《思科以太网》课件

思科以太网思科以太网是网络行业的重要组成部分思科公司在以太网技术方面拥有广泛的专业知识和经验，并在各种网络设备中提供以太网解决方案以太网简介高速数据传输网络连接标准化协议以太网是现代计算机网络中常用的数据传输以太网通过物理线缆连接设备，例如电脑、以太网采用统一的标准，确保不同厂商的设协议，广泛应用于各种场景，从家庭网络到服务器和路由器，实现数据共享和通信备能够互连互通，方便网络构建和管理大型企业数据中心以太网标准演进早期标准早期以太网标准包括10BASE

5、10BASE2和10BASE-T，支持10Mbps传输速率，应用于小型局域网快速以太网快速以太网标准出现于1995年，支持100Mbps传输速率，极大提升网络性能和效率千兆以太网千兆以太网标准支持1Gbps传输速率，广泛应用于企业网络、数据中心和高性能计算万兆以太网万兆以太网标准支持10Gbps传输速率，为高带宽应用提供更高速的网络连接更高速率标准近年来，以太网标准不断发展，包括40Gbps、100Gbps和400Gbps等更高速率标准，满足不断增长的网络带宽需求以太网帧格式帧头数据部分包含目的MAC地址、源MAC地址包含实际要传输的数据，长度可、类型字段等信息，用于标识数变，通常包含IP数据报文据包的发送者和接收者帧尾包含帧校验序列（FCS），用于检测数据传输过程中出现的错误以太网分类按传输介质分类按传输速率分类

11.

22.包括双绞线以太网、同轴电缆例如，10BASE-T、以太网和光纤以太网等100BASE-TX、1000BASE-T、10GBASE-T等按网络类型分类按网络协议分类

33.

44.包括局域网、城域网、广域网主要包括IEEE

802.3标准和以和无线局域网等太网交换机技术等以太网拓扑结构以太网拓扑结构描述网络中设备的连接方式常见拓扑结构包括总线型、星型、环型和树型总线型结构中所有设备共享一条总线，优点是成本低，缺点是可靠性差星型结构中所有设备都连接到一个中心设备，优点是易于管理和维护，缺点是中心设备故障会导致整个网络瘫痪环型结构中所有设备连接成一个闭环，优点是可靠性高，缺点是数据传输效率较低树型结构是一种层次化的结构，将多个星型结构连接起来，优点是可扩展性强，缺点是复杂度较高以太网链路层访问控制链路层访问控制地址过滤MAC以太网链路层访问控制主要指MAC地址控制，用于限制网络访问MAC地址过滤是一种常见的链路层访问控制方法，通过配置网络权限设备的MAC地址表来限制网络访问MAC地址是网络设备的唯一标识，可以用于控制哪些设备可以访可以添加允许访问网络的MAC地址，也可以禁止特定MAC地址访问网络问网络以太网媒体访问控制媒体访问控制协调数据传输网络效率管理多个设备共享同一传输媒体，避免冲突确保数据包在网络中顺利传输，防止数据碰提高网络利用率，优化数据传输效率撞协议CSMA/CD载波侦听1发送前侦听网络信道，确保信道空闲冲突检测2数据传输过程中，持续监测信道，发现冲突立即停止发送指数退避3发生冲突后，随机等待时间后再次尝试发送以太网交换机工作原理接收数据帧1交换机接收来自网络设备的数据帧解析地址MAC2交换机解析数据帧中的源MAC地址和目标MAC地址查找地址表MAC3交换机在MAC地址表中查找目标MAC地址的对应端口转发数据帧4交换机将数据帧转发到目标端口，连接到目标设备以太网交换机使用MAC地址表来学习网络中设备的MAC地址，并根据目标MAC地址将数据帧转发到正确的端口交换机仅将数据帧转发到目标端口，而不是广播到所有端口，从而提高网络效率以太网交换机转发过程目的MAC地址查询1交换机在帧头查找目的MAC地址，并将此地址与交换机内部的MAC地址表进行匹配转发决策2如果MAC地址匹配，交换机则将帧直接转发到相应的端口，否则将帧广播到所有端口MAC地址学习3当交换机接收到一个帧时，会将源MAC地址和相应的端口信息记录到MAC地址表中帧转发4交换机根据转发决策，将帧转发到目标端口，同时更新MAC地址表以太网交换机根据目的MAC地址和MAC地址表，将数据帧转发到正确的端口当交换机收到数据帧时，会将源MAC地址和端口信息学习到MAC地址表中虚拟局域网概述虚拟局域网VLAN是一种将物理网络划分为多个逻辑网络的技术VLAN允许将设备分组到不同的广播域中，即使它们位于同一个物理网络上VLAN通过使用VLAN ID来识别不同的广播域每个VLAN都分配一个唯一的ID，并使用这个ID来标识属于该VLAN的设备的优势VLAN提高网络安全性简化网络管理VLAN可以将网络划分为多个独立的广播域，有效地隔离不同部门或用户组之间的流量，提高安全性通过VLAN，管理员可以更轻松地管理和控制网络资源，比如限制用户访问特定网络区域，优化网络性能的分类VLAN基于端口的基于地址的基于协议的VLAN MAC VLAN VLAN将端口分配到不同的VLAN，同一VLAN内根据设备的MAC地址来划分VLAN，具有根据网络协议类型来划分VLAN，例如将所的设备可以互相通信，而不同VLAN内的设相同MAC地址前缀的设备可以被分配到同有使用TCP协议的设备分配到同一个VLAN备则不能直接通信一个VLAN，而将所有使用UDP协议的设备分配到另一个VLAN基于端口的VLAN端口隔离配置便捷12端口VLAN将物理端口分配给通过配置交换机端口所属特定的VLAN，实现端口间通VLAN，轻松划分网络，简化信隔离管理灵活控制3可将不同部门、组或应用分配到不同的VLAN，提高安全性基于地址的MACVLAN基于地址划分灵活配置MACVLAN可以根据设备的MAC地址基于MAC地址的VLAN配置灵活进行划分，将具有相同MAC地址，可以根据需要动态添加或删除的设备分配到同一个VLAN中VLAN成员安全性提升管理便捷通过限制MAC地址访问，可以有基于MAC地址的VLAN配置简单效地提高网络安全性，防止非法，易于管理，可以简化网络管理用户访问网络资源工作基于协议的VLAN协议识别通过识别网络数据包中的协议类型，将具有相同协议的设备划分到同一个VLAN安全增强限制特定协议访问网络资源，增强网络安全性，提高网络可靠性应用场景例如，将使用VoIP电话的设备划分到一个VLAN，提高语音通信质量中继链路和修改VLAN中继链路1中继链路连接不同的VLAN，用于在VLAN之间传输数据修改VLAN2VLAN配置可以通过添加、删除或修改端口成员来更改安全策略3VLAN修改有助于实现更细粒度的网络安全策略，提高网络安全性生成树协议原理避免环路1防止广播风暴选择最佳路径2确保数据传输效率维护网络稳定3防止网络瘫痪生成树协议通过阻塞冗余链路来防止网络环路，并选择最佳路径进行数据传输生成树协议工作过程根桥选举每个交换机启动时，会选举一个根桥，用于协调网络拓扑结构，确保网络环路不会造成广播风暴路径成本计算每个交换机计算到根桥的路径成本，并根据成本选择最优路径阻塞端口选择每个交换机根据路径成本选择阻塞端口，将阻塞端口上的链路暂时禁用，防止环路形成拓扑变化检测生成树协议会持续监测网络拓扑变化，并根据变化调整阻塞端口，确保网络稳定运行生成树协议配置配置步骤配置命令配置示例配置生成树协议需要先启用该协议，并指定使用命令行界面或图形界面配置生成树协议根据实际网络环境和需求配置生成树协议参根桥、优先级和端口优先级等参数，例如使用“spanning-tree mode”命令设数，例如设置端口成本、启用BPDU保护置生成树协议模式等汇聚链路技术提高带宽增强可靠性12将多个物理链路捆绑在一起，即使部分链路故障，其他链路形成一条逻辑链路，从而增加仍可继续传输数据，提高网络网络带宽的容错能力简化管理3将多个物理链路视为单个逻辑链路，简化网络设备的配置和管理链路聚合协议冗余和负载均衡链路聚合协议通过将多个物理接口捆绑在一起，形成一个逻辑接口，以增强网络的可靠性和性能，提高带宽利用率链路聚合协议常见的协议包括静态链路聚合协议（Static LAG）和动态链路聚合协议（Dynamic LAG），例如IEEE

802.3ad（LACP）协议提高网络性能通过负载均衡，链路聚合可以将数据流分配到不同的链路，提高网络的吞吐量，减少网络延迟链路聚合配置链路聚合配置是在网络设备上配置多个物理端口捆绑成一个逻辑端口，实现链路冗余和带宽聚合，增强网络可靠性和性能端口配置1配置链路聚合组并指定参与聚合的物理端口协议配置2配置链路聚合协议，例如LACP或PAgP模式配置3配置链路聚合模式，例如静态或动态模式参数配置4配置链路聚合组的名称、优先级和负载均衡算法等参数配置完成后，设备会自动检测并协商链路聚合，实现端口捆绑和冗余链路功能以太网故障诊断网络连接问题网络设备故障无法连接到网络，或连接速度慢检查网络线缆，网卡驱动，路由交换机，路由器等设备故障，导致网络无法正常工作检查设备指器设置示灯，重启设备，联系厂商技术支持网络安全威胁网络配置问题病毒，恶意软件，网络攻击等威胁，影响网络正常运行安装防病错误的网络配置，如IP地址冲突，子网掩码不匹配，导致网络无法毒软件，更新系统补丁，设置安全策略正常连接检查网络配置，确保配置正确常见以太网故障及解决链路故障数据传输错误网络安全威胁性能下降链路故障会导致网络无法正常数据传输错误会导致数据丢失网络安全威胁会导致数据泄露性能下降会导致网络速度变慢连接常见原因包括线缆损坏或损坏常见原因包括网络拥或网络攻击常见原因包括病常见原因包括网络拥塞、设、端口配置错误、设备故障等塞、设备故障、协议不匹配等毒入侵、黑客攻击、配置漏洞备故障、配置错误等解决方解决方案包括更换线缆、检解决方案包括调整网络带宽等解决方案包括安装防病毒案包括调整网络带宽、升级设查端口配置、重启设备等、更换设备、检查协议配置等软件、配置防火墙、定期更新备、优化网络配置等系统漏洞等以太网安全防护安全隔离技术安全认证技术漏洞扫描与修复使用防火墙、入侵检测系统等安全设备，将采用身份验证、访问控制等技术，确保只有定期对网络设备进行漏洞扫描，及时发现和网络划分成不同的安全区域，阻止恶意攻击授权用户才能访问网络资源，防止未经授权修复安全漏洞，降低网络安全风险者访问敏感数据访问和数据泄露安全隔离技术防火墙网络分段防火墙是网络安全的重要组成部分，可以阻止将网络划分为多个独立的网络，降低安全风险来自外部网络的恶意访问，保护内部网络的安，防止攻击扩散到整个网络全虚拟专用网络入侵检测系统通过加密技术，构建安全的连接，实现远程访监控网络流量，检测异常活动，并向管理员发问和数据传输出警报安全认证技术端口安全认证

802.1X端口安全通过限制每个端口可学

802.1X认证通过验证用户身份，习的MAC地址数量，防止攻击者确保只有授权用户才能访问网络伪造MAC地址访问网络资源认证认证TACACS+RADIUSTACACS+认证提供集中身份验证RADIUS认证提供远程身份验证和和授权，提升网络安全管理效率授权，方便管理分布式网络结束语以太网技术发展迅速，未来将继续朝着更高带宽、更低延迟、更安全的方向发展学习以太网技术，掌握其原理和配置方法，对于网络工程师而言至关重要。