CCNPSwitch整版笔记详解.docx
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CCNPSwitch整版笔记详解
CCNP-switch
背板带宽：
交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。
代表了交换机总的数据交换能力，单位是Gbps，也叫交换带宽。
一台交换机的背板带宽越高，所能处理的数据能力就越强，但同时设计的成本也就会越高。
计算性能：
1、线速的背板带宽
交换机上所有的总端口能够提供的总带宽。
公式=端口数量*相应的端口速率*2
如果总带宽<=标称的背板带宽，那么在背板带宽上是线速的
2、第二层包的转发线速
公式=千兆端口的数量*1.488M+百兆端口的数量*0.1488M+十兆端口数量*0.01488
如果计算出的值<=标称的二层包转发速率，那么交换机在二层是线速的。
3、第三层包的转发线速
公式=千兆端口的数量*1.488M+百兆端口的数量*0.1488M+十兆端口数量*0.01488
如果计算出的值<=标称的三层包转发速率，那么交换机在三层是线速的。
1.488的来历：
衡量线速标准的单位，单位时间内发送64byte数据包的个数作为标准
1000，000，000/8/（64+8+12）byte=1.488
8:
二层数据帧的头部
12：
帧的间隙
思科交换机的产品线
CE500
catalyst
295029602918（面向中国市场的产品，web配置界面为中文）2960G（千兆）
35503550G35603560G3560-E（有两个万兆口）3750（开始支持堆叠）3750G3750-E
494845004503E4506E4509E4513E
65006503E6504E6506E6509E6513E
园区网：
网络分层：
核心层、汇聚层、接入层
核心层：
数据的高速转发
汇聚层：
数据的高速转发+路由策略
接入层：
提供用户和终端的接入
园区网模型中的3类服务
1、本地服务：
本地数据留不进入网络主干或通过路由器
2、远程服务：
通过主干网络，对外提供服务的流量
3、企业级服务：
放在一个离骨干网络很近的独立子网上
园区网的两个基本要素
1、交换区块
2、核心区块（core）
园区网核心层的设计
1紧缩核心
汇聚层和核心层的功能由同一台设备执行
每台接入层交换机到汇聚层（核心层）都有一条冗余的链路
第三层的冗余是由运行HSRP的两台汇聚交换机提供
2、单核心：
只有一台核心设备
单核心单引擎
单核心双引擎
双核心单引擎
双核心双引擎
VLAN：
虚拟局域网
VLAN的种类
1、本地VLAN：
nativevlan
2、端到端的VLAN：
可以跨越多个交换或核心
VLAN的分类
静态VLAN和动态VLAN
静态：
先定义一个VLAN，然后手工的把端口划到VLAN里去
动态：
基于MAC或子网或用户的方式设置VLAN，当用户接入到交换机后，交换机查询
VMPS（VLAN管理策略服务器），根据策略动态的把接口划分到相应的VLAN中
MAC地址表：
目标MAC地址，出口，VLAN-ID
MAC表的学习：
当数据帧的发送经过交换机时，交换机会记录下数据帧的源MAC及对应的出口，同时会向该数据帧中VID相同的接口泛洪。
MAC的转发：
当数据帧到达交换机后，交换机会查找自己MAC地址表，若有匹配，则从出口转发，若无匹配，则向相同VID的接口泛洪。
VLAN的基本配置：
静态
第一步创建VLAN：
1、在全局模式下：
vlanID
2、在vlandatabase下：
vlanID
两种配置的区别：
全局模式下，每创建一个VLAN，配置版本号加1，而vlandatabase只是进入一次，配置版本号加1
第二步：
把端口划入VLAN中：
switchportaccessvlanID
动态：
一、创建VMPS（在server端）
二、指定server：
vmpsserverX.X.X.X
设置接口vlan为动态：
switchportaccessvlandynamic
配置trunk链路
switchporttrunkencapsulationdot1q/isl
switchportmodetrunk
switchporttrunkallowedvlan/add/all/except/remove
/none---交换机trunk链路能够通过的vlan是配置允许通过的vlan与本地交换机上所拥有的vlan的交集
在dot1q打标签的方式中，可以支持nativevlan
switchporttrunknativevlan
如果数据帧所属的vlanid与nativevlanid相同，则数据帧不打标签直接传递-节约性能，兼容不支持划分trunk链路的设备。
shinterfacetrunk-查看交换机激活trunk的接口
shinterfaceswitchport-查看交换机每个接口的配置
DTP协议：
动态trunk链路协商协议
switchportmodedynamicauto：
DA
-接口不会主动发送DTP消息，但是当收到对方发送的dtp消息，可以返回DTP消息。
可接口接收到DTP消息，该接口可以成为trunk。
switchportmodedynamicdesirable：
DD
-接口可以主动发送dtp消息，但是必须接收到对方发送过来的DTP消息，才可以形成trunk链路
switchportmodetrunk-该接口激活就强制为trunk链路，并且可以发送DTP消息
switchportmodeaccess-该接口激活就强制为access口，不发送dtp消息
switchportnonegotiate-当接口配置为trunk链路时，抑制trunk接口发送dtp消息，但是该命令不可以与switchportmodedynamic命令同时使用。
switchporttrunkencapsulationnegotiate-使用trunk链路自协商封装类型为802.1q或者isl，但是该命令不能与switchportmodetrunk同时使用
3550-dynamicdesirable3560-dynamicauto
Trunk
Access
DD
DA
Trunknone
Trunk
Trunking
\
Trunking
Trunking
Trunking
Access
\
Access
Access
Access
\
DD
Trunking
Access
Access
Access
\
DA
Trunking
Access
Trunking
Trunking
\
Trunknone
Trunking
\
\
\
Trunking
trunk模式
on//强制配置接口模式为trunk
off//强制配置接口模式为access
DD//动态主动协商
DA//动态被动协商
增强的VLAN
端口隔离
switchportprotected
配置了protected端口之间不可以直接通信，（即两个端口都配置了protected，则这两个端口上连接的主机无法通信）
配置了protected端口可以和非protected端口通信
配置了protected端口之间通信需要经过网关设备实现arp代理
1、主机发送arp请求，请求目标IP地址为另外一个protected端口下主机的IP地址，但是广播arp消息无法传递到另一个主机上，而是路由器或三层交换的网关接口接收到arp请求
2、网关接口开启arp代理
3、网关将自己的mac代理返回到请求方
4、主机发送信息，首先将数据帧发送到路由器上，然后路由器在转发到其他protected端口下的主机
这种情况，路由器（网关）接口的带宽和处理性能将成为网络中主机之间通信的瓶颈。
网关开启ARP代理
ipproxy-arp-激活arp代理功能（默认）
iplocal-proxy-arp-激活本地网段的arp代理功能
当arp请求到达路由器或三层设备，只要路由器有去往这个目标地址的路由表，就返回arp代理消息。
私有vlan（Pvlan）
主vlan
辅助vlan
-隔离vlan
-团体vlan
每个PVLAN包括2种VLAN:
主VLAN和辅助VLAN
主VLAN:
主PVLAN是PVLAN中的高级VLAN.主VLAN由很多个辅助VLAN组成，且辅助VLAN属于主VLAN的相同子网.
辅助VLAN:
辅助VLAN是主VLAN的子代，并且映射到一个主VLAN。
每台设备连接到辅助PVLAN
隔离vlan
配置属于隔离vlan的端口只能和混杂模式的端口通信，即使属于相同的辅助vlna，在隔离vlan中的各个端口之间也是无法通信的。
团体vlan
配置属于相同团体vlan之间的端口可以通信，也可以和混杂模式的端口通信。
但是属于一个主vlan中的不同团体vlan的端口之间无法通信。
PVLAN的配置:
*配置PVLAN必须是VTP的透明模式
步骤1:
在开始配置PVLAN之前，首先将交换机VTP模式为透明模式.
Switch（config-vlan）#vtpmodetransparent
步骤2:
在交换机AS1，创建主Pvlan100，团体Pvlan101和隔离Pvlan102。
此外，建立辅助Pvlan和主pvlan的关联.
Switch（config-vlan）#vlan100
Switch（config-vlan）#private-vlanprimary//将VLAN100配置为主pVLAN
Switch（config-vlan）#private-vlanassociation101-102//建立辅助pVLAN与主pVLAN的关联
Switch（config-vlan）#vlan101
Switch（config-vlan）#private-vlancommunity//将VLAN101配置为团体pVLAN
Switch（config-vlan）#vlan102
Switch（config-vlan）#private-vlanisolated//将VLAN102配置为隔离pVLAN
步骤3:
将VLAN100配置为主PVLAN，并且将其映射到辅助PVLAN101和102.
Switch（config）#interfacevlan100
Switch（config-if）#noshut
Switch（config-if）#private-vlanmapping101,102//将辅助pVLAN映射到第3层VLAN接口以实现路由功能
步骤4:
在交换机AS1上，将主机A的接口配置为Pvlan101的成员，将主机B的接口配置为Pvlan102的成员.
Switch（config）#interfacefastEthernet2/3
Switch（config-if）#descriptionHost_A
Switch（config-if）#swithport
Switch（config-if）#swithportmodeprivate-vlanhost//将端口配置为主机端口
Switch（config-if）#swithportprivate-vlanhost-association100101//建立第2层接口与pVLAN的关联
Switch（config-if）#noshutdown
Switch（config-if）#interfacefastethernet2/4
Switch（config-if）#descriptionHost_B
Switch（config-if）#swithport
Switch（config-if）#swithportmodeprivate-vlanhost//将端口配置为主机端口
Switch（config-if）#swithportprivate-vlanhost-association100102//建立第2层接口与pVLAN的关联
Switch（config-if）#noshutdown
步骤5:
验证私用VLAN配置,并且确认主机A不能成功ping通主机B
Private-vlan:
Vlan100
Nameprimary
Private-vlanprimary
Vlan200
Namesubvlan-1
private-vlancommunity
Vlan300
Namesubvlan-2
private-vlanisolated
Intvlan100
private-vlanassociation200,300
Intf0/1
swmoprivate-vlanhost
swprivate-vlanhost-association100200
Intf0/2
swmoprivate-vlanhost
swprivate-vlanhost-association100300
以太网链路聚合
-增大带宽
-简化操作
-增加一个逻辑端口，所有配置聚合的物理端口全部以一个逻辑端口显示
-多个聚合链路可以实现负载均衡和链路备份
-既可以支持二层链路聚合，也可以支持三层链路聚合
cisco设备可以支持的聚合模式
on//强制聚合，不需要其他协议协商
动态协议协商
pagp-Cisco私有
1、desirable//主动协商
2、auto//被动协商
3、silen不用周期收到pagp的帧，channel也能存活
4、nosilent需要周期收到pagp的帧，才认为channel存活
lacp-
1、active//主动协商
2、passive//被动协商
配置:
1、创建聚合组
interfaceport-channel1
2、进入物理接口配置聚合，将物理接口添加到聚合组中
interfacef0/1
channel-group1modeon
配置on模式，可能会造成短暂环路
端口需要配置trunk模式
配置链路聚合注意事项：
1、查看交换机是否支持链路聚合
2、所有的接口都要配置相同的速率和双工模式
3、配置为聚合组中的端口，不可以作为流量分析的目标端口
4、如果是三层聚合，则IP地址必须定义在聚合端口上
5、所有属于同一个聚合组的端口必须配置相同的vlan或者相同的trunk配置
6、所有接口必须支持配置相同cost
7、配置聚合以后在port-channel下的配置对该聚合组中的所有物理接口都有效特性失效
8、配置聚合以后在物理接口配置，只会对该物理接口生效
9、最大支持8条聚合
当物理接口都配置为trunk或其他相同配置，则聚合端口会直接继承配置；
物理接口的noswitchport或switchport参数都相同时，聚合口会自动继承物理口的特性
聚合链路的负载均衡
port-channelload-balancedst-mac/src-mac/dst-ip/src-ip
STP:
生成树协议
1、提出的原因
-冗余的网络（链路）
为了保证LAN的链路或者业务的可靠性，通常部署两台或者多台交换机，实现链路或业务的备份
-冗余链路导致的一些问题
1、广播风暴：
--交换对广播帧的处理机制
--没有TTL字段
2、重复帧：
--交换机对未知帧的处理机制
3、MAC表的震荡
--交换机MAC地址学习机制
本质问题：
交换机之间出现环路
通过STP解决环路
STP的功能：
--防止环路：
通过阻塞一条备用链路，实现目标网络单路径
--链路的备份：
当已经UP的链路失效时，STP会自动启用block的端口，实现链路的备份
STP的工作机制：
STP通过在环路的拓扑中，选择一个交换机为根，并以根交换机为中心，扩枝散叶，构建一棵没有环路的树型拓扑，构建好之后进行维护，有故障则激活阻断的端口实现备份。
STP的基本概念
1、bridge-id桥ID
功能：
唯一标识运行STP的交换机，相当于OSPFroute-id
2、bridge-priority：
桥优先级
默认值32768（0~65535）
3、bridge-mac：
桥MAC地址
每台交换机唯一
*思科交换机有一个桥MAC，另外每个接口一个MAC
4、cost：
花费，接口到达根所花的代价
rootcost：
switch到达根的cost
linkcost：
接口所在链路的cost（与root直连的链路为0）
5、portid
唯一标识每个参与STP运算的端口
1、root-bridge根交换机
功能：
负责整个拓扑的数据交换
2、designated-bridge指定交换机
功能：
负责本地物理网段的数据交换
3、root-port：
根端口（RP）
功能：
接收来自根交换机的数据，并把本地数据通过该端口去往根交换机
4、designatedport：
指定端口（DP）
功能：
负责本地物理网段上数据报文的转发
5、BPDU消息：
网桥协议配置消息
功能：
STP通过交换机之间交互BPDU消息，实现构建和维护无环拓扑。
STP的选举：
桥ID的选举：
桥ID=桥priority+MAC（以小为优）桥的priority默认32768（0~65535）
端口ID的选举：
端口ID=priority+NO.（以小为优）priority默认128（1~255）
根桥的选举：
root=priority+MAC（以小为优）
RP的选举：
1、cost：
到达根路径开销最小的端口
2、比较发送方的桥ID，以小为优
3、比较发送方的端口ID，以小为优
DP的选举：
1、cost：
到达根路径开销最小的端口
2、比较端口所在交换机的桥ID
3、比较端口ID
BPDU：
35个字节，每2S发送一次，由根桥send，非根桥forward
转发的多播地址为0180.c200.0000
BPDU：
2字节：
protocolid用0来填充
1字节：
version0（802.1D）
1字节：
messagetype0x00正常的BPDU0x80发送TCN
1字节：
flags（标记）00普通的BPDU01TC80TCA
LSB:
最低有效位MSB：
最高有效位
LSB=0TCMSB=0TCA
STP：
8字节：
rootid第一次发送rootid为bridgeid
4字节：
costrootcost（DP）
8字节：
bridgeID2字节priority+6字节的MAC
2字节：
portid1字节的priority+1字节的portNO
PortNO越大，MAC越大*CISCO特性
times：
2字节：
messageage相当于TTL，从根每经过一台switch，age加1
2字节：
meximuintimeblock状态默认20S6~40S
2字节：
hellotimeBUDU发送周期，默认2S1~10
2字节：
forwarddelaylistening（监听）：
侦听BPDUSTP学习
learning（学习）：
侦听BPDUMAC学习
默认15S4~30S
补充：
TCN：
拓扑改变通告
当交换机监测到拓扑改变时产生
CST
802.1Q通用生成树
所有VLAN共用一个STP实例，可简化交换机的配置，降低计算STP时的CPU负载。
所有CSTBPDU被视为本征VLAN数据流，不打标记在中继链路上传输。
中继链路封装为dot1q
缺点：
所有冗余被阻断，无法负载均衡；
PVST:
pervlanstp（每个vlan一个STP）
PVST：
每增加一个VLAN就会增加一个MAC
MAC地址缩减，PVST+解决
PVST：
优先级相同，MAC不同
PVST+：
优先级不相同，MAC相同（vlan使用的是桥的MAC）
PVST+：
桥ID=priority+MAC
priority：
4位优先级+12位系统扩展ID
priority=优先级+VLAN号
4位12位（4095个VLAN）
100000000000000032768+0
0001/4096
0010/4096*2
1111/4096*8
对VLAN10进行PVST+操作priority=32768+10=32778
对VLAN100进行PVST+操作priority=32768+100=32868
兼容性：
兼容PVST、PVST+、以及支持通过802.1Q运行CST的交换机
STP的端口状态
disable：
未运行STP或者未激活接口
blocking：
运行STP，但是处于阻塞状态。
20S未收到BPDU进入下一状态
listening：
block超时或者链路建立最初进入的瞬间状态，15S，选举端口角色
learning：
刷新MAC地址表，MAC地址的学习。
15S后进入下一状态。
forwording：
正常的转发状态，收发bpdu，收发数据，MAC地址的学习。
STP选举的时间为：
30S~50S之间
STP（802.1D）：
cisco增强的特性
portfast：
端口加速
接终端开启，blocking---->flrwarding减少了30S
不发送BPDU，只接收BPDU，当收到BUDP时，portfast特性失效
uplinkfast：
上行链路加速
检测上行链路故障，如果网络发生故障，交换机可以立即开启另一个阻断端口作为根端口
blocking---->flrwarding减少了30S
backbonefast：
骨干链路加速
交换机主动判断是否有去往根网桥的替代路径。
使用RLQ的请求和应答机制将根路径的稳定性告知交换机。
blocking----->listening减少20S
BPDUguard（BPDU防护）-----portfast扩展
当接口开启portfast时，不希望接口收到BPDU，这时可以对端口开启bpduguard，当接口收到bpdu时，端口的状态会变成err-disable，需要先shutdown在noshut
configure：
接口下：
spanning-treeportfast
Switchporthost/等同于access+portfast+channelgroupdisable
spanning-treebpduguardenable
全局下：
spanning-treeportfastdefault
spanning-treeportfastbpduguarddefault
RSTP
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