【CCNA】什么是交换机?

概要

本教程包含交换机、集线器的概念以及如何安装Cisco Packet Tracer8.0,如何使用我们的工程文件进行实验分析。

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上期我们开始正式带大家了解网络

今天我们主要向大家介绍的是交换机,它的工作原理以及为什么我们摒弃了智障的集线器,同时我们还会提到无线接入点等概念。

视频讲解

图文讲解

Cisco官方给出的交换机概念如下:

交换机是所有网络的关键构成要素。交换机用于连接楼宇或园区内同一网络中的多种设备,例如计算机、无线接入点、打印机和服务器。通过交换机,互联设备能够共享信息并相互通信。

我们这里在视频中也可以看到交换机的样子

图片[1]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog
图中的为8个端口的交换机

当然,还有更大个的

图片[2]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog
图中的是48个端口的交换机

接下来我们将通过cisco packet tracer软件带大家进一步分析整个过程

图片[3]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

Cisco packet tracer8.0安装教程

解压缩文件后,运行PacketTracer800_Build212_64bit_setup-signed.exe

图片[4]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

选择I accept the agreement,点击Next>

图片[5]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后,我们这里使用默认安装路径(你也可以自定义,后面安装补丁时需要进入相应的路径)

图片[6]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog
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图片[8]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

点击Install开始安装

图片[9]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

我们这里安装完成,不默认启动程序,去掉Launch Cisco Packet Tracer

图片[10]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后进入刚才我们的安装路径下的bin目录

我这里是C:\Program Files\Cisco Packet Tracer 8.0\bin

我们将Patch.exe文件复制到上面的路径中

图片[11]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

点击继续

图片[12]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

运行Patch.exe文件,点击PATCH进行破解

图片[13]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

这里可以看到已经破解完成了

图片[14]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后就可以无限制的免费玩耍了(学习网络设备)

运行项目文件

下载之后,双击运行就可以打开了

图片[15]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

打开之后要向右侧移动一下就可以看到整个我们画好的网络设备图了

图片[16]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后我们就可以按照视频的方法进行分析了,先右下角的Simulation

图片[17]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后单击哈利波特的头像

图片[18]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后点击Command Prompt

图片[19]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后我们将通过命令终端来给隔壁的劳恩(Ron)发个消息,也就是Ping他一下。

为什么集线器很笨?

接下来通过模拟的过程,你就会明白了!

我们在刚才打开的Command Prompt中,输入

ping 10.1.2.3
图片[20]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后我们会发现在哈利波特头上多了一个像信封一样的标志

图片[21]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后我们一步一步进行模拟,点击前进按钮

图片[22]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

我们可以看到这个信先是发送到了集线器

图片[23]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

继续下一步

图片[24]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

接下来的一幕,你就明白为什么集线器很笨了,你会发现集线器会把哈利波特的信,传给赫敏(Hermione)和马尔福(Malfoy)

图片[25]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后下一步,劳恩(Ron)表示自己收到信了,发送回集线器

图片[26]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后集线器又给其他三人发了一遍,劳恩(Ron)收到信了

图片[27]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog
图片[28]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

这样看来,这个集线器是不是做了没必要的事情!因此看起来有些傻,它是一种非智能的网络设备,每个人发出的信息它都会进行广播,自行认领,因此秘密的消息如果通过这种方式发送就会造成泄密。

交换机

交换机可以解决上面的问题,我们尝试一下左侧的实验,步骤几乎一致。

但是中间现在已经更换为交换机(switch)了,而不是集线器(hub)了

图片[29]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

这里我们让Mark来Ping一下Johnny

ping 10.1.1.3
图片[30]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后下一步

图片[31]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

信息发送到交换机上

图片[32]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

我们可以看到交换机直接将内容传递给了10.1.1.3的Johnny

图片[33]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后Johnny回信给交换机

图片[34]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

最终Mark收到了Johnny的回信

图片[35]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog
图片[36]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

这里发现交换机还是很智能的哦!因此这也是为什么集线器逐渐被淘汰了,在这里,我们还要注意到一点,我们这里是通过ping来发送的数据包,在图中我们可以看到10.1.1.3是第三层地址(L3 Address)

图片[37]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

交换机它能看得懂10.1.1.3吗?我们可以从数据流中分析。我们在右侧的模拟面板中,随便点击一个

图片[38]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后看一下详情,我们会发现,交换机真正只能识别到第二层,也就是mac地址。它并不知道我们说的IP地址(第三层)到底是个什么东西,它只知道Mark的mac地址是00E0.B059.0A97,Johhny的mac地址为00D0.9752.8936

通过这种方式传输的数据包

图片[39]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

你学到的第一个Cisco命令

接下来,你将会学到第一个Cisco命令,我们打开交换机

图片[40]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

切换到Cli界面

图片[41]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后按下回车,输入

enable
图片[42]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

输入成功之后你会发现,>会变成#

然后,我们开始第一个命令(刚才的不算,手动滑稽)

show mac-address-table

然后你就可以看到,mac地址表里有了刚才交互的地址,通过ping我们获得了下面的地址

图片[43]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

如果你没有ping的话,则表里内容会是空的

图片[44]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

这么看来,交换机还有学习的功能,会记录ping了之后的每个设备的mac地址,是不是还挺牛的?

看完上面的两个实验,我们这里做一个总结:

集线器和交换机的区别

对于集线器而言,信号将沿其端口进行传输,并广播到其他端口,正因如此容易产生广播风暴,当网络规模较大时其性能会受到影响

而交换机只有发出请求的端口目的端口之间才会相互响应,并不会影响到其他端口,因此交换机能够在一定程度上有效抑制广播风暴的产生。

交换机可以识别到第几层?

这里我们刚才详细讲解过了,只能识别到mac地址,也就是第二层!(集线器也是只能识别到第二层)

IP地址是识别不到的哦!

无线网接入点为什么也有点笨?

接下来,我们可以看到第三个实验,在最下方

画圈是无线网接入点

图片[45]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

我们用电线,将其连接到交换机上

首先,我们先到软件里找像闪电一样的图标,那个就是电线

图片[46]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后连上,依次点击起点和终点就连上了

图片[47]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

我们这里假设想让Mark来ping一下TabletPC-PT Tablet PC0这台机器,我们先给它设置好一个静态的IP地址

图片[48]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

点击IP Configuration

图片[49]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

我们随便设置,这里比如设置成10.1.1.11

图片[50]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后我们让Mark来Ping一下10.1.1.11

记得打开模拟(simulation)模式

图片[51]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog
图片[52]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后输入

ping 10.1.1.11

点击下一步(你也可以点击播放,播放的话是完整的,点击画圈的内容我们可以一步一步来分析,是不是像极了debug时候的你)

图片[53]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

数据包先到交换机

图片[54]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

从交换机到无线接入点

图片[55]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

然后让人大无语的事情又发生了

图片[56]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

数据包又是广播出去的,PC0PC1PC2都收到了

所以说无线接入点有些笨,是不是像极了前面讲的集线器的操作

图片[57]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

最终再通过PC0返回给无线接入点、交换机、返回给Mark

图片[58]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog
图片[59]-【CCNA】什么是交换机?-FancyPig's blog

不过现在Wifi6已经改掉了这个毛病了,后面我们还会继续讲,是不是还挺有意思的呢?

今天的分享就到此结束,快来期待一下后面的教程吧

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THE END
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