LanMan06_网桥与交换机研08v00.ppt

局域网与城域网Local Metropolitan Area Networks 雷维礼 wllei@、leiwl@ 第6章 网桥与交换机 6.1 引言 6.2 网桥标准 6.3 网桥概述 6.4 网桥的工作原理 6.5 STP和RSTP协议 6.6 交换机与交换式网络 6.7 小结与参考资料 6.1 引言 6.1.1 初期的网桥 6.1.2 网桥的基本特点 6.1.3 交换机的诞生 6.1.1 初期的网桥 网桥：强调互连 网桥通过多个端口互连不同的LAN 多种LAN技术的发展催生了网桥 各个LAN的MAC技术、速率均可不同 典型网桥：用于多网互连、特别是主干网接入 以太网桥：互连粗缆、细缆 TR网桥：互连16Mbps、4Mbps FDDI网桥：互连FDDI、以太网 传统网桥 基于软件、性能不高、市场并不大 但是，网桥的体系结构是当前众多“无IP网关”的基础 6.1.2 网桥的基本特点 流量隔离 网桥各端口的流量相对隔离 只有必要的帧才被网桥中继 这一原则使 网桥可以用于互连 网桥更可用于分段！ 6.1.3 交换机的诞生 交换机的基本特点 硬件化、高性能的网桥 ASIC：大大加速收发、过滤、转发 交换矩阵：多路同时传输的能力 端口密集、线速转发、线速过滤 交换机主要用于分段和隔离 分段化：隔离了冲突域，（注意：网段segment） 极大的提高：总吞吐量、站点数量、网络直径 交换机迅速地开辟了一个巨大的新市场！ 6.2 网桥标准 基本标准：IEEE Std 802.1D-2004 802.1D标准经历了多次修改和增补 网桥标准的制定当前仍处于活跃期 主要是网桥的功能扩展 试图将网桥延伸到运营商级的城域网 网桥标准就是： 局域网交换机的基本标准 交换式局域网的基本标准 6.2 网桥标准 标准经历了长期、持续的发展 IEEE Std 802.1D-1990 IEEE Std 802.1D, 1993 Edition IEEE Std 802.1D, 1998 Edition IEEE Std 802.1D-2004 6.2 网桥标准 主要增补：802.1D, 1998 Edition IEEE P802.1p 优先级与加速数据 IEEE Std 802.1j 网管功能：CMIP协议 IEEE Std 802.6k 桥接DQDB IEEE Std 802.11c 桥接WLAN IEEE P802.12e 桥接100VG 6.2 网桥标准 主要增补：802.1D-2004 IEEE Std 802.1t-2001 接入验证 EtherType SNMP IEEE Std 802.1w-2001 RSTP IEEE 802.1H-1997 Ethernet V2 MAC桥 6.3 网桥概述 6.3.1 L2中继设备 6.3.2 桥接局域网 6.3.3 网桥的用途 6.3.1 L2中继设备 网桥又称MAC桥 网桥工作在MAC层，中继必要的MAC帧 网桥根据宿MAC地址判决是否应当中继 网桥是一种L2中继设备 MAC桥对网络层协议透明 MAC桥运行在MAC服务边界之下 因而对运行在边界之上的协议透明 诸如LLC协议或网络层协议 也可能不会完全透明 例如在MAC层提供QoS功能 6.3.2 桥接局域网 桥接局域网 Bridged Local Area Network 由网桥互连多个单独的局域网构成 各个局域网MAC技术和速率均可不同 桥接局网上各站点均认为位于一个LAN内 Station：站、站点、网络站 6.3.3 网桥的用途 桥接局域网可用于 a 互连不同类型MAC的LAN上的站点 b 显著提高LAN的直径或LAN的总体性能 c 分割物理LAN，方便监管或维护 d 验证LAN的接入 Validation e 提高MAC服务的可用性 6.4 网桥的工作原理 6.4.1 网桥的运行 6.4.2 网桥的参考模型 6.4.3 帧的接收与发送 6.4.4 转发过程 6.4.5 学习过程 6.4.6 过滤数据库 6.4.7 其它 6.4 网桥的工作原理 网桥是一种MAC层中继设备 使用宿MAC地址进行中继判决 根据端口收到帧中的宿地址决策中继 宿地址属于入端口的当然不转发 宿地址属于其它端口的转发到相应出端口 网桥使用学习机制，可自动发现网络拓扑 查看所有帧中的源地址并记录入库 中继时查询库中数据进行决策 网桥最大限度隔离了各个端口之间的流量 只进行必要的中继，中继流量尽可能少 6.4.1 网桥的运行 网桥运行的基本元素包括 帧的过滤与中继 过滤与中继决策所需信息的维护 管理协调上述功能 帧的中继功能 Relay Function 在各个端口之间转移MAC用户数据帧 动作包括：接收、丢弃、转发、排队、发送帧等 帧的过滤 从一个端口收到的某