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交换机原理与应用 一、基本以太网 1、以太网标准： 以太网是Ethernet的意思，过去使用的是十兆标准，现在是百兆到桌面，千兆做干线。 常见的标准有： 10BASE-2 细缆以太网 10BASE-5 粗缆以太网 10BASE-T 星型以太网 100BASE-T 快速以太网 1000BASE-T 千兆以太网 2、接线标准 星型以太网采用双绞线连接，双绞线是8芯，分四组，两芯一组绞在一起，故称双绞线。 8芯双绞线只用其中4芯：1、2、3、6。 常见接线方式有两种： 568B接线规范： 白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕 1 2 3 4 5 6 7 8 568A接线规范： 白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕 1 2 3 4 5 6 7 8 将568B的1和3对调，2和6对调，就得到568A。 3、接线方法 两边采用相同的接线方式叫做平接，两边采用不同的接线方式叫扭接。 不同的设备之间连接，使用平接线；相同的设备连接使用扭接线。 电脑、路由器与集线器、交换机连接时使用平接线。 这是因为网线中的4条线，一对是输入，一对是输出，输入应该与输出对应。 如果将1和3连接，2和4连接，相当于自己的输出送给自己的输入。 这样可以使网卡进入工作状态，阻止空接口关闭，而影响有些程序的运行。 二、交换机原理与应用 1、冲突域和广播域 交换机是根据网桥的原理发展起来的，学习交换机先认识两个概念： (1)冲突域： 冲突域是数据必然发送到的区域。 HUB是无智能的信号驱动器，有入必出，整个由HUB组成的网络是一个冲突域。 交换机的一个接口下的网络是一个冲突域，所以交换机可以隔离冲突域。 (2)广播域： 广播数据时可以发送到的区域是一个广播域。 交换机和集线器对广播帧是透明的，所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域。 路由器的一个接口下的网络是一个广播域。所以路由器可以隔离广播域。 2、交换机原理 (1)端口地址表 端口地址表记录了端口下包含主机的MAC地址。端口地址表是交换机上电后自动建立的， 保存在RAM中，并且自动维护。 交换机隔离广播域的原理是根据其端口地址表和转发决策决定的。 (2)转发决策 交换机的转发决策有三种操作：丢弃、转发和扩散。 丢弃：当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃。 转发：当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发。 扩散：当某端口下的主机访问未知端口下的主机时要扩散。 每个操作都要记录下发包端的MAC地址，以备其它主机的访问。 (3)成存期： 生成期是端口地址列表中表项的寿命。每个表项在建立后开始进行倒记时，每次发 送数据都要刷新记时。对于长期不发送数据主机，其MAC地址的表项在生成其结束时删除。 所以端口地地表记录的总是最活动的主机的MAC地址。 3、交换网络中的环 以太网是总线或星型结构，不能构成环路，否则会产生两个严重后果： (1)产生广播风暴，造成网络堵塞。 (2)克隆帧会在各个口出现，造成地址学习(记录帧源地址)混乱。 解决环路问题方案: (1)网络在设计时，人为的避免产生环路。 (2)使用生成树STP(Spanning Tree Protocol)功能，将有环的网络剪成无环网络。 STP被IEEE802规范为802.1d标准。 生成树协议术语 (1)网桥协议数据单元：BPDU(Bridge Protocol Data Unit) BPDU是生成树协议交换机间通讯的数据单元，用于确定角色。 (2)网桥号：Bridge ID 交换机的标识号，它由优先级和MAC地址组成，优先级16位，MAC地址48位。 (3)根网桥：Root bridge 根网桥定义为网桥号最小的交换机，根网桥所有的端口都不会阻塞。 (4)根端口：Root port 非根网桥到根网桥累计路径花费最小的端口，负责本网桥与根网桥通讯的接口。 (5)指定网桥：Designated bridge 网络中到根网桥累计路径花费最小交换机，