交换机与路由

交换与路由

一.交换机
1.原理：
1.1 初始化状态
1.2 学习源MAC地址和对应端口
1.3 广播未知帧
1.4 接收方回应
1.5 实现单播通信
注释：
MAC：48位2进制组成，每段8位，一共6段，后将二进制转换为16进制，前24位为IEEE颁发给厂商的唯一编号，后24位为厂商自定义编号(网卡)、相当于×××号
MAC地址表清空：a.300s内如未发生通信 b.交换机关机
2.常见交换机产品：华三、华为、思科
3.思科交换机基础操作：
3.1 模式基本操作（全局配置模式、特权模式、用户模式）
Switch> //默认处于用户模式(当前模式可操作较少)
Switch# //当前处于特权模式，可在用户模式下输入"en"可进入(当前模式一般用于查看)
Switch(config)# //当前处于全局配置模式，可在特权模式下输入"conf t"进入(当前模式一般用于更改操作)
Switch(config-if)# //当前处于接口模式，可在全局配置模式下输入"int xx/x"进入(当前模式一般用于更改接口配置)
注：Ctrl+z(从当前模式返回到特权模式)，exit(从当前模式返回到上一级模式）
3.2 常用命令
A.Switch(config)# hostname 主机名 //更改当前交换机主机名
B.Switch# show version / /查看当前交换机版本信息
C.Switch# show mac-address-table //查看当前交换机的MAC地址缓存
3.3 交换机工作模式
A.单工：数据只能沿同一方向传输
B.半双工：数据发送完毕后，对方再次发送数据
C.全双工：数据双向传输
注：默认所有网络设备都采用auto模式
Switch(config-if)# duplex {auto | full | half} //设置当前接口双工模式
二.路由器
1.ARP
1.1理解：已知IP解析MAC
注：
RARP(逆地址解析协议)：已知MAC解析IP
2.广播：
2.1 广播："一对多"的通信
2.2 组播："一对多"的通信，但只针对特定范围(作用域)
2.3 单播："一对一"的通信
注：单播为广播或组播后的结果
广播域：能收到同一广播的范围
IP广播地址：主机部分全为1
A类：网络部分+主机部分+主机部分+主机部分
10.12.12.34/8 255.0.0.0
10.0.0.0 10.255.255.255
B类：网络部分+网路部分+主机部分+主机部分
172.17.45.34/16 255.255.0.0
172.17.0.0 172.17.255.255
C类：网络部分+网络部分+网络部分+主机部分
192.168.1.100/24 255.255.255.0
192.168.1.0 192.168.1.255
MAC广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF
3.原理：
3.1 检查ARP缓存表
3.2 发送ARP广播
3.3 交换机收到广播，除发送端口外其它端口全部广播
3.4 ARP应答，接收方回应自己的MAC地址，并缓存发送发的IP及MAC
3.5 发送方缓存接收方回应MAC和IP
注：老化时间：120s内或重启系统ARP缓存表清空，也可使用arp -d手动清除
3.6 Windows ARP命令:
3.6.1 arp -a //查看arp缓存表
3.6.2 arp -d //手动清空ARP缓存表
3.6.3 arp -s IP MAC //静态绑定MAC
3.7Cisco ARP命令:
3.7.1 show arp //特权模式下，查看arp缓存表
3.7.2 clear arp-cache //全局配置模式下，清空arp缓存表
3.7.3 arp IP MAC arpa //全局配置模式下，静态绑定ARP
4.路由器
4.1 原理："查表(路由表)转发"
4.2 路由器形成
4.2.1 直连路由：路由器端口配置IP自动产生
4.2.2 非直连路由：管理员手动配置
4.3 路由分类
4.3.1 静态路由：管理员手动配置，单向性
4.3.2 动态路由：OSPF、RIP等，会自动学习当前网络中所有路由信息
4.3.3 默认路由：特殊的静态路由，可减少路由条目，一般在末梢区域使用
注：路由器一个接口一个网段
5.Cisco路由器配置命令
5.1 Router(config-if)# ip addr IP 子网掩码 //给指定接口配置IP地址
5.2 Router(config-if)# no sh //将指定接口开启(sh关闭该接口)
5.3 Router(config)# ip route 目的网段 目的子网掩码 接口 //配置静态路由
5.4 Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 接口 //配置默认路由
注：默认路由只在路由器只有一个出口时使用，并且注意路由环路
6.家庭常用路由器配置（以TP-LINK 为例）
6.1 打开新买的路由器，连接电源接上网线，查看路由器下方型号（或从包装盒上查看）及名称（由于我新买的路由器已经固定在墙上，故在此不拍照演示），根据查看到的名称连上无线（起始无线名称一般以TP-LINK开头）。连上无线，在浏览器地址栏中输入192.168.1.1或192.168.0.1。我输入的结果如下图：

（手机登录结果）

（电脑登录结果）
6.2 设置管理员登录密码，此密码最好复杂点要记好，以便以后忘记无线密码进行重置使用，然后点击确定进行下一步

6.3 选择上网设置，一般家庭使用可以选择宽带拨号（在这里由于我上课为了实验选择的自动获取），然后点击下一步

6.4 这一步为无线设置及可设置无线名称和密码（由于太过激动手不小心多点了一下，在此就不上传图片了，大家会设置就行），下图是我设置我无线开始生效，然后在重新连接无线即可

6.5 连接上新设置的无线 最后结果如下图：

7. 生活中家庭常使用路由器：TP-LINK、Tenda、华为等（都可输入192.168.1.1或192.168.0.1登录进行路由器管理，其中TP-LINK也可输入tplogin.cn登录进行管理）
   三.VLAN和Trunk链路
   1.VLAN
   1.1 作用：逻辑划分广播域
   1.2 实现VLAN方式：静态VLAN、动态VLAN
   1.3 静态VLAN端口范围
   1.3.1 0、4095：系统自带，用户不能使用不能删除
   1.3.2 1：交换机默认VLAN，用户可使用，但不能删除
   1.3.3 2-1001：交换机默认不存在，用户需自行新建，可使用并删除
   1.3.4 1002-1005：用户令牌环使用，用户可使用但不能删除
   1.3.5 1006-1024：系统自带，用户不能使用不能删除
   1.3.6 1025-4094：交换机默认不能存在，扩展VLAN，当2-1001使用完毕后可使用也可删除
   1.4 广播与广播域
   1.4.1 含义：
   广播：具体通知的内容
   广播域：收到同一广播的范围
   1.4.2 划分广播域的作用和方式
   作用：减少网络中无意义广播的数量
   方式：VLAN、路由器
   1.5 思科路由器VLAN创建步骤：
   1.5.1 创建VLAN
   Switch(config)# vlan vlan-id
   1.5.2 加端口，将指定端口加指定VLAN
   Switch(config)# int range fx/x - x //连续进入多个端口
   Switch(config-if)# switchport mode access
   Switch(config-if)# switchport access vlan vlan-id
   1.5.3 验证
   Switch# show vlan b //查看VLAN配置
   注：一般一个部门一个网段、一个VLAN
   2.Trunk链路
   2.1 Trunk作用：不同交换机同一个VLAN通信
   2.2 Trunk标记
   2.2.1 ISL(Cisco私有标记)，只能用于思科设备，总共占用30字节
   2.2.2 IEEE 802.1q(公用标记)，适用于所有网络设备，总共占用4字节
   2.3 链路方式：
   trunk：中继链路，用于承载多个VLAN，用于交换机与交换机之间
   access：接入链路，用于承载一个VLAN，用于交换机和电脑之间
   2.4 Trunk配置
   Switch(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q //模拟器不需输入
   Switch(config-if)# switchport mode trunk
   故障解决：
   Switch>conf
   Translating "conf"...domain server (255.255.255.255) % Name lookup aborted
   Route# sh ip int b //查看路由器IP配置
   Switch# w //保存当前交换机配置
   四。VTP与单臂路由
   1.VTP
   1.1 作用：实现交换机同步VLAN
   1.2 角色：服务器模式(老大)、客户机模式(小弟)
   注：配置VTP必须属于同一个VTP域，不同VTP域交换机不转发、不学习
   1..3 三种模式
   1.3.1 服务器模式(Server)
   A 学习相同域名的VTP信息，转发相同VTP信息，并可添加、删除、更改VLAN
   B 如来源VTP信息不属于本域，将不学习、丢弃该信息
   1.3.2 客户机模式(Client)
   A 学习相同域名的VTP信息，转发相同VTP信息，但不可删除、添加、更改VLAN
   B 如来源VTP信息不属于本域，将不学习、丢弃该信息
   1.3.3 透明模式(transparent)
   A 转发相同VTP信息，但不学习VTP信息，并只能本地创建、删除、更改VLAN
   B 如来源VTP信息不属于本域，将不学习、丢弃该信息
   注：交换机之间必须配置Trunk链路
   1.4 VTP配置命令
   1.4.1 Switch(config)# vtp domain 域名 //创建VTP域
   1.4.2 Switch(config)# vtp mode {server | client | transparent} //设置VTP模式
   1.4.3 Switch(config)# vtp password 密码 //设置VTP域密码
   1.4.4 Switch(config)# vtp version {1 | 2} //选择VTP类型，一般默认为2
   1.4.5 Switch# show vtp status //查看VTP设置情况
   1.4.6 Switch(config)# vtp pruning //启动VTP修剪
   2.单臂路由
   2.1 作用：不同网段、不同VLAN通信
   2.2 单臂配置命令
   2.2.1 Route(config)# int fx/x //进入端口模式
   2.2.2 Route(config-if)# no sh //开启此端口
   2.2.3 Route(config)# int fx/x.y //在该端口下新建子端口并进入
   2.2.4 Route(config-if)# encapsulation dot1q VLAN-10 //设置标记
   2.2.5 Route(config-if)# ip addr IP 子网掩码 //为该子端口设置IP及子网掩码
   2.2.6 Route# show ip int b //查看端口IP 设置
   注：交换机与路由器相连接口必须配置为Trunk链路
   五。DHCP与以太网通道
   1.DHCP
   1.1 作用：自动下发IP地址信息
   1.2 DHCP配置
   1.2.1 Route(config)# ip dhcp pool 名称 //设置DHCP地址池名称
   1.2.2 Route(config-if)# network 网段 子网掩码 //进入端口模式，为此端口设置网段及子网掩码
   1.2.3 Route(config-if)# default-router 网关地址 //设置网关
   1.2.4 Route(config)# ip dhcp excluded-addrss 起始保留地址 结束保留地址 //自动下发IP地址范围
   2.以太网通道
   2.1 作用：通过将多根网线捆绑为一根逻辑网线，可实现带宽成倍提升
   注：最多可捆绑8根网线，并且必须接口连续
   2.2 以太网通道配置
   2.2.1 Switch(config)# int range fx/x - x //进入端口模式，从端口x - x，端口连续
   2.2.3 Switch(config-if)# channel-group x mode on //x为1，意为设置为一条线路
   2.2.4 Switch# show interfaces etherchannel //查看了端口通道设置