局域网交换机

　　TCP/IP网络中，主机和路由器在网络层用IP地址来识别，在数据链路层用物理地址，也就是MAC地址来识别。两台主机在通讯过程中，假设已知道了对方的IP地址，但是网络层数据在经过链路层时还要知道对方的MAC地址。通过IP地址找到MAC地址的过程就是正向地址解析，地址解析协议就是干这事的。 　　通常地址解析会有将静态影射和动态映射结合。静态映射就是在本机存储一张ARP表，用来存储一部分的IP地址和MAC地址映射。当不知道对方的MAC地址，也就是表中没有存某一个IP的MAC地址的时候，就要用动态映射，也就是通过ARP协议来找相应的MAC地址。ARP协议是只用于同一子网下，只为同一子网下的主机和路由器解析IP为MAC. 　　假设A要发送IP数据到B，但是A中的ARP表没有B的MAC地址，就会先启用ARP协议，以获得B的MAC地址。 　　首先, A构造一个ARP查询分组，分组中插入源IP和源MAC，以及目的IP和目的MAC,但是目的MAC事先不知道，要通过查询才知道，所以会在目的MAC字段插入FF-FF-FF-FF-FF-FF, 指示网卡以广播的形式广播到整个子网。这个全1的MAC地址就是MAC广播地址。子网中的机器收到这个广播的帧，检查源IP是否是子的IP，不是就丢掉帧，是则单独给发送查询帧的主机发送一个ARP响应分组，其中就包括了要查询的IP对应的MAC地址

说下这几个表的主要内容： 路由表： 目的地址、网络掩码、下一条ip地址、出接口、优先级、cost路由开销 arp表： ip地址、对应的mac地址、ip地址类型 arp -a 命令用来查看计算机本地arp表。 第一列：表示ip地址列表情况。 第二列：表示ip地址对应的mac地址。 第三列：表示ip地址类型，是动态ip还是静态ip。 mac表： mac地址、出端口 一：MAC地址表详解 说到MAC地址表，就不得不说一下交换机的工作原理了，因为交换机是根据MAC地址表转发数据帧的。在交换机中有一张记录着局域网主机MAC地址与交换机接口的对应关系的表，交换机就是根据这张表负责将数据帧传输到指定的主机上的。 交换机的工作原理 交换机在接收到数据帧以后，首先、会记录数据帧中的源MAC地址和对应的接口到MAC表中，接着、会检查自己的MAC表中是否有数据帧中目标MAC地址的信息，如果有则会根据MAC表中记录的对应接口将数据帧发送出去(也就是单播)，如果没有，则会将该数据帧从非接受接口发送出去(也就是广播)。 如下图：详细讲解交换机传输数据帧的过程 1)主机A会将一个源MAC地址为自己，目标MAC地址为主机B的数据帧发送给交换机。 2)交换机收到此数据帧后，首先将数据帧中的源MAC地址和对应的接口(接口为f 0/1) 记录到MAC地址表中。 3

1. 交换机支持的命令： 设置交换机名字为 yzhSwitch> 进入超级终端控制台 Switch>enable 进入交换机特权模式 Switch#Switch#configure terminal 进入交换机全局配置模式 Switch(configure)#hostname yzh 改变名字为XXX 交换机基本状态： switch: 。ROM状态， 路由器是rommon> hostname> ；用户模式 hostname# 。特权模式 hostname(config)# ；全局配置模式 hostname(config-if)# 。接口状态 交换机口令设置： switch>enable ；进入特权模式 switch#config terminal ；进入全局配置模式 switch(config)#hostname 。设置交换机的主机名 switch(config)#enable secret xxx ；设置特权加密口令 switch(config)#enable password xxa ；设置特权非密口令 switch(config)#line console 0 。进入控制台口 switch(config-line)#line vty 0 4 ；进入虚拟终端 switch(config-line)#login 。同意登录 switch(config-line)#password

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

在主干网上，路由器的主要作用是路由选择。主干网上的路由器，必须知道到达所有下层网络的路径。这需要维护庞大的路由表，并对连接状态的变化作出尽可能迅速的反应。路由器的故障将会导致严重的信息传输问题。 在地区网中，路由器的主要作用是网络连接和路由选择，即连接下层各个基层网络单位－－园区网，同时负责下层网络之间的数据转发。 在园区网内部，路由器的主要作用是分隔子网。早期的互连网基层单位是局域网（ＬＡＮ），其中所有主机处于同一逻辑网络中。随着网络规模的不断扩大，局域网演变成以高速主干和路由器连接的多个子网所组成的园区网。在其中，处个子网在逻辑上独立，而路由器就是唯一能够分隔它们的设备，它负责子网间的报文转发和广播隔离，在边界上的路由器则负责与上层网络的连接。 第二层交换机和路由器的区别 传统交换机从网桥发展而来，属于ＯＳＩ第二层即数据链路层设备。它根据ＭＡＣ地址寻址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属于ＯＳＩ第三层即网络层设备，它根据ＩＰ地址进行寻址，通过路由表路由协议产生。交换机最大的好处是快速，由于交换机只须识别帧中ＭＡＣ地址，直接根据ＭＡＣ地址产生选择转发端口算法简单，便于ＡＳＩＣ实现，因此转发速度极高。但交换机的工作机制也带来一些问题。 1.回路：根据交换机地址学习和站表建立算法，交换机之间不允许存在回路。一旦存在回路，必须启动生成树算法

案例一：配置静态路由，实现全网互通 1. 路由器接口配置 ip( 作为网关）：（接口内） ip address ip 掩码 然后 :no shutdown 2. 路由器配置 ip, 达到指定网络的目的：（全局配置模式） Ip route 目标 ip ，子网掩码，下一跳（对面路由器也要再配置一次，返回数据） 案例二：配置多路由器环境网络 1. 只要跟自己隔了一个路由器，就都要跳（ IP route ） 2. 配置完路由器接口，都要 no shutdown 3. 这边配置跳过去，那边配置跳回来（两边都要配置） 4. 查询静态路由配置情况： show ip route Router0: ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2 ip route 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.2.2 Router1: ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1 ip route 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.4.2 Router2: ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.4.1 ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.4.1 案例三

交换机是使用硬件来完成以往网桥使用软件来完成过滤、学习和转发过程的任务 　　SWITCH是交换机，它的前身是网桥。(网桥只支持存储转发） 交换机是使用硬件来完成以往网桥使用软件来完成过滤、学习和转发过程的任务。 SWITCH速度比HUB快，这是由于HUB不知道目标地址在何处，发送数据到所有的端口。而SWITCH中有一张路由表，如果知道目标地址在何处，就把数据发送到指定地点，如果它不知道就发送到所有的端口。这样过滤可以帮助降低整个网络的数据传输量，提高效率。 一个SWITCH的一个端口属于一个冲突域。而一个HUB属于一个冲突域。 它可以把网络拆解成网络分支、分割网络数据流，隔离分支中发生的故障，这样就可以减少每个网络分支的数据信息流量而使每个网络更有效，提高整个网络效率。 集线器、交换机、路由器的作用 首先说集线器。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而交换机作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。而路由器与以上两者有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备

学习 Neutron 系列文章： （1） Neutron 所实现的虚拟化网络 （2） Neutron OpenvSwitch + VLAN 虚拟网络 （3） Neutron OpenvSwitch + GRE/VxLAN 虚拟网络 （4） Neutron OVS OpenFlow 流表 和 L2 Population （5） Neutron DHCP Agent （6） Neutron L3 Agent （7） Neutron LBaas （8） Neutron Security Group （9） Neutron FWaas 和 Nova Security Group （10） Neutron VPNaas （11） Neutron DVR （12） Neutron VRRP （13） High Availability （HA） 目前，OpenStack Neutron 支持使用两种隧道网络技术 通用路由封装(GRE) 和 VxLAN 来实现虚拟的二层网络。这两种技术大致看起来非常相似，都是需要使用 OpenStack 在计算和网络节点上建立隧道来传输封装的虚机发出的数据帧： 在Neutron 中使用 GRE/VxLAN 时的配置也几乎完全相同。具体可以参考我已有的几篇文章： 探索 OpenStack 之（8）：Neutron 深入探索之 OVS + GRE 之 完整网络流程

一：MAC地址表详解 说到MAC地址表，就不得不说一下交换机的工作原理了，因为交换机是根据MAC地址表转发数据帧的。在交换机中有一张记录着局域网主机MAC地址与交换机接口的对应关系的表，交换机就是根据这张表负责将数据帧传输到指定的主机上的。 交换机的工作原理 交换机在接收到数据帧以后，首先、会记录数据帧中的源MAC地址和对应的接口到MAC表中，接着、会检查自己的MAC表中是否有数据帧中目标MAC地址的信息，如果有则会根据MAC表中记录的对应接口将数据帧发送出去(也就是单播)，如果没有，则会将该数据帧从非接受接口发送出去(也就是广播)。 如下图：详细讲解交换机传输数据帧的过程 1)主机A会将一个源MAC地址为自己，目标MAC地址为主机B的数据帧发送给交换机。 2)交换机收到此数据帧后，首先将数据帧中的源MAC地址和对应的接口(接口为f 0/1) 记录到MAC地址表中。 3)然后交换机会检查自己的MAC地址表中是否有数据帧中的目标MAC地址的信息，如果有，则从MAC地址表中记录的接口发送出去，如果没有，则会将此数据帧从非接收接口的所有接口发送出去(也就是除了f 0/1接口)。 4)这时，局域网的所有主机都会收到此数据帧，但是只有主机B收到此数据帧时会响应这个广播，并回应一个数据帧，此数据帧中包括主机B的MAC地址。 5)当交换机收到主机B回应的数据帧后，也会记录数据帧中的源MAC地址

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> 在最初的学习中，博主老是分不清路由器和交换机。其实可以简记为：交换机是用作局域网内数据通信，路由器是用作跨网段数据通信。 网络拓扑： 目前最常见的拓扑结构的是星型拓扑：所有计算机连接同一台交换机。 优点：易于实现，易于网络扩展，易于故障检查。 缺点：中心节点压力大。 IP地址： 范围：00000000. 00000000. 00000000. 00000000 ~11111111. 11111111. 11111111. 11111111 方便记为：0.0.0.0~255.255.255.255 分类：A类→前八位第一位为0的IP地址→1.0.0.0~126.255.255.255 B类→前八位用10开头的IP地址→128.0.0.0~191.255.255.255 C类→前八位用110开头的IP地址→192.0.0.0~223.255.255.255 D类→前八位用1110开头的IP地址→224.0.0.0~239.255.255.255 E类→前八位用1111开头的IP地址→240.0.0.0~255.255.255.255 注意：127网段只有127.0.0.1一个IP可以用，用来表示本机回环网卡，真正能使用的 IP地址只有A,B,C三类，D类用于广播网络，E为预留。 OSI—开放系统互联Open