CCNP：Switch中文详尽学习笔记

2019-11-04 23:58:50

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　　第一章园区网概述
　　
　　园区网特点
　　
　　1. 在一个固定地理区域内的一个公司或一个公司的一部分。
　　2. 拥有该园区网的公司通常也拥有该园区内所用的物理线路。
　　
　　传统园区网的主要问题
　　
　　1. 可用性
　　2. 性能
　　
　　在传统园区网中，通常用多端口网桥将一个局域网分段成隔离的碰撞域。这样可解决两个问题：
　　
　　1. 冲突域（Collision Domain）
　　2. 距离限制
　　
　　网络中通信的三种形式：单播（Unitcast）、组播（Multicast）、广播（Broadcast）。
　　
　　1. 多点广播实例：Cisco ip/TV分发多媒体数据、定位IP服务上的Novell 5。
　　2. 提出请求的广播：IP的地址解析协议（ARP）、NetBIOS的名字请求、网间包交换协议（IPX）寻找最近服务器（Get Nearest Server，GNS）请求。
　　3. 发布通告的广播：IPX服务通告协议（SAP）数据包、路由信息协议（RIP）、内部网关路由选择协议（IGRP）。
　　
　　遏制广播的两种方法：
　　
　　1. 使用路由器生成多个子网；
　　2. 利用交换机实施VLAN。
　　
　　当前园区网由两部分组成：
　　
　　1. 局域网交换机
　　2. 路由器
　　
　　传统的80/20规则和新的20/80规则
　　
　　1. 80/20规则：在设计恰当地网络环境中，一个给定
　　网段上80%的流量是本地的，不超过20%的网络流量需要通过主干。
　　2. 20/80规则：只有20%的流量是到本地工作组局域网的，而80%的流量需要流出本地网络。
　　
　　导致流量模式的改变有两个因素：
　　
　　1. 基于Web应用的计算普遍，很多PC既是信息的接受者，也是信息的发布者；
　　2. 企业部署集中式的服务器群（既降低成本、提高安全、便于治理）。
　　
　　新的园区网模型中的3类服务
　　
　　1. 本地服务：本地数据流不进入网络主干或通过路由器
　　2. 远程服务：远程服务数据流穿过广播域边界，但可能也可不通过网络主干
　　3. 企业级服务：放在距离网络主干很近的一个独立的子网上
　　
　　与OSI分层相应的PDU和设备类型
　　
　　模型层 PDU类型设备类型
　　数据链路层(第2层) 数据帧交换机/网桥
　　网络层(第3层) 数据包路由器
　　传输层(第4层) TCP数据分段 TCP端
　　
　　多层交换机
　　
　　多层交换基于单独的流，MLS-SE为MLS流维护一个缓存条目并为每个流存储统计信息。流中的所有数据包都与缓存中的信息进行比较。
　　缺省情况下，256秒之后，假如没有任何流利用到一个MLS缓存项（Cache Entry），那么这个缓存项将从缓存中删除。
　　
　　路由器的优势
　　
　　决定转发路径
　　验证3层包头的完整性、有效期(on header only)
　　修改TTL
　　处理并响应任何选项信息
　　MIB中更新转发统计数据
　　安全控制
　　
　　第3层交换的优势（路由器没有）
　　
　　低成本
　　低延时
　　
　　交换机和网桥
　　
　　第二层交换机由于采用ASIC（专用集成电路，application-Specified Integrated Circuits）硬件处理技术，所以交换机可比以太网桥低得多的成本提供高达Gbit速率的可扩展性和低时延。
　　
　　第三层交换机主要有两种产品
　　
　　多层交换
　　
　　Cisco快速转发（CEF）
　　Cisco分层模型中各层使用的主要设备
　　
　　层次　　层次名　　　设备
　　第一层　访问层　　　Catalyst 1900，2820，2900，4000，5000
　　
　　第二层　分布层　　　Catalyst 5000(支持多层交换，带路由模块)
　　　　　　　　　　　　 2926G(需要外部路由支持)
　　　　　　　　　　　　 6000(密集Fast或Gigabit以太网口，如120个Gigabit端口)
　　
　　第三层　核心层　　　Catalyst 6500，8500(multicast routing，支持PIM协议)
　　
　　接入层交换机应用
　　
　　接入端口数　　　　交换机
　　低于50　　　　　　19xx, 2820, 29xx(如CAD/CAM和IC设计环境)，35xx
　　低于100　　　　　 4***(可提供多达36Gbit以太网端口，96个用户接入)
　　大于100　　　　　 5***(Multigigabit 10/100/1000Mbps)
　　
　　园区两个基本元素：
　　
　　1. 交换区块（Switching Block）
　　2. 核心区块（Core Block）
　　
　　影响交换区大小的主要因素：
　　
　　1. 数据类型和行为；
　　2. 工作组的大小和数量（一般不超过2000个用户）
　　
　　说明交换区过大：
　　
　　1. 分布层路由上出现流量瓶颈；
　　2. 广播和Multicast降低了Switch和Router的处理速度。

　　
　　分割交换区的原则
　　
　　1. 应基于网络上通过的流量（Traffic Flow），而不是Blocking中的节点数；
　　2. 为了进行分割，需要定期进行流量采集。
　　
　　有两种基本的核心层设计：
　　
　　1. 紧缩核心（Collapsed）
　　
　　◎ 分布层和核心层功能由同一个设备执行；
　　◎ 每台接入层交换机到分布层交换机都有一条冗余链路；
　　◎ 第三层冗余是由运行HSRP的两台分布层交换机提供的。
　　
　　2. 双核心（Dual）：在核心层至少有两个设备提供冗余。但他们之间没有连接，以防止生成树循环。
　　
　　路由选择协议所支持Blocking的最大数量
　　
　　协议支持路由对等的最大数量核心层子网数 Blocking数
　　OSPF 50 2 25
　　EIGRP 50 2 25
　　RIP 30 2 15
　　
　　实施第三层核心的好处：
　　
　　很多设计采用第二层――第三层――第二层的模型，取得了成功，但有些情况下需要使用第三层核心，主要好处：
　　
　　1. 快速收敛：路由协议收敛时间5s~10s，而生成树收敛时间在50s；
　　2. 自动负载均衡：路由协议可在多条等成本路径间均衡负载；
　　3. 消除对等问题：可以支持更多的Switching Blocking，达100个。
　　
　　坏处：费用和性能。
　　
　　传统路由器功能：
　　
　　_ Determine paths based on logical addressing
　　_ Run layer 3 checksums (on header only)
　　_ Use Time to Live (TTL)
　　_ PRocess and responds to any option information
　　_ Can update Simple Network Management Protocol (SNMP) managers with Management Information Base (MIB) information
　　_ Provide Security
　　
　　第三层交换机优点：
　　
　　_ Hardware-based packet forwarding
　　_ High-performance packet switching
　　_ High-speed scalability
　　_ Low latency
　　_ Lower per-port cost
　　_ Flow accounting
　　_ Security
　　_ Quality of service (QoS)
　　
　　Quality of Service的含义
　　
　　Messages are given more resources if they need it. 例如电视会议应用比电子邮件可能会得到更多的带宽。
　　
　　所以第四层的路由器或交换机可以根据第四层信息来控制流量。一种方法是采用标准的或扩展的访问控制列表。另一种方法是通过NetFlow交换来提供流的第四层统计。
　　
　　第二章连接交换区块
　　
　　快速以太网的距离限制
　　
　　技术线缆分类线缆长度
　　100BaseTX EIA/TIA类型5（UTP）非屏蔽双绞线2对 100m
　　100BaseT4 EIA/TIA类型3,4,5（UTP）非屏蔽双绞线4对 100m
　　100BaseFX　多模光纤MMF缆线 62.5um光纤核心，125um外层包装（62.5/125） 400m
　　
　　
　　Gbit以太网距离限制
　　
　　技术线缆分类线缆长度
　　1000BaseCX 铜质屏蔽双绞线 25m
　　1000BaseT　铜质EIA/TIA类型5（UTP）非屏蔽双绞线4对 100m
　　1000BaseFX 多模光纤 62.5um光纤核心和50um光纤芯，使用波长为780nm 260m
　　1000BaseLX　单模光纤 9um光纤芯，使用波长为1300nm 3km(最长支持10km)
　　
　　
　　Catalyst两种OS
　　
　　OS类型交换机
　　Cisco IOS　Catalyst 1900/2800，2900XL
　　Set命令集 Catalyst 2926，2926G，2948G，4000，5000，6000
　　
　　
　　
　　自动协商优先级识别
　　
　　优先级次序物理层技术
　　A　100BaseTX全双工
　　B 100BaseT4
　　C 100BaseTX半双工
　　D 10BaseT全双工
　　E 10BaseT半双工
　　
　　
　　Token Ring分段方法
　　
　　Method Forwarding Decision Frame Modification　Ring Numbering
　　Transparent bridging MAC address　N/A
　　Source-route bridging RIF RIF Ring numbers must be unique among bridge ports.
　　Source-route transparent bridging MAC address or RIF RIF Ring numbers must be unique among bridge ports.
　　Source-route switching Route descripto　Ring numbers can be same across switch ports (single ring can be segmented on several ports).
　　
　　IOS命令集标识一个端口（1900/2800，2900XL）
　　
　　Switch（config-if）#description description-string
　　
　　假如在标识字串中有空格，必须用引号括起来。

　　
　　Switch（config-if）#description “description string”
　　
　　而基于set命令的交换机设置端口标识没有这个问题，命令不同，用Set port name命令。
　　
　　UTP电缆遵守100m规则：
　　
　　1. 从交换机到配线架（Patch Panel）为5m；
　　2. 从Patch Panel到办公室模块（Punch-down Block）为90m；
　　3. 从Punch-down Block到Desktop为5m。
　　
　　CDP协议
　　
　　是Cisco的专有协议，用来发现邻居设备，Cisco设备每60s发送基于第二层的Multicast，目的MAC地址是0100.0ccc.cccc。
　　
　　第三章通过VLAN定义共同工作组
　　
　　设置VLAN Membership两种常用方法：
　　
　　1. 静态VLAN――基于端口的成员身份，通过将端口指派给一个VLAN建立。
　　2. 动态VLAN――通过治理软件，如Ciscoworks 2000或CWSI建立，基于设备MAC地址。
　　
　　Cisco IOS下配置静态VLAN
　　
　　Switch#vlan database
　　Switch(vlan)#vlan vlan-num name vlan-name
　　Switch(vlan)#exit
　　Switch#configure terminal
　　Switch(config)#interface interface module/number
　　Switch(config-if)#switchport mode access
　　Switch(config-if)#switchport access vlan vlan-num
　　Switch(config-if)#end
　　
　　Set-based下配置静态VLAN
　　
　　Switch(enable)set vlan vlan-num [name name ]
　　Switch(enable)set vlan vlan-num mod-num/port-list
　　
　　交换环境中的两种link：
　　
　　1. Access link（接入）：一单个VLAN的成员（A member of only one vlan）。
　　2. Trunk link（干道）：Capable of carring multiple vlans。
　　
　　混合链路，即该链路既是Trunk link又是Access link，它可传输两种帧：标记帧（带VLAN信息）和非标记帧
　　
　　在交换Block中扩展VLAN时，有两种定义VLAN边界的基本方法：
　　
　　1. 端到端VLAN：不管用户的位置，都可放在同一个VLAN中。目的是维护80/20规则，即把80%数据流限制在本地；
　　2. 本地VLAN：根据用户的位置配置，不管用户是否是同一个项目组、部门等，数据流变成了20/80模式。
　　
　　VTP协议优点：
　　
　　1. 即VLAN干道协议，Cisco创建。在网络中维持VLAN配置的一致性。
　　2. 通过混合介质主干将以太网VLAN映射到高速主干VLAN。
　　3. 对VLAN的准确跟踪和监管。
　　4. 动态报告网络中增加的VLAN。
　　5. 当添加新的VLAN时，实现“即插即用”。

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