交换机基本原理与VRP基础及操作

交换机基本原理与VRP基础及操作

一、数据链路层

1、数据链路层的位置

位于网络层与物理层之间，通过数据链路层协议传输数据帧。

2、数据链路层的功能

（1）数据链路的建立、维护与拆除

（2）帧包装、帧传输、帧同步

（3）帧的差错恢复

（4）流量控制

二、以太网（Ethernet）

1、以太网的概念

以太网是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术，运行的协议在数据链路层（TCP/IP协议的底层协议）。

2、MAC地址（Media Access Control Address）

（1）MAC地址的概念

MAC地址，英语直译为媒体存取控制位址，也称为局域网地址（LAN Address），MAC位址，以太网地址（Ethernet Address）或物理地址（Physical Address），它是一个用来确认网络设备位置的位址。在OSI模型中，第三层网络层负责IP地址，第二层数据链路层则负责MAC位址。MAC地址用于在网络中唯一标示一个网卡，一台设备若有一或多个网卡，则每个网卡都需要并会有一个唯一的MAC地址。

（2）MAC地址的表示方式

MAC地址的长度为48位(6个字节)，通常表示为12个16进制数，如：00-16-EA-AE-3C-40就是一个MAC地址，其中前3个字节，16进制数00-16-EA代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE(电气与电子工程师协会)分配，而后3个字节，16进制数AE-3C-40代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。只要不更改自己的MAC地址，MAC地址在世界是唯一的。形象地说，MAC地址就如同身份证上的身份证号码，具有唯一性。

3、以太网帧格式

前导码	帧起始定界符	目的地址	源地址	类型	数据	帧校验序列
7字节	1字节	6字节	6字节	2字节	46-1500字节	4字节

物理层封装：前导码---帧校验序列

数据链路层封装：目的地址---帧校验序列

三、交换机（Switch）

交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。

交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照IP地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的减少冲突域。

1、交换机的转发原理

①初始状态

②学习源MAC地址帧

③广播未知的数据帧

④转发目标MAC地址帧

⑤交换机实现单播通信

2、交换机的工作模式

①单工

两个数据站之间只能沿单一方向传输数据

②半双工

两个数据站之间可以双向数据传输，但不能同时进行

③全双工

两个数据站之间可双向且同事进行数据传输

3、交换机以太网接口速率

①接口连接时进行协商

②协商失败则无法正常通信

4、交换机调配

（1）Console线

对网络设备进行初始化配置，或者设备无法通过网络访问时通常会使用Console口进行设备配置。在使用Console口连接配置设备时需要使用专用的设备配置线。

（2）终端软件SecureCRT

Secure CRT是一款SSH客户端软件，为Windows、Mac和Linux提供了终端模拟，通过先进的会话管理和一系列节省时间和简化重复性任务的方法来提高生产力，可进行远程访问、文件传输和数据隧道。

在配置交换机时，我们可通过console线与交换机连通后使用终端软件进行配置操作，打开程序后如下图设置进入交换机管理界面。

（3）其他管理方式

除了通过Console线进行串口管理以外，部分交换机可支持web管理和软件管理。

在交换机初始设置的时候，往往得通过带外管理；在设定好IP地址之后，就可以使用带内管理方式了。带内管理因为管理数据是通过公共使用的局域网传递的，可以实现远程管理，然而安全性不强。带外管理是通过串口通信的，数据只在交换机和管理用机之间传递，因此安全性很强；然而由于串口电缆长度的限制，不能实现远程管理。所以采用哪种方式得看你对安全性和可管理性的要求了。

四、华为网络操作系统（VRP，Versatile Routing Platform）

1、VRP

（1）VRP概述

VRP (Versatile Routing Platform)即通用路由平台，是华为在通信领域多年的研究经验结晶，是华为所有基于IP/ATM构架的数据通信产品操作系统平台。运行VRP操作系统的华为产品包括路由器、局域网交换机、ATM交换机、拨号访问服务器、IP电话网关、电信级综合业务接入平台、智能业务选择网关，以及专用硬件防火墙等。核心交换平台基于IP或ATM。

（2）VRP功能

①实现统一的用户界面和管理界面

包括统一的实时操作系统内核、IP软转发引擎、路由处理和配置管理平面

②实现控制平面功能，并定义转发平面接口规范，实现各产品转发平面与VRP控制平面之间的交互

③实现网络接口层，屏蔽各产品链路层对于网络层的差异

2、eNSP(Enterprise Network Simulation Platform)

(1)eNSP概述

eNSP是一款由华为提供的免费的、可扩展的、图形化操作的网络仿真工具平台，主要对企业网络路由器、交换机进行软件仿真，完美呈现真实设备实景，支持大型网络模拟，让广大用户有机会在没有真实设备的情况下能够模拟演练，学习网络技术。

（2）eNSP的主要特点

①图形化操作

②高仿真度

③可与真实设备对接

④分布式部署

（3）eNSP用SecureCRT链接

●双击打开某台设备有【视图】和【配置】，打开【配置】---窗口配置：串口号：2000 ###这个是端口号

●打开SecureCRT 点击【链接】---【Protocol】Telnet----【Hostname】127.0.0.1----【Prot】2000

●当前终端被打开---断开【disconnect】----会话【session options】-----强制每次一个字符模式【Force charater at atime mode】---保存【OK】

●右击当前终端---链接【reconnect】

3、华为配置命令

（1）系统命令

用户视图进入系统视图[Huawei]:system-view

系统视图[Huawei]退回用户视图：quit

任意非用户视图返回到用户视图：return或快捷键<Ctrl+Z>

虚拟终端视图：user-interface vty 0

接口视图：interface serial 0

ACL视图：acl 2000

vlan视图：vlan 1

ospf视图：ospf

用户账户视图：aaa

（2）其他常用命令

历史命令查询：display history-command

配置主机名称：sysname 1

查看版本信息：isplay version

查看用户终端信息：display users

查看当前视图下的配置信息：dis this

查看设备当前配置的信息：display current-configuration

查看设备保存的信息：display saved-configuration

擦除存储设备中的配置信息：reset saved-configuration

比较当前配置信息与存储设备中保存文件的一致性：compare configuration

查看当前mac地址缓存表：dis mac-address

清除mac地址表：reset arp all

关闭速率自动协商：undo negotiation auto

调整速率：speed 100

调整全双工模式：duplex full