第12章 層2交換技術(shù)

1、第十二章層2交換技術(shù)主講人：ALLEN以太網(wǎng)交換機(jī)基礎(chǔ)什么是以太網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分2 2類：采用點(diǎn)到點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò)和采用廣播信道的網(wǎng)絡(luò)。以類：采用點(diǎn)到點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò)和采用廣播信道的網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)就是一種典型的廣播網(wǎng)絡(luò)。太網(wǎng)就是一種典型的廣播網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)由施樂公司以太網(wǎng)由施樂公司PARCPARC研究中心于研究中心于19731973年年5 5月月2222日首次提出，經(jīng)過不斷日首次提出，經(jīng)過不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，已成為世界上最流行的局域網(wǎng)技術(shù)。的發(fā)展和創(chuàng)新，已成為世界上最流行的局域網(wǎng)技術(shù)。以太網(wǎng)與CSMA/CDCSMA/CD（Carrier Sense Multiple Acess with Coll

2、ision Detection）即載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測，它是廣播式以太網(wǎng)即載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測，它是廣播式以太網(wǎng)共享傳輸介質(zhì)的理論基礎(chǔ)。共享傳輸介質(zhì)的理論基礎(chǔ)。CSMA/CD規(guī)定一個(gè)想傳輸數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)必須執(zhí)行以下步驟：規(guī)定一個(gè)想傳輸數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)必須執(zhí)行以下步驟：1.監(jiān)視信道直到其空閑；監(jiān)視信道直到其空閑；2.傳輸數(shù)據(jù)，并監(jiān)視信道是否有沖突發(fā)生；傳輸數(shù)據(jù)，并監(jiān)視信道是否有沖突發(fā)生；3.如果檢測到?jīng)_突發(fā)生，則停止傳輸并發(fā)出一個(gè)沖突信號(hào)到網(wǎng)絡(luò)如果檢測到?jīng)_突發(fā)生，則停止傳輸并發(fā)出一個(gè)沖突信號(hào)到網(wǎng)絡(luò)上，以便其它節(jié)點(diǎn)知道網(wǎng)絡(luò)上有沖突，再等待一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間上，以便其它節(jié)點(diǎn)知道網(wǎng)絡(luò)上有沖突，再等待一個(gè)隨機(jī)

3、的時(shí)間，然后回到第一步。這個(gè)隨機(jī)時(shí)間依如下規(guī)則選定：如果數(shù)據(jù)，然后回到第一步。這個(gè)隨機(jī)時(shí)間依如下規(guī)則選定：如果數(shù)據(jù)包沖突了包沖突了n次（次（n15,則放棄發(fā)送。則放棄發(fā)送。以太網(wǎng)絡(luò)與802.3標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了以太網(wǎng)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了以太網(wǎng)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的MACMAC子層。子層。IEEE 802.3IEEE 802.3規(guī)定的以太網(wǎng)物理層：規(guī)定的以太網(wǎng)物理層： 10 10BASE-5 BASE-5 使用粗同軸電纜，最大傳輸距離為使用粗同軸電纜，最大傳輸距離為500500m m； 10 10BASE-2 BASE-2 使用細(xì)同軸電纜，最大傳輸

4、距離為使用細(xì)同軸電纜，最大傳輸距離為200m200m； 10 10BASE-T BASE-T 使用非屏蔽雙絞線，最大傳輸距離為使用非屏蔽雙絞線，最大傳輸距離為100100m m； 10 10BASE-F BASE-F 使用光纜，最大傳輸距離為使用光纜，最大傳輸距離為20002000m m；以太網(wǎng)絡(luò)與802.2標(biāo)準(zhǔn)邏輯鏈路控制層LLCIEEE 802.2IEEE 802.2規(guī)定的以太網(wǎng)鏈路層之規(guī)定的以太網(wǎng)鏈路層之LLCLLC子層（子層（802.2802.2幀格式）：幀格式）：LLCMAC數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層物理層物理層MAC頭 LLC頭數(shù)據(jù)包MAC校驗(yàn)和LLC頭數(shù)據(jù)包比特流比特流數(shù)據(jù)

5、包數(shù)據(jù)包注意：注意：IEEE802.2 LLCIEEE802.2 LLC邏輯鏈路控制子層隱藏了各種邏輯鏈路控制子層隱藏了各種802802網(wǎng)絡(luò)之間的差別，網(wǎng)絡(luò)之間的差別，向網(wǎng)絡(luò)層提供了一個(gè)統(tǒng)一的格式和接口。向網(wǎng)絡(luò)層提供了一個(gè)統(tǒng)一的格式和接口。3種常用的802.3連接方式1、10Base-5：總線型結(jié)構(gòu)，使用粗纜和收總線型結(jié)構(gòu)，使用粗纜和收發(fā)器連接主機(jī)。發(fā)器連接主機(jī)。2、10Base-2：總線型結(jié)構(gòu)，使用細(xì)纜和無總線型結(jié)構(gòu)，使用細(xì)纜和無源源BNC T型接頭連接主機(jī)。型接頭連接主機(jī)。3、10Base-T：總線型（或星型）結(jié)構(gòu)，雙總線型（或星型）結(jié)構(gòu)，雙絞線和集線器連接主機(jī)。絞線和集線器連接主機(jī)。其他

6、概念（1）沖突域沖突域：帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問：帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問( (CSMA/CD)CSMA/CD)以太網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)在任以太網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)在任何需要的時(shí)候都可以發(fā)送數(shù)據(jù)，而何需要的時(shí)候都可以發(fā)送數(shù)據(jù)，而CSMA/CDCSMA/CD網(wǎng)絡(luò)卻努力確保任一時(shí)刻只有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)卻努力確保任一時(shí)刻只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。但是，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)卻有可能同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，出現(xiàn)這種情況就會(huì)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。但是，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)卻有可能同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，出現(xiàn)這種情況就會(huì)導(dǎo)致沖突。如果一個(gè)設(shè)備檢測到?jīng)_突，它就停止發(fā)送，并將沖突情況通知其導(dǎo)致沖突。如果一個(gè)設(shè)備檢測到?jīng)_突，它就停止發(fā)送，并將沖突情況通知其他節(jié)點(diǎn)。其他所有正在發(fā)送

7、的節(jié)點(diǎn)得到通知后停止發(fā)送。他節(jié)點(diǎn)。其他所有正在發(fā)送的節(jié)點(diǎn)得到通知后停止發(fā)送。 廣播域廣播域：廣播就是要發(fā)送到網(wǎng)段上的所有節(jié)點(diǎn)、而不是單個(gè)節(jié)點(diǎn)或一組節(jié)點(diǎn)：廣播就是要發(fā)送到網(wǎng)段上的所有節(jié)點(diǎn)、而不是單個(gè)節(jié)點(diǎn)或一組節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。要廣播的節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)送到的數(shù)據(jù)。要廣播的節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)送到MACMAC地址地址0 0 xFFFFFFFFFFFFxFFFFFFFFFFFF，就能實(shí)現(xiàn)上述目就能實(shí)現(xiàn)上述目的。廣播域由一組能夠接收同組中所有其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的廣播報(bào)文的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的。廣播域由一組能夠接收同組中所有其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的廣播報(bào)文的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。局域網(wǎng)分段局域網(wǎng)分段：影響局域網(wǎng)性能的兩個(gè)常見問題是：影響局域網(wǎng)性能的兩個(gè)常見問題是過

8、高的沖突和過多的廣播過高的沖突和過多的廣播?！胺侄畏侄巍睂⒕W(wǎng)絡(luò)分割成較小的段。網(wǎng)橋、交換機(jī)和路由器通過將沖突域分割將網(wǎng)絡(luò)分割成較小的段。網(wǎng)橋、交換機(jī)和路由器通過將沖突域分割成較小的部分，從而降低對(duì)帶寬的競爭，減少?zèng)_突。路由器還有一個(gè)好處，成較小的部分，從而降低對(duì)帶寬的競爭，減少?zèng)_突。路由器還有一個(gè)好處，它可以劃分更小的廣播域。它可以劃分更小的廣播域。 其他概念（2）設(shè)備設(shè)備OSIOSI層層分隔沖分隔沖突域突域分隔廣分隔廣播域播域備注備注HUBHUB物理層物理層不不不不 網(wǎng)橋網(wǎng)橋數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈路層路層是是不不每個(gè)端口是單獨(dú)每個(gè)端口是單獨(dú)的沖突域的沖突域交換機(jī)交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈路層路層是是不不實(shí)際上

9、是多端口實(shí)際上是多端口網(wǎng)橋，每個(gè)端口網(wǎng)橋，每個(gè)端口是單獨(dú)的沖突域是單獨(dú)的沖突域路由器路由器網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是是是是每個(gè)端口是單獨(dú)每個(gè)端口是單獨(dú)的廣播域的廣播域 地址學(xué)習(xí) 幀的轉(zhuǎn)發(fā)/過濾 環(huán)路防止交換機(jī)的三個(gè)功能交換機(jī)如何學(xué)習(xí)主機(jī)的位置 最初開機(jī)時(shí)最初開機(jī)時(shí)MAC地址表是空的地址表是空的 1900 1900 最大最大macmac地址表可存地址表可存10241024個(gè)個(gè). . 一旦地址表滿一旦地址表滿, , 就會(huì)洪泛所有到新就會(huì)洪泛所有到新MACMAC地址的幀，直到現(xiàn)存地址條目老化為止地址的幀，直到現(xiàn)存地址條目老化為止. . MacMac地址表?xiàng)l目默認(rèn)老化時(shí)間是地址表?xiàng)l目默認(rèn)老化時(shí)間是300300秒，

10、以下命令可改變老化時(shí)間秒，以下命令可改變老化時(shí)間: : wg_sw_a(config)#macwg_sw_a(config)#mac-address-table aging-time ?-address-table aging-time ? Aging time value Aging time valueMAC地址表地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3ABCD交換機(jī)如何學(xué)習(xí)主機(jī)的位置 主機(jī)主機(jī)A發(fā)送數(shù)據(jù)幀給主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀給主機(jī)C 交換機(jī)通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀的源交換機(jī)通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀的源MAC地址，記錄下

11、主機(jī)地址，記錄下主機(jī)A的的MAC地址地址 對(duì)應(yīng)端口對(duì)應(yīng)端口E0 該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到除端口該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到除端口E0以外的其它所有端口以外的其它所有端口 (不清楚目標(biāo)主機(jī)的不清楚目標(biāo)主機(jī)的單點(diǎn)傳送用泛洪方式單點(diǎn)傳送用泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0: 0260.8c01.1111E0E1E2E3DCBAMAC地址表地址表交換機(jī)如何學(xué)習(xí)主機(jī)的位置 主機(jī)主機(jī)D發(fā)送數(shù)據(jù)幀給主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀給主機(jī)C 交換機(jī)通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀的源交換機(jī)通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀的源MAC地址，記錄下主機(jī)地址，記錄下主機(jī)D的的MAC地址對(duì)應(yīng)地址對(duì)應(yīng)端口端

12、口E3 該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到除端口該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到除端口E3以外的其它所有端口以外的其它所有端口 (不清楚目標(biāo)主機(jī)的單點(diǎn)不清楚目標(biāo)主機(jī)的單點(diǎn)傳送用泛洪方式傳送用泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0: 0260.8c01.1111E3: 0260.8c01.4444E0E1E2E3DCABMAC地址表地址表交換機(jī)如何過濾幀 交換機(jī)交換機(jī)A發(fā)送數(shù)據(jù)幀給主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀給主機(jī)C 在地址表中有目標(biāo)主機(jī)，數(shù)據(jù)幀不會(huì)泛洪而直接轉(zhuǎn)在地址表中有目標(biāo)主機(jī)，數(shù)據(jù)幀不會(huì)泛洪而直接轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)E0: 0260.8c01.1111E2: 0260

13、.8c01.2222E1: 0260.8c01.3333E3: 0260.8c01.44440260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3XXDCABMAC地址表地址表 主機(jī)主機(jī)D發(fā)送廣播幀或多點(diǎn)幀發(fā)送廣播幀或多點(diǎn)幀 廣播幀或多點(diǎn)幀泛洪到除源端口外的所有端口廣播幀或多點(diǎn)幀泛洪到除源端口外的所有端口0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3DCABE0: 0260.8c01.1111E2: 0260.8c01.2222E1: 02

14、60.8c01.3333E3: 0260.8c01.4444廣播幀和多點(diǎn)傳送幀MAC地址表地址表Part.2 生成樹協(xié)議冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?冗余拓?fù)湎擞捎趩吸c(diǎn)故障所引致的網(wǎng)絡(luò)不通問題 冗余拓?fù)鋮s帶來了廣播風(fēng)暴、重復(fù)幀和MAC地址表不穩(wěn)定的問題網(wǎng)段網(wǎng)段 1網(wǎng)段網(wǎng)段 2服務(wù)器服務(wù)器/主機(jī)主機(jī) X路由器路由器 Y 廣播廣播交換機(jī)交換機(jī) A交換機(jī)交換機(jī) B主機(jī)主機(jī) X 發(fā)送一廣播信息發(fā)送一廣播信息廣播風(fēng)暴網(wǎng)段網(wǎng)段 1網(wǎng)段網(wǎng)段 2服務(wù)器服務(wù)器/主機(jī)主機(jī) X路由器路由器 Y廣播廣播廣播風(fēng)暴交換機(jī)交換機(jī) A交換機(jī)交換機(jī) B主機(jī)主機(jī) X 發(fā)送一廣播信息發(fā)送一廣播信息網(wǎng)段網(wǎng)段 1網(wǎng)段網(wǎng)段 2服務(wù)器服務(wù)器/主機(jī)主機(jī)

15、 X路由器路由器 Y 廣播廣播交換機(jī)不停地發(fā)出廣播信息交換機(jī)不停地發(fā)出廣播信息廣播風(fēng)暴交換機(jī)交換機(jī) A交換機(jī)交換機(jī) B網(wǎng)段網(wǎng)段 1網(wǎng)段網(wǎng)段 2服務(wù)器服務(wù)器/主機(jī)主機(jī) X路由器路由器 Y重復(fù)幀 單點(diǎn)幀單點(diǎn)幀 主機(jī)主機(jī)X發(fā)發(fā) 出一單點(diǎn)幀給路由器出一單點(diǎn)幀給路由器Y 路由器路由器Y的的MAC地址還沒有被交換機(jī)地址還沒有被交換機(jī)A和和B學(xué)習(xí)到學(xué)習(xí)到交換機(jī)交換機(jī) A交換機(jī)交換機(jī) B網(wǎng)段網(wǎng)段 1網(wǎng)段網(wǎng)段 2服務(wù)器服務(wù)器/主機(jī)主機(jī) X路由器路由器 Y 單點(diǎn)幀單點(diǎn)幀 主機(jī)主機(jī)X發(fā)送一單點(diǎn)幀給路由器發(fā)送一單點(diǎn)幀給路由器Y 路由器路由器Y的的MAC地址還沒有被交換機(jī)地址還沒有被交換機(jī)A和和B學(xué)習(xí)到學(xué)習(xí)到 路由器路

16、由器Y會(huì)收到同一幀的兩個(gè)拷貝會(huì)收到同一幀的兩個(gè)拷貝單點(diǎn)幀單點(diǎn)幀 單點(diǎn)幀單點(diǎn)幀重復(fù)幀交換機(jī)交換機(jī) A交換機(jī)交換機(jī) B網(wǎng)段網(wǎng)段 1網(wǎng)段網(wǎng)段 2服務(wù)器服務(wù)器/主機(jī)主機(jī) X路由器路由器 Y單點(diǎn)幀單點(diǎn)幀 單點(diǎn)幀單點(diǎn)幀 主機(jī)主機(jī)X發(fā)送一單點(diǎn)幀給路由器發(fā)送一單點(diǎn)幀給路由器Y 路由器路由器Y的的MAC地址還沒有被交換機(jī)地址還沒有被交換機(jī)A和和B學(xué)習(xí)到學(xué)習(xí)到 交換機(jī)交換機(jī)A和和B都學(xué)習(xí)到主機(jī)都學(xué)習(xí)到主機(jī)X的的MAC地址對(duì)應(yīng)端口地址對(duì)應(yīng)端口0端口端口 0端口端口1端口端口0端口端口1MAC地址表不穩(wěn)定交換機(jī)交換機(jī) A交換機(jī)交換機(jī) B網(wǎng)段網(wǎng)段 1網(wǎng)段網(wǎng)段 2服務(wù)器服務(wù)器/主機(jī)主機(jī) X路由器路由器 Y Unicast

17、 主機(jī)主機(jī)X發(fā)送一單點(diǎn)幀給路由器發(fā)送一單點(diǎn)幀給路由器Y 路由器路由器Y的的MAC地址還沒有被交換機(jī)地址還沒有被交換機(jī)A和和B學(xué)習(xí)到學(xué)習(xí)到 交換機(jī)交換機(jī)A和和B都學(xué)習(xí)到主機(jī)都學(xué)習(xí)到主機(jī)X的的MAC地址對(duì)應(yīng)端口地址對(duì)應(yīng)端口0 到路由器到路由器Y的數(shù)據(jù)幀在交換機(jī)的數(shù)據(jù)幀在交換機(jī)A和和B上會(huì)泛洪處理上會(huì)泛洪處理 交換機(jī)交換機(jī)A和和B都錯(cuò)誤學(xué)習(xí)到主機(jī)都錯(cuò)誤學(xué)習(xí)到主機(jī)X的的MAC地址對(duì)應(yīng)端口地址對(duì)應(yīng)端口 1MAC地址表不穩(wěn)定 單點(diǎn)幀單點(diǎn)幀端口端口 0端口端口1端口端口0端口端口1交換機(jī)交換機(jī) A交換機(jī)交換機(jī) B網(wǎng)段網(wǎng)段 1網(wǎng)段網(wǎng)段 2服務(wù)器服務(wù)器/主機(jī)主機(jī) X路由器路由器 Y 更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致多重

18、回路 在第2層沒有能夠防止這種回路的機(jī)制服務(wù)器服務(wù)器/主機(jī)主機(jī)工作站工作站回路回路回路回路回路回路多重回路問題 廣播廣播回路的解決辦法: 生成樹協(xié)議Spanning-Tree Protocol將某些端口置于阻塞狀態(tài)就能防止冗余結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵⒛承┒丝谥糜谧枞麪顟B(tài)就能防止冗余結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲挟a(chǎn)生回路中產(chǎn)生回路 阻塞阻塞x# 每個(gè)網(wǎng)絡(luò)只能有一個(gè)根橋，根橋具有最低的橋每個(gè)網(wǎng)絡(luò)只能有一個(gè)根橋，根橋具有最低的橋ID，根橋上的根橋上的所有端口都是指派端口所有端口都是指派端口 每個(gè)非根橋只能有一個(gè)根端口，根端口到達(dá)根橋所花代價(jià)最每個(gè)非根橋只能有一個(gè)根端口，根端口到達(dá)根橋所花代價(jià)最低低 每段只能有一個(gè)指派端口

19、，指派端口到達(dá)根橋所花代價(jià)最低每段只能有一個(gè)指派端口，指派端口到達(dá)根橋所花代價(jià)最低x指派端口指派端口(F)根端口根端口(F)指派端口指派端口(F)非指派端口非指派端口(B)根橋根橋非根橋非根橋SW XSW Y100baseT 10baseT生成樹運(yùn)作交換機(jī)交換機(jī) Y缺省的優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768 (8000 十六進(jìn)制十六進(jìn)制)MAC 0c0022222222交接機(jī)交接機(jī) X缺省的優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768 (8000 十六進(jìn)制十六進(jìn)制) MAC 0c0011111111 BPDUBPDU = Bridge protocol data unit (缺省地每缺省地每2秒發(fā)送秒發(fā)送BPDU

20、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù))根橋根橋 = 有最低橋識(shí)別碼的橋（橋有最低橋識(shí)別碼的橋（橋ID）橋識(shí)別碼橋識(shí)別碼 = 橋優(yōu)先級(jí)橋優(yōu)先級(jí) + 橋橋MAC地址地址例中，例中， 哪個(gè)交換機(jī)的橋識(shí)別碼最低哪個(gè)交換機(jī)的橋識(shí)別碼最低?Root Bridge的選擇交接機(jī)交接機(jī) Y缺省的優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768MAC 0c0022222222交換機(jī)交換機(jī) X缺省的優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768 MAC 0c0011111111Root bridgex端口端口 0端口端口1端口端口0端口端口1100baseT10baseT 指派端口指派端口(F)根端口根端口 (F)非指派端口非指派端口(B)指派端口指派端口(F)端口狀態(tài)1.

21、每個(gè)非根橋有且僅有一個(gè)根端口每個(gè)非根橋有且僅有一個(gè)根端口forwarding ，根端口到達(dá)，根端口到達(dá)根橋所花代價(jià)優(yōu)先級(jí)根橋所花代價(jià)優(yōu)先級(jí)MAC地址地址Port#最?。◤淖蟮阶钚。◤淖蟮接乙来伪容^）右依次比較）2. 根端口根端口RP和指派端口和指派端口DP一般處于一般處于forwarding狀態(tài)，非指狀態(tài)，非指派派NDP一般是一般是blocked狀態(tài)狀態(tài)連接速率連接速率代價(jià)代價(jià)(修訂的修訂的 IEEE 規(guī)范規(guī)范) 代價(jià)代價(jià)(舊舊IEEE 規(guī)范規(guī)范)-10 Gbps 211 Gbps41100 Mbps191010 Mbps100100路徑代價(jià)交換機(jī)交換機(jī)YMAC 0c0022222222缺省的

22、優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768交換機(jī)交換機(jī)XMAC 0c0011111111缺省的優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768 端口端口0端口端口1端口端口 0端口端口1交換機(jī)交換機(jī) ZMac 0c0011110000缺省的優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768端口端口 0請(qǐng)指出請(qǐng)指出: 根橋根橋 指派端口、非指派端口和根端口指派端口、非指派端口和根端口? 各端口分別是轉(zhuǎn)發(fā)還是阻塞狀態(tài)各端口分別是轉(zhuǎn)發(fā)還是阻塞狀態(tài)? 100baseT100baseT生成樹端口端口 0 100baseT100baseT指派端口指派端口(F)根端口根端口 (F)非指派端口非指派端口 (阻塞阻塞)指派端口指派端口 (F)根端口根端口 (F

23、)請(qǐng)指出請(qǐng)指出: 根橋根橋 指派端口、非指派端口和根端口指派端口、非指派端口和根端口? 各端口分別是轉(zhuǎn)發(fā)還是阻塞狀態(tài)各端口分別是轉(zhuǎn)發(fā)還是阻塞狀態(tài)?生成樹交換機(jī)交換機(jī)YMAC 0c0022222222缺省的優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768交換機(jī)交換機(jī)XMAC 0c0011111111缺省的優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768 端口端口0端口端口1端口端口 0端口端口1交換機(jī)交換機(jī) ZMac 0c0011110000缺省的優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768阻阻 塞塞 Blocking偵偵 聽聽 Listening學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) Learning轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 發(fā)發(fā) Forwarding生成樹會(huì)將每個(gè)端口的狀態(tài)作以下變換生成

24、樹會(huì)將每個(gè)端口的狀態(tài)作以下變換:生成樹端口狀態(tài)交換機(jī)交換機(jī)YMAC 0c0022222222缺省的優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768交換機(jī)交換機(jī) XMAC 0c0011111111缺省的優(yōu)先級(jí)缺省的優(yōu)先級(jí) 32768 端口端口 0端口端口 1端口端口0端口端口110baseTx100baseTRoot Bridge指派端口指派端口根端口根端口 (F)非指派端口非指派端口(阻塞阻塞)指派端口指派端口生成樹重新生成交換機(jī)交換機(jī)YMAC 0c0022222222缺省優(yōu)先級(jí)缺省優(yōu)先級(jí) 32768交換機(jī)交換機(jī) XMAC 0c0011111111缺省優(yōu)先級(jí)缺省優(yōu)先級(jí) 32768 端口端口 0端口端口 1端口端

25、口 0端口端口110baseTx100baseTRoot Bridge指派端口指派端口根端口根端口 (F)非指派端口非指派端口(阻塞阻塞)指派端口指派端口BPDUxMAXAGEx生成樹重新生成1.1. Switch Y Switch Y 在最多在最多2020秒后會(huì)發(fā)現(xiàn)從秒后會(huì)發(fā)現(xiàn)從 Switch X Switch X 來的來的 BPDU BPDU 信信號(hào)消失，于是就重新計(jì)算號(hào)消失，于是就重新計(jì)算 STP STP 。 2.2. 網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后， Switch Y Switch Y 將會(huì)是根橋，將會(huì)是根橋， 而且它的所有單口而且它的所有單口都會(huì)處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)都會(huì)處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)( (Design

26、ated port) )。Part.3 橋接和交換基于軟件實(shí)現(xiàn)每個(gè)橋只能有一個(gè)生成樹每個(gè)橋通常最多到16個(gè)端口橋橋基于硬件實(shí)現(xiàn)(ASIC)每個(gè)交換機(jī)可以有多個(gè)生成樹有更多的端口交換機(jī)交換機(jī)橋與交換機(jī)的比較透明橋接透明橋接幀交換直通轉(zhuǎn)發(fā)Cut-through交換機(jī)檢測到目標(biāo)地址后即轉(zhuǎn)發(fā)幀F(xiàn)rame交換機(jī)一確定幀的目的交換機(jī)一確定幀的目的MACMAC地址和正確的端口號(hào)，就立即將幀轉(zhuǎn)發(fā)出去地址和正確的端口號(hào)，就立即將幀轉(zhuǎn)發(fā)出去。通常情況下，大約在收到幀頭。通常情況下，大約在收到幀頭1414個(gè)字節(jié)左右就開始轉(zhuǎn)發(fā)。這使得直個(gè)字節(jié)左右就開始轉(zhuǎn)發(fā)。這使得直通法比存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)法具有更小且相對(duì)固定的延遲時(shí)間，但它連

27、小于通法比存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)法具有更小且相對(duì)固定的延遲時(shí)間，但它連小于6464字字節(jié)的幀以及一些壞幀也一塊兒轉(zhuǎn)發(fā)，可能浪費(fèi)帶寬。節(jié)的幀以及一些壞幀也一塊兒轉(zhuǎn)發(fā)，可能浪費(fèi)帶寬。 幀交換存貯轉(zhuǎn)發(fā)Store and forward 完整地收到幀并檢查無錯(cuò)后才轉(zhuǎn)發(fā)直通轉(zhuǎn)發(fā)交換機(jī)檢測到目標(biāo)地址后即轉(zhuǎn)發(fā)幀F(xiàn)rameFrameFrameFrame交換機(jī)將幀向目的端口轉(zhuǎn)發(fā)之前要先收到完整的幀并進(jìn)行交換機(jī)將幀向目的端口轉(zhuǎn)發(fā)之前要先收到完整的幀并進(jìn)行CRCCRC校驗(yàn)、確定目校驗(yàn)、確定目的地址。交換機(jī)將整個(gè)幀存儲(chǔ)在內(nèi)存緩沖區(qū)中，直到它獲得有效資源才將其的地址。交換機(jī)將整個(gè)幀存儲(chǔ)在內(nèi)存緩沖區(qū)中，直到它獲得有效資源才將其發(fā)往目的

28、地。好處是能夠拋棄小于發(fā)往目的地。好處是能夠拋棄小于6464字節(jié)的幀以及其他任何受損的幀，這樣字節(jié)的幀以及其他任何受損的幀，這樣可以節(jié)約帶寬。缺點(diǎn)是延遲較大且不固定，因?yàn)樗谵D(zhuǎn)發(fā)之前要收到并處理可以節(jié)約帶寬。缺點(diǎn)是延遲較大且不固定，因?yàn)樗谵D(zhuǎn)發(fā)之前要收到并處理完整的幀。完整的幀。 直通轉(zhuǎn)發(fā)Cut-through交換機(jī)檢測到目標(biāo)地址后即轉(zhuǎn)發(fā)幀F(xiàn)rame片斷轉(zhuǎn)發(fā)片斷轉(zhuǎn)發(fā) Fragment free (直通轉(zhuǎn)發(fā)的修訂版)Cat1900 的缺省模式(modified cut-through)交換機(jī)檢測到幀的前64字節(jié)后即轉(zhuǎn)發(fā)Frame存貯轉(zhuǎn)發(fā)Store and forward完整地收到幀并檢查無錯(cuò)后才轉(zhuǎn)發(fā)FrameFrameFrame幀交換多層交換1.1. 第第2 2層交換：本質(zhì)