普及交換機基本原理與配置

各位小伙伴們本章我和大家說一下交換機基本原理與配置。
首先我們來了解一下什么是交換機及其的定義：

• 交換機（Switch）意為“開關”是一種用于電（光）信號轉發的網絡設備。它可以為接入交換機的任意兩個網絡節點提供獨享的電信號通路。最常見的交換機是以太網交換機。其他常見的還有電話語音交換機、光纖交換機等。
• 交換是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法，把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術的統稱。交換機根據工作位置的不同，可以分為廣域網交換機和局域網交換機。廣域的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備，它應用在數據鏈路層。交換機有多個端口，每個端口都具有橋接功能，可以連接一個局域網或一臺高性能服務器或工作站。實際上，交換機有時被稱為多端口網橋。
• 網絡交換機，是一個擴大網絡的器材，能為子網絡中提供更多的連接端口，以便連接更多的計算機。隨著通信業的發展以及國民經濟信息化的推進，網絡交換機市場呈穩步上升態勢。它具有性價比高、高度靈活、相對簡單和易于實現等特點。以太網技術已成為當今最重要的一種局域網組網技術，網絡交換機也就成為了最普及的交換機。
• Switch是交換機的英文名稱，這個產品是由原集線器的升級換代而來，在外觀上看和集線器沒有很大區別。由于通信兩端需要傳輸信息，而通過設備或者人工來把要傳輸的信息送到符合要求標準的對應的路由器上的方式，這個技術就是交換機技術。從廣義上來分析，在通信系統里對于信息交換功能實現的設備，就是交換機。
  
  該設備就是以太網交換機

理論：（二層原理）
1.數據鏈路層功能
2.以太網幀格式
3.交換機的工作原理
4.交換機的命令
二層原理位于網絡層與物理層之間

一：數據鏈路層功能：
1.數據鏈路的建立、維護和拆除
2.幀包裝、幀傳輸、幀同步
3.幀的差錯恢復
4.流量控制（QUS）

二：以太網發展：
1.X-Wire：2.94兆實驗性以太網
2.DIX：10兆以太網應用
3.IEEE 802.3：10兆以太網標準
4.千兆以太網：100/1000兆以太網

三：以太網MAC地址（長度為48位，48個二進制）
1.用來識別一個以太網的某個單獨的設備或一組設備

• 前24比特（供應商標識）
  其中前24位比特中第8位：0-物理地址（單播地址）
  1-組播地址（組播地址）
• 后24比特（供應商對應網卡的唯一編號）
  
  四：以太網幀格式：
  前導碼（7字節）
  起始定界符（1字節）
  目的地址（6字節）
  源地址（6字節）
  類型（2字節）
  數據（46~1500字節）
  幀校驗序列（4字節）
  具體如下圖所示：
  
  交換機設備簡介：
  1.Crsco交換產品體系：（以思科設備為例）
• Crsco2960系列交換機
• Crsco3560系列交換機
• Crsco4500系列交換機
• Crsco6500系列交換機（ISP運營商網絡）
  CDN就近推送
  雙介質：光纖和網線
  
  
  交換機的工作原理：
  1. 交換機的轉發原理：
• 初始狀態
• MAC地址學習（記錄源MAC地址）
• 廣播未知數據幀
• 接收方回應
• 交換機實現單播通訊
  此處我們來舉例說明：例如我們現在有一臺新的交換機，分別在他的1.2.3端口下有3臺PC機A.B.C，此時PC機A將自己的源MAC地址和想發送的目表MAC地址打包分裝成數據幀通過端口1發送到交換機，此時交換機收到之后首先做的是記錄PC機A的源MAC地址，此時交換機并不知道目標在哪個端口下，所以他只能以廣播的形式全部發送，這個時候 MAC地址相吻合的PC機B，收到廣播后發現自己是接收方，這個時候他就要給交換機做出回應，將自己的MAC地址作為源MAC和發送過來的對方的MAC地址作為目標MAC打包成數據幀通過端口2回應給交換機，此時交換機做的還是先記錄PC機B的源MAC地址，此時交換機已經知道需要進行通信的是PC機A和PC機B，通過的端口是1和2，此時就可以對他們進行單播通訊了。過程如下圖所示：
  

交換機以太網接口的工作模式：
1.單工：兩個數據站之間只能沿單一方向傳輸數據（例如外放機）

2.半雙工：兩個數據站之間可以雙向數據傳輸，但不能同時進行（例如對講機）

3.全雙工：兩個數據站之間可雙向且同時進行數據傳輸（例如現在的電話）

交換機以太網接口速率：
1.接口連接時進行協商
2.協商失敗則無法通行

配置前的準備：

1. 配置前的連接
   ① console線纜
   2.物理連接
   計算機COM
   交換機/路由器Console口
   3.軟件連接
   ①超級終端
   ②其他軟件
   具體如下圖所示：