交换（转发）.ppt

第9章 网络互连与设备选型 9.1 网络互联概述 9.1.1 网络互联的目的 9.1.2 网络互联的要求 2．网络互联主要解决的问题 不同的传输介质； 不同的拓扑结构； 不同的介质访问控制方式； 不同的网络编址方式； 不同的分组长度； 不同的协议功能； 不同的路由选择技术； 不同的数据格式； 不同的服务形式等。 9.2 网络互联设备 网络设备在OSI体系中的位置 网络设备的功能层次 9.2.3 集线器(HUB) 多端口的中继器，工作在物理层 功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大 可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备 特点： 具有与中继器同样的特点 可改变网络物理拓扑形式：总线连接→星形连接 逻辑上仍是一个总线型共享介质网络 端口数：8，12，16，24 集线器的类型：按是否可管理划分 智能HUB 允许用网管软件对其进行管理的集线器，它内部包含有CPU等智能控制部件。可以为不同设备提供灵活的传输速率 。 在需要进行网络管理的中大型网络系统中，一般都要求使用智能集线器（后面将要介绍的网络交换机也需要是智能化的）。 非智能（普通） HUB 不能用网管软件进行管理的集线器。 小型网络为降低成本，一般使用普通集线器。 集线器的类型：按速度划分 传统集线器 传输速度为10Mb/s（10Base-T网络） 快速以太网集线器 传输速度为100Mb/s （100Base-T网络） 10/100M自适应集线器 传输速度自适应 内部有两个网段：10M和100M，集线器根据连接速度将主机连接到不同网段上。 网段之间用交换方式连接。 保护投资，便于升级 以集线器为核心的网络的特点 所有主机共享带宽 无法限制冲突和广播 适用于小型网络 例：用集线器搭建简单的网络 以1台服务器，3台PC机为例： 一台HUB 4块UTP接口的网卡 4台PC机 8个RJ45接头（水晶头） 若干米UTP双绞线 9.2.3 网桥 存储转发设备，工作在数据链路层 用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独的物理网络 具有惟一的网络地址 根据路径选择方法，有两种网桥： 透明网桥（Transparency Bridge） 由网桥负责路由选择，网桥和路由对站点透明 以太网中最常用 源选径网桥（Source Routing Bridge） 由源站点负责路由选择，网桥和路由对站点不透明 1）透明网桥 工作原理 网桥有寻址和路由选择能力，路由选择采用查表法： 网桥内的转发表描述了到达每个站点的路由； 转发表主要由端口号和站点MAC地址组成。 工作原理 对于从端口收到的每个报文，查看其目的MAC地址，并与转发表对照： 若目的MAC地址在接收端口的表项中，则丢弃报文——过滤； 若目的MAC地址在某一端口的表项中，则把报文转发到与该端口连接的网段——交换（转发）； 若目的MAC地址不在表中，则向接收端口外的其他所有端口广播该报文——广播。 网桥转发的例子：A→B， A→C 转发表的建立 刚加电时转发表为空； 在转发过程中逆向自学习路由； 逆向学习——检查收到的报文的源MAC地址： 若收到的报文的源MAC地址不在转发表中，则插入到表中。 每个表项的生存期都是有限的： 在一段时间内未收到以同一MAC地址为源地址的报文时，该表项被删除，以适应网络拓扑的变化。 想一想：如前图，当刚打开电源时，若站点A向站点C发送了一个报文，网桥是如何转发该报文的？ 生成树(Spanning tree)算法 用来构造一个逻辑上的无环网络 实现方法：屏蔽网络中的冗余桥接口 计算时，通过发送和接收BPDU（Bridge Protocol Data Unit）来交换网桥信息 计算过程： 1.推选根网桥——通常是标识号最小的网桥； 2.决定每个网桥的根端口——到达根网桥代价最小的端口； 3.决定指定网桥——每个网络中具有最小根路径代价的网桥； 4.决定各网络的指定端口——指定网桥与网络连接的端口； 5.把各网络的非指定端口置为阻塞状态。 当网络拓扑发生改变时，所有网桥将重新计算生成树。 2）源选径网桥 源路由选择原理 由源站点负责路由选择； 源站点通过发送探测帧来发现路由； 探测帧将沿每一条可能的路径扩散传播； 每一个源选径网桥都会将路由信息插入探测帧的头部。 探测帧到达目的站点时，目的站点把探测帧中的路由信息作为响应返回； 源站点把收到的第一个响应帧中的路由信息作为到达目的站点的最佳路由。 路由信息形式：LAN，网桥，LAN，网桥，…… 形式的编号序列。 透明网桥和源选径网桥的比较 网桥的优缺点 优点： 可实现不同类型的LAN互连； 能够隔离错误帧，不会使错误扩散； 限制了冲突域的范围； 隔离故障。 缺点： 无法控制广播； 只能用存储转发方式，速度比较慢； 无流量控制，负载重时会出现丢帧