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中文名: Cisco局域网交换基础（中文）原名: Cisco LAN Switching Fundamentals 作者: David Barnes,CCIE#6563Basir Sakandar,CCIE#6040译者: 刘大伟资源格式: PDF版本: 扫描版出版社: 人民邮电出版社书号: 7115136947发行时间: 2005年地区: 大陆语言: 简体中文,英文简介: 前言在Cisco公司不断地将其产品线扩展到新领域(例如IP电话、内容连网和安全等)的时候，局域网交换产品继续占据其所有产品销售份额的一半以上。因为交换设备是所有园区连网环境中的基础，所以局域网交换是所有网络工程师都需要理解的网络技术领域之一，至少在基础级别是这样。这也是我们编写本书的初衷。尽管现在已有很多关于传统路由主题的书籍，但对于那些只具备路由器实验条件，而不具备Cisco局域网交换产品实验条件的人，我们认为很有必要编写一本相关书籍。 本书目标 本书将引领读者接触到实际连网环境和Catalyst交换的最佳实践。我们期望能够提供简单介绍各种交换机体系结构、协议和支持特性之外的更多内容。基于上述原因，在编写本书的时候，我们遵守下列几个主要目的： · 提供自Cisco Catalyst交换机诞生以来的体系结构和特性不断发展的背景介绍； · 提供足够深度的信息，使工程师能够在相对较短的时间内掌握每种技术； · 提供局域网交换主题的充足信息，使其成为日常使用的参考书。 读者对象 本书的目标读者是期望了解Cisco Catalyst交换机的体系结构、配置和操作方法的初学者和中级工程师。读者将从本书学到局域网交换领域的知识，其中包括QoS(Quality ofService，服务质量)、组播、生成树、Native和混合软件。对于希望掌握局域网交换基础的读者，通过提供大量的设计和配置示例，本书成为一本优秀的参考书，并且具有很强的实用性。 本书组织结构 本书包括12章和1个附录，具体组织结构如下。 · 第1章局域网交换技术基础：本章是本书其余部分的基础。在研究一些具有较深难度的主题(例如RSTP、QoS、组播、配置和排错)之前，有必要了解这些基础知识。第1章讨论了各种以太网技术、物理层协议和数据链路层协议的细节。本章讨论的主题范围非常广泛，从1OBASE-T以太网到吉比特以太网，从透明桥接到生成树。 · 第2章局域网交换机体系结构：本章专门讨论了多厂商交换机公共的交换模式、交换路径和体系结构，而并不仅仅局限于Cisco公司的产品。本章帮助读者熟悉各种硬件实现所面临的挑战及其对网络的影响。在开始学习第3章的内容之前，读者必须首先阅读本章。 · 第3章Catalyst交换体系结构：本章详细讨论了Cisco公司的多种最新交换平台。本章讨论主题不仅包括最新的Catalyst 6000／6500、4500和3750等平台，而且还包括老式的Catalyst 5000／5500平台。从推出Catalyst 5000产品线之后，Cisco交换产品的性能指标已经得到显著提高。通过对本章内容的学习，读者将非常熟悉这些平台的体系结构。 · 第4章第2层技术基础：本章介绍了VLAN(Virtual LAN，虚拟局域网)、干道类型、VTP(VLAN Trunking Protocol，VLAN链路聚集协议)和专用VLAN的概念。此外，本章还介绍了作者和Cisco社区所积累的一些经验和重要的最佳实践。本章不仅帮助读者消除对VLAN设计、VTP配置不当、手工和VTP修剪的概念混淆，还帮助读者理解专用VLAN的重要作用。 · 第5章Catalyst软件：本章首先讨论了Catalyst6000产品线的Native和混合代码之间的区别，然后讨论了两种模式下的等效命令，最后还讨论了两种模式下的迁移过程。此外，本章还讨论了Catalyst3750和4500系列交换机的软件。 · 第6章多层交换：对于很多入门者和中级工程师而言，MLS(Multilayer Switching，多层交换)仍然是产生疑惑的根源。本章采用循序渐进方式来帮助读者学习MLS过程，并且讨论了MLS工作过程所需要的各种硬件组件。本章也可作为学习MLS的参考资料。 · 第7章配置交换机：本章向读者展示如何配置Catalyst交换机。通过提供非常多的示例，帮助读者熟悉交换机硬件。本章的配置示例包括链路聚集和SNMP等。 · 第8章Catalyst 6500交换机的服务质量：在最近几年中，企业网络中日趋重视QoS技术，但QoS部署仍然处于初级阶段，例外的情况是那些拥有VoIP语音网络的企业。在VolP网络中，OoS实现至关重要。本章介绍了Catalyst交换机中的QoS基础。本章介绍了分组进入端口之后的各个关键步骤，并且还说明了分组如何经过交换机以及最终如何离开出站端口。 · 第9章在Catalyst交换机中实施组播：组播是本书的另一个重要主题。本章向读者提供了丰富的示例，并且详细解释了Catalyst交换机所支持的常用组播特性和协议。本章介绍的重点主题包括PIM(Protocol lndependent Multicast，协议无关组播)、IGMP(Internet Group Management Protocol，Internet组管理协议)监听和CGMP(CiSco Group Management Protocol，Cisco组管理协议)等。此外，本章还向读者展示交换机如何处理和转发组播流量。 · 第10章 实施和调整生成树：本章描述了Catalyst交换机上可用的数据链路层特性，例如BPDU防护、BPDU过滤、根防护、环路防护等。本章还介绍了RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议)和MST(MultipleS panning Tree，多生成树)等。有些企业现在非常关注RSTP技术的应用。在某些场合下，由于业务或设计方面的需求，生成树仍然有必要存在。与传统的STP(Spanning Tree Protocol，生成树协议)相比，RSTP能够提供更加健壮的解决方案。 .· 第11章 设计和实施的最佳实践：本章重点关注设计和配置过程中的最佳实践。在以提供稳定可用网络并且避免常见设计缺陷的目标下，读者可以采取多种设计选项。本章意在将前面章节所介绍的理论和实践知识融入实际。 · 第12章 局域网交换配置的排错：本章详细描述了Catalyst交换机排错过程中的常用步骤。本章介绍了Cisco TAC(Technical Assistance Center，技术支持中心)常见故障排查及其解决方案。本章重点介绍了对网络故障进行有效排错的工具。 · 附录A Catalyst 6500系列软件转换：本附录介绍了Catalyst 6500系列交换机从混合软件转换到Native软件的方法。本附录首先概述能够完成从混合软件向Native软件转换的自动工具，随后以Supervisor 720交换机为例逐步说明手工转换的过程。因为不存在从Native软件向混合软件转换的自动工具，所以本附录还逐步说明了从Native软件向混合软件转换的手工过程 本书共分为12章。全书首先介绍了局域网技术基础、局域网交换机体系结构和Catalyst交换机体系结构，然后重点介绍第2层网络技术基础和Catalyst软件，最后又分别讨论了多层交换、交换机配置、服务质量、组播和生成树等内容。对于希望掌握局域网交换基础的读者，本书提供了大量的设计和配置示例，具有很强的参考性、实用性。本书内容丰富，条理清晰，不仅适合希望理解Cisco Catalyst交换机的体系结构、配置和操作方法的初学者和中级工程人员阅读，也是网络工程师、网络设计人员和科技管理人员学习局域网技术基础的必备参考书David Barnes是位于美国得克萨斯州理查森的Cisco高级服务团队的高级经理。他拥有CCIE(#6563)、MCSE+I、Master CNE(Novell认证高级工程师)和认证技术培训师等多项认证。David负责管理高级服务团队，高级服务团队负责向Cisco公司的一些大客户提供关于Cisco全部路由交换产品的全面技术知识。David Barnes于1999年加入Cisco公司，最初是一名专注于局域网交换的网络咨询工程师。在加入Cisco公司之前的10年工作生涯里，David曾经为众多“财富500强”公司设计、维护和管理网络。 目录: 第1章 局域网交换技术基础 11.1 OSI模型 11.1.1 OSI高层协议 21.1.2 OSI低层协议 21.2 以太网入门 31.2.1 以太网类型 31.2.2 传输介质 31.2.3 以太网交叉线缆 51.2.4 以太网拓扑 61.2.5 以太网逻辑寻址 61.2.6 CSMA/CD工作原理 61.2.7 全双工以太网 91.2.8 自动协商 91.3 透明桥接 131.3.1 学习 151.3.2 扩散 151.3.3 过滤 161.3.4 转发 161.3.5 计时 161.4 广播和组播 17.1.5 生成树基础 171.5.1 生成树操作 191.5.2 生成树端口状态转换和计时器 211.5.3 STP中的拓扑变更 211.6 总结 22第2章 局域网交换机体系结构 252.1 数据接收——交换模式 252.1.1 直通模式 252.1.2 碎片隔离模式 262.1.3 存储转发模式 262.2 数据交换 262.2.1 共享总线交换 272.2.2 交叉矩阵交换 282.3 数据缓冲 292.3.1 端口缓冲内存 302.3.2 共享内存 302.4 过度预定交换矩阵 312.5 拥塞和线端阻塞 322.6 数据转发 332.7 总结 33第3章 Catalyst交换体系结构 353.1 Catalyst 5000/5500(Synergy项目) 353.1.1 Catalyst 5000/5500交换机组件 363.1.2 EARL功能 393.1.3 CAM和TCAM 403.1.4 Catalyst 5000/5500 EARL版本 403.1.5 交换带宽 413.1.6 线路模块 413.1.7 Catalyst 5000/5500体系结构 423.1.8 Catalyst 5000的数据流 433.2 Catalyst 6000/6500(Constellation，Constellation+，ConstellationⅡ) 453.2.1 Catalyst 6000/6500组件 453.2.2 Catalyst 6000/6500体系结构 483.2.3 Catalyst 6500交换模式 503.2.4 Catalyst 6500交换矩阵的数据流 503.3 Catalyst 4500(Galaxy3和4)组件和体系结构 513.3.1 机箱 513.3.2 Supervisor和交换矩阵 523.3.3 线路模块 533.3.4 电源和散热风扇 543.3.5 Catalyst 4500的数据流 553.4 Catalyst 3750(指环王)组件和体系结构 563.4.1 电源和散热风扇 563.4.2 Stackwise体系结构 573.4.3 Catalyst 3750的数据流 583.5 体系结构比较 603.6 总结 60第4章 第2层技术基础 634.1 老式局域网网段 634.2 虚拟局域网入门 644.3 链路聚集方法 664.3.1 交换机间链路协议 674.3.2 IEEE 802.1Q 684.3.3 配置最佳实践 694.4 VLAN链路聚集协议 704.4.1 汇总通告 714.4.2 子集通告 724.4.3 通告请求 724.4.4 加入 724.4.5 VTP示例1 724.4.6 VTP示例2 734.4.7 VTP模式最佳实践 744.5 配置VTP/VLAN/干道 744.6 VLAN修剪 754.7 EtherChannel 784.8 理解VLAN 1 844.8.1 管理VLAN 844.8.2 管理VLAN最佳实践 854.9 专用VLAN 864.10 总结 89第5章 Catalyst软件 915.1 混合和Native模式 915.1.1 混合模式软件 925.1.2 Native模式软件 995.1.3 比较混合模式和Native模式 1035.2 下载Catalyst软件 1055.2.1 Catalyst 6000/6500软件 1055.2.2 Catalyst 4500软件 1095.2.3 Catalyst 3750软件 1095.3 新软件包 1115.3.1 路由器软件包 1115.3.2 交换机软件包 1125.4 总结 113第6章 多层交换 1156.1 为什么选择MLS 1156.2 MLS入门 1166.3 理解MLS分组流 1176.4 配置MLS 1206.5 路由器访问列表 1226.6 Catalyst 6500中的MLS 1236.7 理解Cisco快速转发的需求 1266.8 总结 129第7章 配置交换机 1317.1 交换机配置规划 1317.1.1 管理接口 1317.1.2 sc0和VLAN 1 1327.2 配置概述 1347.3 初始配置 1357.3.1 配置VTP 1367.3.2 配置sc0和LO0 1387.3.3 自动状态 1407.3.4 系统日志 1427.4 连接交换机 1447.4.1 IOS端口/接口类型 1447.4.2 配置连接 1457.5 配置接入层 1527.5.1 动态路由选择 1557.5.2 通道化和链路聚集 1577.5.3 配置单向链路检测 1597.5.4 PortFast和BPDU防护 1607.6 配置SNMP 1617.7 总结 162第8章 Catalyst 6500交换机的服务质量 1658.1 QoS服务 1658.2 服务级别 1668.3 服务类型 1668.4 QoS工作模型 1678.4.1 分类 1678.4.2 输入调度 1698.4.3 标记和策略 1718.4.4 标记 1748.4.5 输出调度 1748.5 QoS备忘 1768.6 总结 177第9章 在Catalyst交换机中实施组播 1799.1 理解IGMPv1和IGMPv2 1799.2 组播扩散 1809.3 IGMP监听 1829.3.1 成员关系报告 1839.3.2 IGMP脱离过程 1899.3.3 IGMP快速脱离 1929.3.4 地址混淆 1929.3.5 IGMP后退 1939.4 Cisco组管理协议 1949.4.1 IGMP脱离过程 1969.4.2 本地脱离过程 1969.5 IGMP监听和CGMP 1979.6 总结 197第10章 实施和调整生成树 19910.1 利用生成树避免环路 19910.1.1 PortFast 19910.1.2 根防护 20210.1.3 环路防护 20310.2 生成树收敛 20410.2.1 生成树计时器 20410.2.2 BackboneFast 20510.2.3 UplinkFast 20610.3 快速生成树协议 20710.3.1 RSTP状态 20810.3.2 RSTP BPDU 20910.3.3 RSTP提议/协定 20910.3.4 RSTP传统支持 21010.3.5 RSTP直接故障 21010.3.6 RSTP间接故障 21110.3.7 配置RSTP 21110.4 理解多生成树 21210.4.1 比较MST和PVST+/CST 21210.4.2 MST区域 21310.4.3 内部生成树 21310.4.4 区域内生成树 21410.4.5 MST示例——所有交换机位于相同区域 21410.4.6 MST示例——多区域 21810.4.7 MST示例——连接到PVST+网络的MST 22210.5 单向链路检测 22310.6 总结 225第11章 设计和实施的最佳实践 22711.1 第3层设计 22711.2 建筑物区块 22911.3 园区网设计 23211.3.1 通信流 23611.3.2 单点故障 23811.4 Catalyst Supervisor和交换矩阵冗余 23911.4.1 Catalyst 6500 Supervisor高可用(混合) 24011.4.2 MSFC高可用 24211.4.3 Catalyst 6500 Supervisor高可用(Native) 24511.4.4 Catalyst 6500交换矩阵冗余 24611.4.5 Catalyst 4500冗余 24611.4.6 Catalyst 3750冗余 24711.5 总结 247第12章 局域网交换配置的排错 24912.1 检查软件版本 24912.2 检查硬件组件 25112.2.1 Supervisor失踪 25412.2.2 MSFC失踪 25612.3 理解端口错误信息 25712.4 使用系统日志消息 25812.5 使用跟踪方法 25912.6 本地交换端口分析器 25912.7 远程交换端口分析器 26112.8 Cisco在线资源 26212.9 总结 263附录A Catalyst 6500系列软件转换 265A.1 自动化转换工具 265A.2 从混合模式手工转换到Native模式 266A.3 从Native模式手工转换到混合模式 273A.4 总结 282
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