各主机的MAC地址是存储在交换机的MAC地址表中的。.ppt

3.3 交换技术基础 3.3.1 MAC地址数据库的建立与路由过滤 在交换式网络中，各主机的MAC地址是存储在交换机的MAC地址表中的。交换机在工作过程中，会向MAC地址表不断写入新学到的MAC地址。一旦交换机掉电或重新上电，其内部的MAC地址表会自动清空后又重新建立。 1.MAC地址表的建立 2.MAC地址表的路由过滤 3.3.2局域网的三种帧交换方法 1.存储转发 一个完整的帧接受完才转发，同时进行差错校验。故线路传输延迟时间长。 2.伺机通过 边接受边通过。 在接受整个数据帧之前读取数据帧的目的地址到缓冲区，随后再在地址列表里进行适当的过滤。 3.自由分段 在转发数据前，过滤有包错误的冲突分段。 3.3.3 冗余备份与环路 1.广播风暴 在一些较大的网络中，一台设备能够将数据包转发给网络中所有其他站点的技术成为广播。广播的 MAC地址是： FF-FF-FF-FF-FF-FF 当大量广播流同时在广播中传播时，便会发生数据包的碰撞。随后，网络试图缓解这些碰撞并重传更多的数据包，结果导致全网的可用带宽阻塞，并最终使得网络失去连接而瘫痪。这一过程成为广播风暴。 广播风暴的形成：如图示。 组播：与广播不同的是，高层协议能够通过组播向多个可选目标发送流量，大多数情况下，以太网将组播看成广播。 2.多个广播帧副本 广播风暴会造成目的主机会收到某个广播帧的多个副本，交换机也会出现通过不同端口接收到同一个广播帧的多个副本的情况。 3.4 生成树协议（STP协议） 主要思想：当网络中存在备份连接时，只允许主链路激活，如果主链路因故障而被断开后，备用链路才会打开。 3.4.1 STP协议原理 基本做法是生成“一棵树”，树的根是一个称为根桥的交换机。 不同的交换机都有可能成为根桥，但任意时刻，只能有一个根桥。由根桥开始，逐级形成一棵树，根桥定时发送配置数据包，非根桥接受配置数据包并转发。如果某台交换机能够从两个以上的端口接受到配置数据包，则说明从该交换机到根的路径不止一条，这样便构成了循环。 此时交换机根据端口的配置选出一个端口并把其他的端口阻塞，消除循环。当某个端口长时间不能接受到配置数据包时，交换机认为该端口的配置超时，网络拓扑可能已经改变，需重新计算网络拓扑，重新生成一棵树。 1.STP修剪与BPDU BPDU：叫接受桥协议数据单元。 2.生成树操作 交换机的STP 操作可以分为如下三个步骤： 选择根桥 计算到达根桥的最短路径 选择活跃端口在STP中的角色类型 A 选择根桥 STP最关心的就是根标识（ID（根可以是网桥或交换机）和路径的开销。交换机启动的时候，假定自己就是根桥，并且将自己的交换机ID设定为根ID。路径开销代表到达根网桥的路径开销。决定根桥的基础是交换机ID：2字节的优先级字段和6字节的MAC地址。在生成树中，如果交换机ID的数值越小，成为根桥的概率越高。在默认配置中，优先级字段的数值是32768，所有交换机的优先级字段都具有相同的配置，则决定根桥的基础就是MAC地址。谁的MAC地址低就由谁来作根桥。若优先权不是默认值，先比较优先权。优先权低的将成为根桥。 B 计算到达根桥的最短路径 每台计算机都将计算它到根桥的所有路径，并且选择其中最短的路径。指向根桥的下一跳交换机就是指定交换机，连接指定交换机的端口被选定为根端口，这是因为该端口是交换机到达网桥的最短路径上的端口。 C 选择活跃端口在STP中的角色类型 通过计算到达根的最短路径开销，交换机能够决定哪个端口处于转发状态和哪个端口处于阻塞状态。通过阻塞某些端口，不仅可以使得生成树保持无环路状态，还可以在端口发生故障的时候提供冗余。 STP在交换讲哈的各个端口上发送配置报文，这些报文称为BPDU，它包含STP配置的必要信息。 3.4.2 STP的端口状态 当交换机完成初始化后，为避免形成环路，STP会使一些端口直接进入阻塞状态。当网络中主链路发生故障时，网络的拓扑结构就会发生变化，处于阻塞状态的端口就会通过BPDU了解到变化，端口的状态立刻从阻塞状态转变到学习状态，完成MAC地址表的建立后成转发状态，并在转变过程中经历侦听与学习两个状态，最终转为正常的工作模式。 * * MAC地址表的建立 switch1 switch2 switch3 port1 port5 port7 port8 port3 port6 备份连接与环路 STP 协议通过使用STP算法来动态的探测网络中存在的环路，自动调整网络中的备份路径，并及时控制其进入备份状态。 switch1 switch2 switch3 port1 por