中文名: Cisco局域網交換基礎（中文）
原名: Cisco LAN Switching Fundamentals
作者: David Barnes,CCIE#6563
Basir Sakandar,CCIE#6040
譯者: 劉大偉
資源格式: PDF
版本: 掃描版
出版社: 人民郵電出版社
書號: 7115136947
發行時間: 2005年
地區: 大陸
語言: 簡體中文,英文
簡介:

前言
在Cisco公司不斷地將其產品線擴展到新領域(例如IP電話、內容連網和安全等)的時候，局域網交換產品繼續占據其所有產品銷售份額的一半以上。因為交換設備是所有園區連網環境中的基礎，所以局域網交換是所有網絡工程師都需要理解的網絡技術領域之一，至少在基礎級別是這樣。這也是我們編寫本書的初衷。盡管現在已有很多關於傳統路由主題的書籍，但對於那些只具備路由器實驗條件，而不具備Cisco局域網交換產品實驗條件的人，我們認為很有必要編寫一本相關書籍。
本書目標
本書將引領讀者接觸到實際連網環境和Catalyst交換的最佳實踐。我們期望能夠提供簡單介紹各種交換機體系結構、協議和支持特性之外的更多內容。基於上述原因，在編寫本書的時候，我們遵守下列幾個主要目的：
· 提供自Cisco Catalyst交換機誕生以來的體系結構和特性不斷發展的背景介紹；
· 提供足夠深度的信息，使工程師能夠在相對較短的時間內掌握每種技術；
· 提供局域網交換主題的充足信息，使其成為日常使用的參考書。
讀者對象
本書的目標讀者是期望了解Cisco Catalyst交換機的體系結構、配置和操作方法的初學者和中級工程師。讀者將從本書學到局域網交換領域的知識，其中包括QoS(Quality ofService，服務質量)、組播、生成樹、Native和混合軟件。對於希望掌握局域網交換基礎的讀者，通過提供大量的設計和配置示例，本書成為一本優秀的參考書，並且具有很強的實用性。
本書組織結構
本書包括12章和1個附錄，具體組織結構如下。
· 第1章局域網交換技術基礎：本章是本書其余部分的基礎。在研究一些具有較深難度的主題(例如RSTP、QoS、組播、配置和排錯)之前，有必要了解這些基礎知識。第1章討論了各種以太網技術、物理層協議和數據鏈路層協議的細節。本章討論的主題范圍非常廣泛，從1OBASE-T以太網到吉比特以太網，從透明橋接到生成樹。
· 第2章局域網交換機體系結構：本章專門討論了多廠商交換機公共的交換模式、交換路徑和體系結構，而並不僅僅局限於Cisco公司的產品。本章幫助讀者熟悉各種硬件實現所面臨的挑戰及其對網絡的影響。在開始學習第3章的內容之前，讀者必須首先閱讀本章。
· 第3章Catalyst交換體系結構：本章詳細討論了Cisco公司的多種最新交換平台。本章討論主題不僅包括最新的Catalyst 6000／6500、4500和3750等平台，而且還包括老式的Catalyst 5000／5500平台。從推出Catalyst 5000產品線之後，Cisco交換產品的性能指標已經得到顯著提高。通過對本章內容的學習，讀者將非常熟悉這些平台的體系結構。
· 第4章第2層技術基礎：本章介紹了VLAN(Virtual LAN，虛擬局域網)、干道類型、VTP(VLAN Trunking Protocol，VLAN鏈路聚集協議)和專用VLAN的概念。此外，本章還介紹了作者和Cisco社區所積累的一些經驗和重要的最佳實踐。本章不僅幫助讀者消除對VLAN設計、VTP配置不當、手工和VTP修剪的概念混淆，還幫助讀者理解專用VLAN的重要作用。
· 第5章Catalyst軟件：本章首先討論了Catalyst6000產品線的Native和混合代碼之間的區別，然後討論了兩種模式下的等效命令，最後還討論了兩種模式下的遷移過程。此外，本章還討論了Catalyst3750和4500系列交換機的軟件。
· 第6章多層交換：對於很多入門者和中級工程師而言，MLS(Multilayer Switching，多層交換)仍然是產生疑惑的根源。本章采用循序漸進方式來幫助讀者學習MLS過程，並且討論了MLS工作過程所需要的各種硬件組件。本章也可作為學習MLS的參考資料。
· 第7章配置交換機：本章向讀者展示如何配置Catalyst交換機。通過提供非常多的示例，幫助讀者熟悉交換機硬件。本章的配置示例包括鏈路聚集和SNMP等。
· 第8章Catalyst 6500交換機的服務質量：在最近幾年中，企業網絡中日趨重視QoS技術，但QoS部署仍然處於初級階段，例外的情況是那些擁有VoIP語音網絡的企業。在VolP網絡中，OoS實現至關重要。本章介紹了Catalyst交換機中的QoS基礎。本章介紹了分組進入端口之後的各個關鍵步驟，並且還說明了分組如何經過交換機以及最終如何離開出站端口。
· 第9章在Catalyst交換機中實施組播：組播是本書的另一個重要主題。本章向讀者提供了豐富的示例，並且詳細解釋了Catalyst交換機所支持的常用組播特性和協議。本章介紹的重點主題包括PIM(Protocol lndependent Multicast，協議無關組播)、IGMP(Internet Group Management Protocol，Internet組管理協議)監聽和CGMP(CiSco Group Management Protocol，Cisco組管理協議)等。此外，本章還向讀者展示交換機如何處理和轉發組播流量。
· 第10章 實施和調整生成樹：本章描述了Catalyst交換機上可用的數據鏈路層特性，例如BPDU防護、BPDU過濾、根防護、環路防護等。本章還介紹了RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成樹協議)和MST(MultipleS panning Tree，多生成樹)等。有些企業現在非常關注RSTP技術的應用。在某些場合下，由於業務或設計方面的需求，生成樹仍然有必要存在。與傳統的STP(Spanning Tree Protocol，生成樹協議)相比，RSTP能夠提供更加健壯的解決方案。
.· 第11章 設計和實施的最佳實踐：本章重點關注設計和配置過程中的最佳實踐。在以提供穩定可用網絡並且避免常見設計缺陷的目標下，讀者可以采取多種設計選項。本章意在將前面章節所介紹的理論和實踐知識融入實際。
· 第12章 局域網交換配置的排錯：本章詳細描述了Catalyst交換機排錯過程中的常用步驟。本章介紹了Cisco TAC(Technical Assistance Center，技術支持中心)常見故障排查及其解決方案。本章重點介紹了對網絡故障進行有效排錯的工具。
· 附錄A Catalyst 6500系列軟件轉換：本附錄介紹了Catalyst 6500系列交換機從混合軟件轉換到Native軟件的方法。本附錄首先概述能夠完成從混合軟件向Native軟件轉換的自動工具，隨後以Supervisor 720交換機為例逐步說明手工轉換的過程。因為不存在從Native軟件向混合軟件轉換的自動工具，所以本附錄還逐步說明了從Native軟件向混合軟件轉換的手工過程
本書共分為12章。全書首先介紹了局域網技術基礎、局域網交換機體系結構和Catalyst交換機體系結構，然後重點介紹第2層網絡技術基礎和Catalyst軟件，最後又分別討論了多層交換、交換機配置、服務質量、組播和生成樹等內容。對於希望掌握局域網交換基礎的讀者，本書提供了大量的設計和配置示例，具有很強的參考性、實用性。
本書內容豐富，條理清晰，不僅適合希望理解Cisco Catalyst交換機的體系結構、配置和操作方法的初學者和中級工程人員閱讀，也是網絡工程師、網絡設計人員和科技管理人員學習局域網技術基礎的必備參考書
David Barnes是位於美國得克薩斯州理查森的Cisco高級服務團隊的高級經理。他擁有CCIE(#6563)、MCSE+I、Master CNE(Novell認證高級工程師)和認證技術培訓師等多項認證。David負責管理高級服務團隊，高級服務團隊負責向Cisco公司的一些大客戶提供關於Cisco全部路由交換產品的全面技術知識。David Barnes於1999年加入Cisco公司，最初是一名專注於局域網交換的網絡咨詢工程師。在加入Cisco公司之前的10年工作生涯裡，David曾經為眾多“財富500強”公司設計、維護和管理網絡。

目錄:
第1章 局域網交換技術基礎 1
1.1 OSI模型 1
1.1.1 OSI高層協議 2
1.1.2 OSI低層協議 2
1.2 以太網入門 3
1.2.1 以太網類型 3
1.2.2 傳輸介質 3
1.2.3 以太網交叉線纜 5
1.2.4 以太網拓撲 6
1.2.5 以太網邏輯尋址 6
1.2.6 CSMA/CD工作原理 6
1.2.7 全雙工以太網 9
1.2.8 自動協商 9
1.3 透明橋接 13
1.3.1 學習 15
1.3.2 擴散 15
1.3.3 過濾 16
1.3.4 轉發 16
1.3.5 計時 16
1.4 廣播和組播 17
.1.5 生成樹基礎 17
1.5.1 生成樹操作 19
1.5.2 生成樹端口狀態轉換和計時器 21
1.5.3 STP中的拓撲變更 21
1.6 總結 22
第2章 局域網交換機體系結構 25
2.1 數據接收——交換模式 25
2.1.1 直通模式 25
2.1.2 碎片隔離模式 26
2.1.3 存儲轉發模式 26
2.2 數據交換 26
2.2.1 共享總線交換 27
2.2.2 交叉矩陣交換 28
2.3 數據緩沖 29
2.3.1 端口緩沖內存 30
2.3.2 共享內存 30
2.4 過度預定交換矩陣 31
2.5 擁塞和線端阻塞 32
2.6 數據轉發 33
2.7 總結 33
第3章 Catalyst交換體系結構 35
3.1 Catalyst 5000/5500(Synergy項目) 35
3.1.1 Catalyst 5000/5500交換機組件 36
3.1.2 EARL功能 39
3.1.3 CAM和TCAM 40
3.1.4 Catalyst 5000/5500 EARL版本 40
3.1.5 交換帶寬 41
3.1.6 線路模塊 41
3.1.7 Catalyst 5000/5500體系結構 42
3.1.8 Catalyst 5000的數據流 43
3.2 Catalyst 6000/6500(Constellation，Constellation+，ConstellationⅡ) 45
3.2.1 Catalyst 6000/6500組件 45
3.2.2 Catalyst 6000/6500體系結構 48
3.2.3 Catalyst 6500交換模式 50
3.2.4 Catalyst 6500交換矩陣的數據流 50
3.3 Catalyst 4500(Galaxy3和4)組件和體系結構 51
3.3.1 機箱 51
3.3.2 Supervisor和交換矩陣 52
3.3.3 線路模塊 53
3.3.4 電源和散熱風扇 54
3.3.5 Catalyst 4500的數據流 55
3.4 Catalyst 3750(指環王)組件和體系結構 56
3.4.1 電源和散熱風扇 56
3.4.2 Stackwise體系結構 57
3.4.3 Catalyst 3750的數據流 58
3.5 體系結構比較 60
3.6 總結 60
第4章 第2層技術基礎 63
4.1 老式局域網網段 63
4.2 虛擬局域網入門 64
4.3 鏈路聚集方法 66
4.3.1 交換機間鏈路協議 67
4.3.2 IEEE 802.1Q 68
4.3.3 配置最佳實踐 69
4.4 VLAN鏈路聚集協議 70
4.4.1 匯總通告 71
4.4.2 子集通告 72
4.4.3 通告請求 72
4.4.4 加入 72
4.4.5 VTP示例1 72
4.4.6 VTP示例2 73
4.4.7 VTP模式最佳實踐 74
4.5 配置VTP/VLAN/干道 74
4.6 VLAN修剪 75
4.7 EtherChannel 78
4.8 理解VLAN 1 84
4.8.1 管理VLAN 84
4.8.2 管理VLAN最佳實踐 85
4.9 專用VLAN 86
4.10 總結 89
第5章 Catalyst軟件 91
5.1 混合和Native模式 91
5.1.1 混合模式軟件 92
5.1.2 Native模式軟件 99
5.1.3 比較混合模式和Native模式 103
5.2 下載Catalyst軟件 105
5.2.1 Catalyst 6000/6500軟件 105
5.2.2 Catalyst 4500軟件 109
5.2.3 Catalyst 3750軟件 109
5.3 新軟件包 111
5.3.1 路由器軟件包 111
5.3.2 交換機軟件包 112
5.4 總結 113
第6章 多層交換 115
6.1 為什麼選擇MLS 115
6.2 MLS入門 116
6.3 理解MLS分組流 117
6.4 配置MLS 120
6.5 路由器訪問列表 122
6.6 Catalyst 6500中的MLS 123
6.7 理解Cisco快速轉發的需求 126
6.8 總結 129
第7章 配置交換機 131
7.1 交換機配置規劃 131
7.1.1 管理接口 131
7.1.2 sc0和VLAN 1 132
7.2 配置概述 134
7.3 初始配置 135
7.3.1 配置VTP 136
7.3.2 配置sc0和LO0 138
7.3.3 自動狀態 140
7.3.4 系統日志 142
7.4 連接交換機 144
7.4.1 IOS端口/接口類型 144
7.4.2 配置連接 145
7.5 配置接入層 152
7.5.1 動態路由選擇 155
7.5.2 通道化和鏈路聚集 157
7.5.3 配置單向鏈路檢測 159
7.5.4 PortFast和BPDU防護 160
7.6 配置SNMP 161
7.7 總結 162
第8章 Catalyst 6500交換機的服務質量 165
8.1 QoS服務 165
8.2 服務級別 166
8.3 服務類型 166
8.4 QoS工作模型 167
8.4.1 分類 167
8.4.2 輸入調度 169
8.4.3 標記和策略 171
8.4.4 標記 174
8.4.5 輸出調度 174
8.5 QoS備忘 176
8.6 總結 177
第9章 在Catalyst交換機中實施組播 179
9.1 理解IGMPv1和IGMPv2 179
9.2 組播擴散 180
9.3 IGMP監聽 182
9.3.1 成員關系報告 183
9.3.2 IGMP脫離過程 189
9.3.3 IGMP快速脫離 192
9.3.4 地址混淆 192
9.3.5 IGMP後退 193
9.4 Cisco組管理協議 194
9.4.1 IGMP脫離過程 196
9.4.2 本地脫離過程 196
9.5 IGMP監聽和CGMP 197
9.6 總結 197
第10章 實施和調整生成樹 199
10.1 利用生成樹避免環路 199
10.1.1 PortFast 199
10.1.2 根防護 202
10.1.3 環路防護 203
10.2 生成樹收斂 204
10.2.1 生成樹計時器 204
10.2.2 BackboneFast 205
10.2.3 UplinkFast 206
10.3 快速生成樹協議 207
10.3.1 RSTP狀態 208
10.3.2 RSTP BPDU 209
10.3.3 RSTP提議/協定 209
10.3.4 RSTP傳統支持 210
10.3.5 RSTP直接故障 210
10.3.6 RSTP間接故障 211
10.3.7 配置RSTP 211
10.4 理解多生成樹 212
10.4.1 比較MST和PVST+/CST 212
10.4.2 MST區域 213
10.4.3 內部生成樹 213
10.4.4 區域內生成樹 214
10.4.5 MST示例——所有交換機位於相同區域 214
10.4.6 MST示例——多區域 218
10.4.7 MST示例——連接到PVST+網絡的MST 222
10.5 單向鏈路檢測 223
10.6 總結 225
第11章 設計和實施的最佳實踐 227
11.1 第3層設計 227
11.2 建築物區塊 229
11.3 園區網設計 232
11.3.1 通信流 236
11.3.2 單點故障 238
11.4 Catalyst Supervisor和交換矩陣冗余 239
11.4.1 Catalyst 6500 Supervisor高可用(混合) 240
11.4.2 MSFC高可用 242
11.4.3 Catalyst 6500 Supervisor高可用(Native) 245
11.4.4 Catalyst 6500交換矩陣冗余 246
11.4.5 Catalyst 4500冗余 246
11.4.6 Catalyst 3750冗余 247
11.5 總結 247
第12章 局域網交換配置的排錯 249
12.1 檢查軟件版本 249
12.2 檢查硬件組件 251
12.2.1 Supervisor失蹤 254
12.2.2 MSFC失蹤 256
12.3 理解端口錯誤信息 257
12.4 使用系統日志消息 258
12.5 使用跟蹤方法 259
12.6 本地交換端口分析器 259
12.7 遠程交換端口分析器 261
12.8 Cisco在線資源 262
12.9 總結 263
附錄A Catalyst 6500系列軟件轉換 265
A.1 自動化轉換工具 265
A.2 從混合模式手工轉換到Native模式 266
A.3 從Native模式手工轉換到混合模式 273
A.4 總結 282