第2讲 交换技术.ppt

广西广电网络公司高级网络技术培训 主讲：王世辉 Bridging vs. LAN Switching 网桥是基于软件实现的，交换机是基于硬件实现的（利用ASIC芯片进行过滤选择） 交换机可以认为是多端口的网桥 一个网桥可以只有一个生成树实例，而交换机则有多个实例 交换机的端口数一般多于网桥 交换机和网桥都转发二层广播数据 网桥和交换机通过每个接收到的数据帧的源地址来学习MAC地址 网桥和交换机都是基于二层地址执行数据转发 以太网交换机和网桥 LAN 交换类型 MAC 地址表 地址学习 地址学习 (Cont.) 过滤帧 过滤帧 (Cont.) 广播和组播帧 冗余拓扑 Redundant topology eliminates（消除） single points of failure. Redundant topology causes broadcast storms, multiple frame copies, and MAC address table instability problems. Spanning-Tree Protocol（生成树协议） 生成树术语 STP STP 协议是一种网桥协议，它使用STA来动态地找出冗余链路，并创建生成树拓扑数据库。网桥之间相互交换BPDU信息，以检测出网络中的环路，然后通过关闭所选择的网桥接口来删除这些环路。 Root bridge 根桥是桥ID最低的网桥。对于STP来说，关键的问题是为网络中所有的交换机推选一个根桥，并让根桥成为网络中的焦点。在网络中，所有其他的决定——比如哪一个端口要被阻塞，哪一个端口要被置为转发模式——都是根据根桥的判断来做出选择的。 生成树术语(Cont.) BPDU 所有的交换机相互之间都交换信息，并利用这些信息来选出根交换机，也根据这些信息来进行网络的后续配置。每台交换机都对桥协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit, BPDU）中的参数进行比较，它们将BPDU传送给某个邻居，并在其中放入它们从其他邻居那里收到的BPDU 。 桥 ID STP利用它来跟踪网络中的所有交换机。桥ID是由桥优先级（在所有的的Cisco交换机上，默认的优先级为32 768）和基本MAC 地址的结合来决定的。在网络中，桥ID最低的网桥就成为根桥。 生成树术语(Cont.) 非根桥 除了根桥外，其他所有的网桥都是非根桥。它们相互之间都交换BPDU，并在所有交换机上更新STP拓扑数据库，以防止环路并对链路失效采取补救措施。 根端口 根端口是指直接连到根桥的链路所在的端口，或者到根桥的路径最短的端口。如果有多条链路连接到根桥，就通过检查每条链路的带宽来决定端口的开销，开销最低的端口就成为根端口。如果多条链路的开销相同，就使用桥ID小一些的那个桥。如果多条链路来自同一台设备，就使用端口号最低的那条链路。 生成树术语(Cont.) 指定端口 根端口或者有最低开销的端口就是指定端口，指定端口被标记为转发端口。 端口开销 当两台交换机之间有多条链路且都不是根端口时，就根据端口开销来决定（指定端口），链路的开销取决于链路的带宽。 非指定端口 非指定端口是指开销比指定端口高的端口，非指定端口将被置为阻塞状态，它不是转发端口。 转发端口 指能够转发帧的端口。 阻塞端口 阻塞端口是指不能转发帧的端口，这样做是为了防止产生环路。然而，被阻塞的端口将始终监听帧。 生成树桥 ID 桥协议数据单元 (BPDU) 生成树端口状态 生成树端口状态 阻塞（Blocking）被阻塞的端口将不能转发帧，它只是监听BPDU。设置阻塞状态的意图是防止使用有环路的路径。当交换机加电时，默认情况下所有的端口都处于阻塞状态。 监听（Listening）端口都监听BPDU，以确信在传送数据帧之前，在网络上没有环路产生。处在监听状态的端口在没有形成MAC地址表时就准备转发数据帧。 学习（Learning）交换机端口监听BPDU，并学习交换式网络中的所有路径。处在学习状态的端口形成了MAC地址表但不能转发数据帧。 生成树端口状态 转发（Forwarding）在桥接的端口上，处在转发状态的端口发送并接收所有的数据帧。如果在学习状态结束时，端口仍然是指定端口或根端口，它就进入转发状态。 禁用（Disabled）从管理上讲，在禁用状态的端口不能参与帧的转发或形成STP。在禁用状态下，端口实质上是不工作的。 Four-Step Spanning-Tree Decision Process Lowest root BID Lowest path cost to root bridge Lowest sender BID Lowest port ID Spanning-Tree Recalculat