《层交换机知识》课件

层交换机知识深入探索层交换机的工作机制、应用场景和选型技巧了解如何根据网络需求选择合适的层交换机提高网络性能和可靠性,层交换机的作用和原理连接网络设备数据转发层交换机能够连接不同的网络设层交换机根据MAC地址对数据包备如电脑、服务器、路由器等并进行转发提高网络传输效率,,,实现数据传输隔离负载均衡VLAN层交换机支持VLAN功能,可以将层交换机可以通过链路聚合技术网络划分为多个逻辑子网,增强网实现网络接口的冗余备份和负载络安全性均衡层交换机的分类按网络层划分按端口类型划分按功能划分按端口速率划分层交换机可分为二层交换机和交换机端口可分为接入端口和交换机可分为普通交换机、管交换机端口速率可分为三层交换机二层交换机工作骨干端口接入端口连接最终理型交换机和模块化交换机10/100Mbps、1000Mbps、在数据链路层，主要处理用户设备，骨干端口用于连接普通交换机提供基本的二层交10Gbps等不同等级高速端MAC地址和VLAN信息三其他交换机设备换功能，管理型交换机增加管口可提供更大带宽和更低延迟层交换机工作在网络层，可路理和监控功能，模块化交换机由网络层协议如IP可扩展不同模块层交换机的工作机制2地址学习MAC1根据接收报文的源MAC地址记录到MAC地址表中地址表转发MAC2根据地址表中的目的地址进行转发MAC MAC广播多播转发/3对于未知目的地的报文进行广播或多播转发层交换机通过地址学习和地址表转发数据帧实现了高效的交换机制同时对于未知目的地的报文采用广播或多播的方式进行2MAC MAC,,转发保证了数据的可达性,层交换机的端口类型2访问端口端口聚合端口端口Trunk SVI用于终端设备接入的标准端口,用于连接其他交换机设备的特将多个物理端口逻辑上聚合为用于提供虚拟接口,实现VLAN用于提供最终用户网络连接殊端口,可传输多个VLAN的数一个高带宽通道,提高可靠性和间路由转发等三层功能据流吞吐量层交换机的转发方式2地址学习MAC交换机会自动学习连接端口上的MAC地址，并建立转发表，以此来决定数据包的转发方向广播和组播交换机会根据转发表将广播或组播数据包转发到除发送端口以外的所有端口单播转发交换机根据目的MAC地址在转发表中查找对应的出端口，将数据帧单播转发给目标设备概念及应用VLAN（，虚拟局域网）是一种基于交换机的网VLAN VirtualLocal AreaNetwork络技术，可将物理上连接在同一交换机上的主机逻辑上划分到不同的广播域中能够提高网络的安全性和管理效率，有效隔离广播和安全域VLAN广泛应用于企业网络可根据组织结构、部门、应用等需求进行灵活的逻VLAN,辑划分提升网络的效率和安全性,的配置VLAN创建VLAN1在交换机上创建新的并为其分配独特的VLAN,VLAN ID分配端口到VLAN2将交换机端口根据需求分配到相应的中VLAN设置端口模式3将端口设置为访问模式或中继模式以正确处理流量,VLAN生成树协议STP可靠性保证避免环路12生成树协议能够自动发现网络通过生成树算法计算出一个无中的冗余链路并阻塞它们从而环拓扑结构有效防止以太网环,,避免出现广播风暴等问题,提高路带来的问题网络的可靠性自动配置负载均衡34协议能自动配置交换机端协议能够合理分配流量使STP STP,口的状态无需手动设置大大得网络的资源得到充分利用提,,,简化了网络的部署和管理高网络的整体性能生成树协议的工作机制发现拓扑1交换机通过协议交换信息发现整个网络拓扑BPDU,选择根桥2根据报文选取根桥确定网络的根网络节点BPDU,确定路径3根据根桥到各节点的距离确定最短路径阻塞冗余链路,转发数据4只有通过确定的最短路径进行数据转发避免广播风暴STP,生成树协议通过报文交换信息建立网络拓扑选出根桥确定最短路径只有通过这些最短路径进行数据转发从而避免广播风暴等问题保证BPDU,,,,,网络的稳定性生成树协议的配置启用STP首先需要在交换机上全局启用生成树协议STP,确保网络中所有交换机都运行STP配置桥优先级指定网络中的根桥交换机,根据设备重要性设置较低的桥优先级配置端口优先级对关键端口设置较低的端口优先级,确保其成为指定端口并转发数据流量调整端口开销针对不同类型链路调整端口开销,提高或降低特定路径的开销,引导流量走指定路径监控和维护STP定期检查STP拓扑、端口状态,及时检测并排查网络故障,优化STP配置生成树协议的故障排查检查连接监控日志验证配置分析网络拓扑STP STP首先检查交换机端口连接状态查看交换机的STP日志信息,确认交换机上STP相关参数是绘制网络拓扑图,检查物理连是否正常,光纤或网线是否故分析是否有STP拓扑变化或协否正确配置,例如根桥、端口接是否与逻辑拓扑一致障议错误角色等冗余链路RSTP链路冗余快速收敛能够快速收敛实现链路利用提前协商机制能够在网络拓扑发生变化时快速做出反RSTPRapid Spanning Tree Protocol,RSTP,的备份和快速切换提高网络的可靠性应实现快速收敛,,防环机制适应性强通过限制一些端口的状态实现有效的环路防护避免数据包在可以与普通的生成树协议共存提高了整个网络的兼容RSTP,,RSTP STP,网络中无休止的循环转发性和适应性的工作机制RSTP快速收敛1可以更快地收敛网络拓扑结构RSTP端口角色2定义了交换机端口的不同角色RSTP状态转换3端口根据协议内部状态机进行状态转换报文传递4报文在端口之间持续传递更新拓扑RSTP（）是对原有的协议的改进版本在保留的基础功能的同时，大幅提高了网络的收敛速度和RSTP RapidSpanningTreeProtocol STPRSTP STP容错能力通过定义不同的端口角色、优化端口状态转换以及报文传递机制来实现这一目标RSTP的配置RSTP启用RSTP1在交换机全局开启RSTP协议设置参数RSTP2配置交换机的优先级、端口成本等RSTP检查拓扑RSTP3查看生成树状态并诊断问题（快速生成树协议）的配置包括三个主要步骤首先需要在交换机全局启用协议其次需要配置交换机的参数如优先级、RSTP:RSTP;RSTP,端口成本等以优化拓扑结构最后需要定期检查拓扑的状态诊断并解决可能出现的问题,;RSTP,链路聚合技术带宽扩展链路聚合可以将多条物理链路合并为一条逻辑链路，提高总带宽并实现负载平衡故障备份当某条物理链路发生故障时，链路聚合可以自动切换至其他可用链路，实现链路冗余备份优化网络链路聚合可以有效提高网络吞吐量和可用性，优化网络性能链路聚合的工作机制流量分担1链路聚合可将多条物理链路合并为一个逻辑链路实现流量在各,个物理链路之间的动态负载分担故障恢复2当某条物理链路出现故障时流量会自动切换到其他正常的物理,链路上提高了网络的可靠性,带宽扩展3通过将多条低速链路聚合成一条高速链路可以大幅提高网络的,总体带宽链路聚合的配置选择聚合模式根据您的网络拓扑和流量负载选择合适的聚合模式,如静态聚合或动态LACP配置聚合端口在交换机上创建一个逻辑聚合接口,并将物理端口加入到该聚合接口中设置聚合规则配置聚合端口的负载均衡算法,如根据源MAC地址、目标MAC地址或VLANID等方式验证配置检查聚合接口的状态和流量统计,确保各物理端口的流量均衡分布端口安全功能基于地址的端口安全基于端口激活状态的安全对应特定应用的端口控制MAC通过限制某个端口可以连接的地可以配置端口的激活状态仅在需要时针对某些特定应用可以对端口进行精MAC,,址数量从而防止非法地址接入才将端口打开以降低安全风险细化的访问控制提高网络安全性,MAC,,网络端口安全的工作机制端口认证1基于MAC地址或IEEE

802.1X协议的身份认证动态学习2动态学习接入设备的MAC地址地址限制3限制单个端口上可以学习的MAC地址数量状态保护4及时保护学习到的MAC地址信息端口安全通过MAC地址认证和动态学习机制来确保网络连接的安全性交换机首先对接入设备的MAC地址进行认证,确保合法用户连接同时交换机动态学习MAC地址信息,并限制单个端口可学习的地址数量,防止恶意用户攻击一旦学习到MAC地址,交换机会及时保护相关信息,确保网络连接的安全稳定端口安全的配置确定安全端口1根据网络拓扑和安全需求识别需要加强安全防护的关键端口,配置地址限制MAC2设置每个安全端口允许的最大地址数量防止地址欺MAC,MAC骗开启违规动作3设置违规动作当超过地址上限时可以选择阻塞、记录日,MAC,志或发送告警间路由VLAN间路由概念间路由配置间路由优势VLAN VLAN VLAN间路由用于实现不同之间的通配置间路由需要对交换机或路由器的间路由可以提高网络安全性限制不VLAN VLANVLANVLAN,信需要借助三层交换机或路由器等设备完接口进行划分和地址分配并设置同部门或用户之间的访问同时也能够优化,VLAN IP,,成网络层转发路由表或开启动态路由协议网络流量层交换机的工作原理3路由功能1根据IP地址实现数据包转发间通信VLAN2通过路由实现不同之间的互联VLAN访问控制ACL3基于和端口实现精细化流量控制IP TCP/UDP层交换机具有路由功能能根据地址对数据包进行转发同时可以实现不同之间的通信起到连接作用另外还支持基于和3,IP VLAN,IP端口的访问控制对网络流量进行更细粒度的管理TCP/UDP ACL,三层交换机的配置地址配置IP为三层交换机配置有效的IP地址,以便进行远程管理和配置配置VLAN为三层交换机创建逻辑子网VLAN,并设置端口与VLAN的关联路由配置配置三层交换机的路由功能,包括静态路由、动态路由协议等安全策略部署三层交换机的端口安全、访问控制列表等安全功能监控与维护配置三层交换机的SNMP监控、日志记录等维护功能交换机性能优化减少广播域优化缓存配置负载均衡配置优化QoS通过VLAN划分可以有效减少广合理调整交换机缓存大小和队采用链路聚合技术可以提高交合理配置QoS策略可以保证关播域,提高交换机的吞吐量和处列策略,可以提高数据包处理能换机的带宽利用率和可靠性键业务流量的优先传输,提高网理效率力络性能交换机安全防护端口安全接入控制报文过滤限制单个端口可学习的地址数量，防采用认证机制确保只有经过身份验基于规则过滤非法流量，保护网络免受MAC

802.1X ACL止地址冒充和MAC泛洪攻击证的用户才能接入网络攻击和未授权访问交换机管理维护定期备份配置软件升级维护及时备份交换机的配置文件,避免保持交换机操作系统软件的最新意外导致的配置丢失版本,修复漏洞并获得新功能端口管理定期巡检合理规划和管理交换机的各端口定期巡查交换机的工作状态及时,,提高网络的安全性和稳定性发现和解决潜在问题交换机故障分析硬件故障检查软件配置问题定位12检查电源、风扇、接线是否正检查端口状态、转发模式、常，并及时更换故障设备VLAN配置等是否正确无误网络拓扑分析日志信息分析34梳理整个网络拓扑结构找出潜仔细查看设备日志了解故障发,,在的瓶颈和问题点生的前因后果层交换机发展趋势向更高速迈进智能化管理安全性更强更加节能环保随着网络需求不断增加,交换交换机正变得更加智能化,能交换机正集成更多的安全功能,新一代交换机正朝着更加节能机向更高的端口速率发展,以够提供状态监控、故障诊断、如MAC地址绑定、IP-MAC环保的方向发展,采用更加高满足数据传输的需求业界已能耗管理等功能,为网络管理绑定、基于端口的访问控制等,效的供电方式和散热设计,减经开始推出100G以太网交换人员提供更强的可见性和控制以提高网络的安全性少碳排放机力课程总结本课程全面介绍了层交换机的基础知识、工作原理和相关配置管理涵盖了、生成树协议、链路聚合等关键技术为您掌握企业网络交换机管理奠定VLAN,了坚实基础通过学习您将能够独立设计、配置和维护企业局域网络环境,。