型,急需成立IT部门.你作为几年前入职的网络工程师被任命为IT部门的技术经理,并担任本次网络规划的项目经理.你需要根据企业网络需要优化现有网络资源。 假设某企业有员工1000人，有销售部（300人），技术部（100人），财务部（50人），综合部（50人），研发部（500人）；各部门相互隔离，完成所有网络的互联互通。 2、项目需求 公司项目经理已经按照上述要求对网络设备进行了相应的地址规划.要求先对网络设备进行配置使之可以实现互连互通,具体要求如下： l 按照拓扑图完成IP地址规划表的规划； l 配置网络设备的接口IP地址； l 给交换机接口配置正确的接口模式（如access、trunk等） l 配置链路聚合； l 配置生成树协议； l 配置Vlan间路由； 3、项目拓扑 4、项目网络地址规划 设备名称 接口 IP 地址 子网掩码 描述 PC1 Ethernet0/0/1 10.36.50.1 /16 研发部vlan50 PC2 Ethernet0/0/1 10.36.10.1 /16 销售部vlan10 PC3 Ethernet0/0/1 10.36.20.1 /24 技术部vlan20 PC4 Ethernet0/0/1 10.36.50.2 /16

结构 交换机原理级联方式 这是最常用的一种组网方式，它通过交换机上的 级联口 （UpLink）进行连接。需要注意的是交换机不能无限制级联，超过一定数量的交换机进行级联，最终会引起 广播风暴 ，导致网络性能严重下降。 交换机原理聚合方式 前面我们已接触到 端口聚合 的特点，此种方式相当于用多个端口同时进行级联，它提供了更高的互联 带宽 和线路 冗余 ，使网络具有一定的可靠性。 交换机原理堆叠方式 交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式，同时堆叠后的带宽是单一交换机 端口速率 的几十倍。但是，并不是所有的交换机都支持堆叠的，这取决于交换机的品牌、型号是否支持堆叠；并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块；最后还要注意同一叠堆中的交换机必须是同一品牌。 交换机原理分层方式 这种方式一般应用于比较复杂的交换机结构中，按照功能可划分为： 接入层 、 汇聚层 、核心层。 交换机原理后记 作为网络的重要连接设备，交换机在实际使用中相当频繁。对于一般家庭用户而言，比较复杂的应用就是交换机的级联结构了；而三层路由、堆叠等高级应用一般在企业中应用较多。 网络环路 以太网 是总线或星型结构，不能构成环路，否则会产两个严重后果： (1)产生 广播风暴 ，造成网络堵塞。 (2)克隆帧会在各个口出现，造成地址学习(记录帧源地址)混乱。 解决环路问题方案: (1)网络在设计时，人为的避免产生环路。 (2)使用

在多交换机的局域网环境中，交换机的级联、堆叠和集群是3种重要的技术。 级联技术可以实现多台交换机之间的互连； 堆叠技术可以将多台交换机组成一个单元，从而提高更大的端口密度和更高的性能； 集群技术可以将相互连接的多台交换机作为一个逻辑设备进行管理，从而大大降低了网络管理成本，简化管理操作。 1. 级联 级联可以定义为两台或两台以上的交换机通过一定的方式相互连接。 城域网是交换机级联的极好例子。目前各地电信部门已经建成了许多市地级的宽带IP城域网。这些宽带城域网自上向下一般分为3个层次：核心层、汇聚层、接入层。核心层一般采用千兆以太网技术，汇聚层采用1000M/100M以太网技术，接入层采用100M/10M以太网技术，所谓"千兆到大楼，百兆到楼层，十兆到桌面". 这种结构的宽带城域网实际上就是由各层次的许多台交换机级联而成的。核心交换机（或路由器）下连若干台汇聚交换机，汇聚交换机下联若干台小区中心交换机，小区中心交换机下连若干台楼宇交换机，楼宇交换机下连若干台楼层（或单元）交换机（或集线器）。 交换机间一般是通过普通用户端口进行级联，有些交换机则提供了专门的级联端口（Uplink Port）。这两种端口的区别仅仅在于普通端口符合MDI标准，而级联端口（或称上行口）符合MDIX标准。由此导致了两种方式下接线方式度不同：当两台交换机都通过普通端口级联时，端口间电缆采用直通电缆

stp生成树协议目前主要分stp、rstp、mstp三类，依次向下兼容。 1、涉及的概念： 　　stp：根交换（跟网桥）、根端口、指定端口、可选端口，bpdu保护、root保护、收敛慢，单树。 　　rstp：根交换、根端口、指定端口、可选端口，bpdu保护、root保护、收敛较快，单树。 　　mstp：总根交换、域根、实例、根端口、指定端口、可选端口，bpdu保护、root保护、收敛更快，多条生成树，负载均衡。 2、stp采用协议报文bpdu，进行生成树计算，计算出一个无环路的树型网络结构。 3、开启stp协议的交换机端口有五种状态，disabled、blocking、listening、learning、forwarding。 4、边缘端口使用在直连终端的接口上，可以减少链路识别的速度，默认是50s。 5、默认不开启bpdu保护时，边缘端口若收到bpdu包，此端口将从边缘端口转换成非边缘端口，将会导致stp重新计算生成树，引起网络震荡；而开启bpdu保护后， 边缘端口若收到bpdu包，此端口将被关闭，只能由网络管理员手动开启。 6、root保护是配置在非根端口上，防止此端口连接的交换机由于优先级高而变成了根交换，保证stp生成树的稳定性。若配置在root端口上，则此端口网络中断。 7、一个交换机除了上联端口是root端口外，其余端口虽然连接的是电脑，但是仍然是指定端口