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时间:2018-10-19
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1、以太网物理拓扑的发现方法~教育资源库 以太网技术是第二层网络技术,其网络发现到目前还没有成熟的技术和方法。现有的网管如HPOpenView无法提供第二层的网络发现,并且各厂家的网管不能互通,如Cisco的CWSI和3ComTrancend等,须采用专用的协议或方法来实现。 目前,运行在第二层的通用协议有VLAN和SpanningTree生成树等,其主要设备是以太网交换机。根据网络的拓扑结构,用以太网交换机组成的LAN一般有3种运行模式:运行SpanningTree协议、不运行SpanningTree协议以及混合式。本文以混合模式为例,结合网桥和SpanningTree
2、的基本原理,介绍一种简单的LAN物理网络拓扑的发现方法。 为方便讨论,在此假定由以太网交换机组成的LAN不支持VLAN技术。如图1所示,将靠近路由器R1的交换机B1设为优先级最低的DRDesignatedRoot,指定的根。B1、B2和B3形成一个环路,其上运行SpanningTree协议;对于不运行SpanningTree协议的LAN,一般成树型结构,不能有闭环连接,如B1、B4和B5为单链路级连,不运行SpanningTree协议。 在LAN物理网络拓扑发现以前,网段的网关地址是已知的,如本例中的61.140.216.254。为方便起见,我们假设所有以太网交换机的管理
3、IP地址是已知的,即手工加入的,也可通过SNMP协议发现。如图1所示的61.140.216.253、61.140.216.245、61.140.216.246、61.140.216.215和61.140.216.219共5台以太网交换机的IP地址是已知。 为方便说明,本文将网关看作LAN的根。两台交换机直连时,将靠近根的交换机称作上游交换机,另一台称作下游交换机。下面论述LAN物理拓扑发现的方法。 1通过网管向所有交换机发Clear命令,清除交换机上所有的包转发表。 从桥的基本原理得知,以太网交换机动态学习通过它的数据包的MAC地址,并生成包转发表,转发表包含了目的MAC
4、对应的目的端口号。由于交换机管理IP地址之间可能会进行一些相互的访问(如ping或telnet等操作),各个交换机的包转发表比较复杂。为使问题简单化,我们先把各个交换机的包转发表清除掉,让交换机重新学习并生成包转发表,然后继续下面的操作。 2利用路由器R1的ARP地址解析协议表,得到所有交换机的管理IP地址所对应的MAC地址以太网物理地址。 为保证ARP表包含所有交换机的MAC地址,可以执行ping广播地址命令,如ping61.140.216.255假定图1中管理子网的网模为61.140.216.128。路由器接收到该命令后,将从目的地61.140.216.12
5、9开始执行ping命令,直到61.140.216.255结束。此时,路由器的ARP表是最全、最新的,见表1。 表1执行Ping命令后的网关路由器ARP表 3从各个交换机中获得包转发表并进行分析。 表2是从交换机B1上得到的包转发表。此表已根据步骤2的结果进行必要的过滤,只保留了与交换机的管理MAC地址有关的条目。 表2交换机B1上的包转发表 由表2可知,在交换机B1上,只有通过F0/24端口才能到达MAC地址为00e0.1ece.1bd2的交换机或路由器。同理可知到达其他交换机的端口。通过这个简单的方法可以得到以B1为中心的星型网络结构。 但是还存在多个MAC地
6、址同一目的端口的情况,如表2中,0090.0416.d8f8B5和0800.4ecc.89d8B4都是通过F0/18到达的,这种情况说明存在交换机级连。对交换机B1而言,B5和B4通过同一目的端口F0/18,而到网关的端口号是F0/24,这说明B4和B5是B1的下游交换机,并且两者级连。 下面通过分析B4和B5交换机上的MAC转发表来判断B4和B5交换机的连接情况。交换机B4上的MAC转发表见表3同样只保留了与交换机管理MAC地址有关的条目。 表3交换机B4上的MAC转发表 表3中没有与交换机B1对应的条目,这是因为发自B1的管理IP地址的数据包一般不通过B4,
7、即上游交换机的数据包一般不通过下游交换机。这样,下游交换机的MAC转发表中不会拥有上游交换机的MAC转发条目。但每台交换机上都有指向网关的MAC转发条目因执行了ping61.140.216.255命令。由表3可知,到达交换机800.4ecc.89d8B5的目的端口是F0/25,而到达00e0.1ece.1bd2的端口是F0/24。这说明B5是B4的下游交换机,B4与上游交换机B1的端口是F0/24。根据B2、B3和B5交换机的MAC转发表,同理可以判断出B2、B3和B5到
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