【正文】 第 2章 交換機與路由器 本章學習交換機與路由器等網(wǎng)絡設備的連接和配置技術 ， 重點討論交換機與路由器配置的基本方法 ， 通過相關實踐項目的訓練 ， 來掌握交換機與路由器的連接和配置方法 。 內(nèi)容簡介 網(wǎng)絡互聯(lián)設備概述 交換機 1. 交換機的概念 對于以太網(wǎng)來說，當連接在集線器中的一個結點發(fā)送數(shù)據(jù)時，它將用廣播方式將數(shù)據(jù)傳送到集線器的每個端口。因此，以太網(wǎng)的每個時間片內(nèi)只允許有一個結點占用公用通信信道。 交換式局域網(wǎng)通過交換機支持端口結點之間的多個并發(fā)連接，實現(xiàn)多結點之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸。因此，交換式局域網(wǎng)可以增加網(wǎng)絡帶寬，改善局域網(wǎng)的性能與服務質量。 網(wǎng)絡互聯(lián)設備概述 以太網(wǎng)交換機可以有多個端口，每個端口可以單獨與一個結點連接，也可以與一個以太網(wǎng)集線器連接。例如，如果一個 10 Mbps端口只連接一個結點，這個結點就可以獨占 10 Mbps的帶寬，這類端口通常被稱為專用端口；如果一個 10 Mbps端口連接一個以太網(wǎng)，那么這個端口將被以太網(wǎng)中的多個結點所共享，這類端口就被稱為共享端口。 交換機的端口類型也可以分為兩類：半雙工端口與全雙工端口。對于 10 Mbps的端口，半雙工端口帶寬為 10 Mbps，而全雙工端口帶寬為 20 Mbps；對于 100 Mbps的端口，半雙工端口帶寬為 100 Mbps，而全雙工端口帶寬為 200 Mbps。 所謂全雙工端口，是指該端口允許連接的計算機同時發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。 傳統(tǒng)的局域網(wǎng)只能工作在半雙工狀態(tài)，因為在總線結構中采用 CSMA/CD介質訪問控制方法，連網(wǎng)的計算機要么處于發(fā)送狀態(tài)，要么處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，二者只能居其一。如果一臺計算機選用了全雙工網(wǎng)卡，并且連接到支持全雙工工作的交換機端口，那么這臺計算機就能夠同時發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。在網(wǎng)絡結構與網(wǎng)絡連線不變的情況，采用全雙工工作方式，可以使網(wǎng)絡結點的數(shù)據(jù)吞吐量增大一倍。 2. 交換機的分類 ⑴ 簡單的 10 Mbps局域網(wǎng)交換機 簡單的 10 Mbps局域網(wǎng)交換機只能提供固定數(shù)量的端口，用來連接專用的 10 Mbps以太網(wǎng)結點或 10 Mbps以太網(wǎng)集線器。 網(wǎng)絡互聯(lián)設備概述 網(wǎng)絡互聯(lián)設備概述 ⑵ 10/100 Mbps自適應的交換機 10/100 Mbps自適應的交換機采用自動檢測技術，可以自動檢測端口連接設備的傳輸速率與工作方式，并自動做出調整，保證 10 Mbps與 100 Mbps結點工作在同一網(wǎng)絡中。 ⑶ 大型局域網(wǎng)交換機 大型局域網(wǎng)交換機是一種箱式結構，在機箱中可以靈活地插入各種模塊，如 10 Mbps以太網(wǎng)模塊、快速以太網(wǎng)模塊、千兆以太網(wǎng)模塊、路由器模塊、網(wǎng)橋模塊、中繼器模塊、 ATM模塊以及 FDDI模塊，通過它構成局域網(wǎng)的主干網(wǎng)。 3. 交換機網(wǎng)絡操作系統(tǒng) 交換機的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)軟件存儲在交換機的 ROM或 Flash ROM中。使用交換機網(wǎng)絡操作系統(tǒng)提供的命令或圖形界面，就可對交換機進行配置和管理。 網(wǎng)絡互聯(lián)設備概述 1. 路由器的概念 如果要將兩個局域網(wǎng)連起來，中間需要有一個網(wǎng)橋。網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，根據(jù) MAC地址來轉發(fā)幀，可以看作一個“低層的路由器”。路由器是一種連接多個網(wǎng)絡或網(wǎng)段的網(wǎng)絡設備，它能將不同網(wǎng)絡或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進行“翻譯”，以使它們能夠相互“讀”懂對方的數(shù)據(jù)，從而構成一個更大的網(wǎng)絡。路由器工作在網(wǎng)絡層，根據(jù)網(wǎng)絡地址如 IP地址進行轉發(fā)。 網(wǎng)絡互聯(lián)設備概述 實現(xiàn)局域網(wǎng)的遠程連接或連接 Inter，通常使用路由器。與交換機的一樣，專用路由器的系統(tǒng)軟件是存儲在 ROM或Flash ROM中的，也常稱之為路由器的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。有的公司如 Cisco，其交換機和路由器的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)軟件是基本相同的，并大都使用命令行界面進行人機交互。 2. 路由器的作用 ⑴ 連通不同的網(wǎng)絡 從過濾網(wǎng)絡流量的角度來看，路由器的作用與交換機和網(wǎng)橋非常相似。但是與工作在網(wǎng)絡物理層，從物理上劃分網(wǎng)段的交換機不同，路由器使用專門的軟件協(xié)議從邏輯上對整個網(wǎng)絡進行劃分。 網(wǎng)絡互聯(lián)設備概述 ⑵ 選擇信息傳送的線路 路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關鍵所在。 為了完成這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數(shù)據(jù) 路徑表 (Routing Table)，供路由選擇時使用。路徑表中保存著子網(wǎng)的標志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改，可以由路由器自動調整，也可以由主機控制。 網(wǎng)絡互聯(lián)設備概述 ① 靜態(tài)路徑表 由系統(tǒng)管理員事先設置好固定的路徑表稱之為靜態(tài) (static)路徑表，一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡的配置情況預先設定的，它不會隨未來網(wǎng)絡結構的改變而改變。 ② 動態(tài)路徑表 動態(tài) (Dynamic)路徑表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行情況而自動調整的路徑表。 路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議 (Routing Protocol)提供的功能 ，自動學習和記憶網(wǎng)絡運行情況 ， 在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂?。 交換機 /路由器的內(nèi)部構成及啟動過程 1. 內(nèi)部構成 ⑴ CPU，即交換機或路由器的中央處理器。 ⑵ RAM/DRAM，即交換機或路由器的主存儲器，用來存儲運行配置。 ⑶ NVRAM，即非易失性 RAM，用來存儲備份配置文件等。 ⑷ Flash ROM，用來存儲系統(tǒng)軟件映像，啟動配置文件等。 ⑸ ROM，只讀存儲器，用來存儲開機診斷程序、引導程序和操作系統(tǒng)軟件。 ⑹ 接口電路，外觀可見的如交換機、路由器的各種端口的內(nèi)部電路。 交換機 /路由器的內(nèi)部構成及啟動過程 2. 交換機和路由器的啟動 以實達產(chǎn)品為例，其操作系統(tǒng)軟件在 ROM， Flash ROM和TFTP服務器均有保存。 啟動過程： 設備上電，在 ROM中診斷程序的控制下，系統(tǒng)執(zhí)行自檢。 裝載 ROM中的引導程序，引導其他指令裝入 RAM。 定位操作系統(tǒng)軟件的位置 (通常由 NVRAM中的啟動配置文件規(guī)定找尋的順序 )。 裝載操作系統(tǒng)映像文件至 RAM。 把 NVRAM中存儲的配置文件載入 RAM。如果 NVRAM中沒有有效的配置文件 (如系統(tǒng)第一次上電時 )，系統(tǒng)就會執(zhí)行一個初始配置模式，以對話框的形式提供基本配置向導。 交換機的連接與配置 交換機本身不帶輸入輸出設備 (如鍵盤、顯示器 )，只有通過終端設備或普通的計算機來實現(xiàn)對其網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的訪問，從而對其配置和管理。 STARS2024系列交換機 1. STARS2024系列交換機介紹 實達 STARS2024系列交換機包括 STARS2024M和STARS2024兩種型號的交換機，可以將一臺 STARS2024M主交換機和最多三臺 STARS2024從交換機堆疊在一起使用。 STARS2024M交換機前面板提供 24個高性能的10/100Mbps自適應的 RJ45端口（ 24個固定的 10/100Mbps自適應的 UTP端口，其中第一個和第二個端口可以用來與百兆光纖模塊共用）和一個 100M光纖模塊擴展插槽，對100BASETX和 10BASET端口來說，每個端口支持 MDIII/MDIX自動識別反轉功能。 STARS2024M交換機后面板提供 5個擴展插槽，其中兩個擴展插槽可以用來擴展千兆模塊，每個千兆擴展插槽可以擴展一個 1口的千兆模塊；另外3個擴展插槽可以用來擴展堆疊模塊，每個堆疊擴展口可以實現(xiàn)堆疊主機與 1臺堆疊從機的堆疊，每臺堆疊主機最多可以與 3臺堆疊從機堆疊；堆疊主機內(nèi)置管理模塊。 STARS2024M后面板 5個擴展插槽中的任意一個可以插入一塊三層交換模塊，提供路由功能。 交換機的連接與配置 堆疊主機 STARS2024M前面板 交換機的連接與配置 堆疊從機 STARS2024前面板圖 2. STARS2024系列交換機的相關模塊 STARS2024M和 STARS2024為用戶提供了可選擇的幾種模塊 ， 分別為：百兆光纖模塊 M1901F、 M1902F、 M1901FS、 M1901FS 、 M1902FS ， 千 兆 光 纖 模 塊 M2021S(L) 、M2021T， 堆疊模塊 M2031和三層交換模塊 M2040等 。 M1901F模塊提供 1個 SC型多模光纖接口 ， 如圖 23所示 。 M1901FS模塊提供 1個 SC型單模光纖接口 。 M1902FS模塊提供 2個 SC型單模光纖接口 。 M1902F模塊提供 2個 SC型多模光纖接口 ， 如圖 24所示 。 M2021S(L)模塊提供 SC型光纖接口，如圖 25所示。 M2021T模塊提供 1個口的 10/100/1000Mbps自適應 RJ45接口 ， 支持 MDIII/MDIx自動識別反轉 ， 如圖 26所示 。 交換機的連接與配置 圖 23 STARM1901F 圖 24 STARM1902F 交換機的連接與配置 圖 25 STARM2021S 圖 26 STARM2021T M2031模塊提供 1個堆疊 LVDS接口 ， 如圖 27所示 ， 可以通過堆疊電纜將兩個堆疊模塊連接起來 ， 提供從機與主機的堆疊 。 M2040模塊為 STARS2024M提供路由功能 ， 如圖 28所示 。 可以插入 STARS2024M后面板 5個擴展插槽中的任意一個 。 圖 27 STARM2031 圖 28 M2040模塊前面板 交換機的連接與配置 圖 29 通過串口配置交換機 交換機的連接與配置 3. 通過控制臺端口管理 S2024M交換機 S2024M交換機的前面板上提供了用于管理的 RS232串口 (console口 )， 我們可以使用實達提供的console線纜將其與 PC的串口相連 。 ⑴ 建立配置環(huán)境 按照圖 29 的 拓 撲 將 已 安 裝Windows 2022的計算機用線纜與交換機的 Console口連接起來 。 圖 210 新建一個超級終端連接 圖 211 新建連接使用的接口 交換機的連接與配置 ⑵ 運行和設置超級終端 單擊 “ 開始 ” ， 指向 “ 程序 ” ， 指向 “ 附件 ” ， 指向 “ 通訊 ” ， 然后單擊 “ 超級終端 ” ， 彈出 “ HyperTerminal”對話框 。 雙擊 “ Hypertrm”圖標 ，彈出如圖 210所示的對話框 。 給連接選取圖標 、 取名后按 “ 確定 ” 按鈕 ，出現(xiàn)如圖 211所示的對話框 ， 根據(jù)實際所用的計算機串口號選擇 “ 連接時使用 ” 的設備 。 圖 212 端口參數(shù)設置 設置終端通訊參數(shù)為波特率 9600BPS、 8位數(shù)據(jù)位 、 1位停止位 、 無校驗和無流控 ， 如圖 212所示 。 交換機的連接與配置 交換機的連接與配置 在交換機的登錄界面上 ， Login的提示下輸入用戶名 ， 按回車鍵后再輸入密碼 ， 默認情況下 ， 用戶名和密碼都為 supervisor， 這是實達 2024交換機出廠設置 。 輸入正確的用戶名和密碼后 ，就可以進入的交換機配置菜單界面 。如果用戶名字和密碼輸入不正確 ， 系統(tǒng)提示用戶繼續(xù)登錄 。 當用戶名與密碼不匹配的次數(shù)超過三次 ， 將被中斷連接 。 ⑶ 超級終端界面 開啟交換機電源開關給交換機上電 ， 之后 。 我們就可以通過超級終端界面對交換機進行一些簡單的配置和管理 ， 如圖 213所示 。 圖 213 超級終端界面 交換機的連接與配置 STARS2024M交換機配置主菜單 使用正確的用戶名與密碼成功地登錄以后 ， 就進入管理界面的的配置主菜單 ， 實達 S2024M管理界面支持中文與英文兩種語言 ， 二者具體的界面與操作方式是一致的 ， 差異只在于文字描述使用的語言不同 ， 且管理界面隨用戶所具有的管理權限的不同而有一定區(qū)別 ， 因此下面以具有Supervisor權限的用戶登錄交換機的中文界面為例進行說明 。 ================STARS2024 (超級管理員 ) =================== ====================================== *(S) 系統(tǒng) *(N) 網(wǎng)絡 *(P) 端口 *(V) Port VLAN *(T) Trunk *(A) AAA服務 *(E) 安全 *(O) 優(yōu)先級設置