交换机的配置、工作原理以及管理MAC地址表

1、网桥和交换机

网桥：
（1）主要基于软件
（2）每个网桥实现一个spanning-tree
交换机
（1）主要基于硬件（ASIC）
-（2）每个交换机可以支持多个spanning-tree switch
（3）提供更多的端口
2、局域网分割

3、交换机的工作原理（地址学习）
地址学习的过程就是建立MAC表的过程
初始时，MAC地址表是空的
主机A向主机C发送帧，交换机通过帧的源地址学习到主机A的MAC地址并关联到端口E0
主机A发送给主机C的帧被flooded到除E0以外的所有端口（unknown unicasts are flooded）
主机D向主机C发送帧，交换机学习到主机D的MAC地址并关联到端口E3
主机D发送给主机C的帧被flooded到除E3以外的所有端口（unknown unicasts are flooded）
主机D发送广播或组播帧，广播和组播被flooded到除发送端口外的所有其他端口
主机A向主机C发送帧，目标地址已经知道，帧被正确转发，不再被flooded。
主机D发送广播或组播帧，广播和组播被flooded到除发送端口外的所有其他端口

生成树算法
1、冗余拓扑

2、MAC地址表的不匹配
主机X发送单播帧给路由器Y，两个交换机都还未学习到路由器Y的MAC地址
交换机A和交换机B从port 0学习到主机A的MAC地址发向路由器Y的帧被flooded
交换机A和交换机B又从port 1学习到主机A的MAC地址。

3、多帧的拷贝

主机X发送单播帧给路由器Y，两个交换机都还未学习到路由器Y的MAC地址，路由器Y将收到两个完全相同的帧。

4、广播风暴

5、环路避免
通过阻塞多余的端口解决多回路问题，这是通过生成树协议现的

6、STP工作过程（交换BPDU）
交换机每2秒发送一次BPDU
BPDU包含根信息、路径开销、网桥信息、计时器等。
选举根网桥
（1）根网桥：所有端口都转发数据
（2）根网桥的推举原则：网桥ID最低的交换机
（3）网桥ID：网桥ID=优先级+MAC地址（Cisco交换机缺省的优先级是32768（十六进制0x8000））
-（4）根网桥的原则：一个网络中只有一个根网桥。
选择指定端口
（1）指定端口：指定口处于转发状态
（2）选择指定端口的原则：在非根桥上判断指定端口：到根桥有最低路径开销的交换机的端口是指定端口，当两个交换机的端口到根桥的路径开销一样时，用网桥ID来打破平衡，网桥ID低的产生指定端口。
（3）每一个网段只有一个指定端口
（4）每个根桥所有端口都是指定端口
选择根端口
根端口：
每个非根网桥有一个根端口
根端口处于转发状态
根端口推举原则：
从非根桥到根桥有最低路径开销的端口
路径开销：
从交换机到根网桥的所有开销之和
阻断端口
其它端口就处于阻断状态，称为非指定端口

7、交换机的交换模式

直通转发：检查目标地址，然后立即转发。
存储转发：完全接受帧之后，检查CRC校验等，然后转发。
自由分段：交换机检查帧的前64字节，然后立即转发。
半双工：
数据流单向传输
高冲突率
例如，与Hubs连接
全双工：Point-to-point连接
一般用于交换端口
必须双方都支持full-duplex
没有冲突
不再需要冲突检测
8、交换机的高级配置
（1）交换机的缺省配置
IP address:0.0.0.0
CDP:Enabled
Switching mode:fragment free
100baseT port:Half duplex
Spanning Tree:Enabled
Console password:none
（2）配置IP地址
Catalyst 1900:
ip address {ip_address} {mask}
wg_sw_1900(config)#ip address 10.5.5.11 255.255.255.0
Catalyst 2950:
ip address {ip_address} {mask}
wg_sw_2950(config)#interface vlan 1
wg_sw_2950(config-if)#ip address 10.5.5.11 255.255.255.0
（3）配置默认网关
ip default-gateway {ip address}
wg_sw_a(config)#ip default-gateway 10.5.5.3
（4）显示IP地址
Catalyst 1900:
wg_sw_1900#show ip
Catalyst 2950:
show interface vlan 1
（5）配置交换机的双工模式
Catalyst 1900
wg_sw_1900(config)#interface e0/1
wg_sw_1900(config-if)#duplex {auto | full | full-flow-control |half }
Catalyst 2950
wg_sw_2950(config)#interface fe0/1
wg_sw_2950(config-if)#deplex {auto | full | half}
（6）显示双工模式

9、LAB：配置交换机
查看配置：
show run
show version
配置配置名称：
config t
hostname 名称
配置口令：
conf t
enable password level 15 todd
配置交换模式：
config t
int e0/5
duplex half/full/auto
show int e0/5
配置IP地址
int valan 1(2950)
ip address 172.16.10.3 255.255.255.0 ip default-gateway 172.16.10.1
no ip address
show ip/show interface valn 1
show interfaces
show int e0
delete nvram

10、管理MAC地址表
（1）为什么要配置MAC地址表？

（2）配置永久MAC表

（3）配置受限MAC表（1900）

配置受限MAC表（2950）

（4）配置端口安全

配置端口安全（1900）

配置端口安全（2950）

（5）管理配置文件

（6）清除NVRAM

（7）LAB：配置MAC地址表

置永久MAC表
mac-address-table permanent 083c.0000.0001 e0/9
show mac-address-table
配置受限Mac表
mac-address-table restricted static 083c.0000.0002 e0/3 e0/4 int 接口 port secure max-max-count 1
show mac-address-table security

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