第5章－交换和生成树协议

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1、交换和生成树协议SwitchingandSTP熊金波jbxiong@fjnu.edu.cn福建师范大学软件学院问题的提出(Bringforwardsomeproblems)IwanttosendaframetohostY.服务器/主机Y网段1网段2服务器/主机X路由器Z问题1：交换的方式有哪些？交换由什么实现？交换机的功能有哪些？问题2：为了提高网络性能，可以采取冗余拓扑结构，其主要优点是什么？但却给网路带来物理环路，环路能导致哪些问题？如何解决？教学目标（Objectives）5.1第2层交换(TheLayer2Switching)5.2生成树协议(Spanning

2、TreeProtocol)5.1第2层交换(TheLayer2Switching)5.1.1交换基础(BasicofSwitching)5.1.2第2层交换的优越性和局限性(Theadvantageanddisadvantageofthelayer2switching)5.1.3两种交换方法(TwoSwitchingMethods)5.1.4交换机三种交换功能(ThreeSwitchFunctions)5.1.1交换基础(BasicofSwitching)1第2层交换是在LAN上使用设备硬件地址对网络进行分段的过程Thelayer2switchingisaproces

3、swhichuseMACaddresstosubnetinLAN.2交换技术能将大的冲突域分隔为小的冲突域Switchingtechnologycanseparatethemajorconflictdomainintosmallseparateconflictdomain.3生成树协议可以防止在第2层交换式网络中产生环路Spanning-TreeProtocolcanpreventloopinThelayer2switchingnetwork.4交换机实现第2层交换Switchesimplementthelayer2switching.5.1.2第2层交换的优越性(T

4、headvantageofthelayer2switching)基于硬件的桥接(ApplicationSpecificIntegratedCircuits,ASIC)线速(Wirespeed)低延迟(Low-latency)低成本(Low-cost)5.1.2第2层交换的局限性(Thedisadvantageofthelayer2switching)1默认不能分隔广播域(cannotseparatebroadcastdomain)2广播、组播、以及生成树协议的慢收敛，降低了网络性能，因此，第2层交换机不能完全取代路由器(broadcast、multicastandST

5、P’sslowconvergence,reducingthenetworkperformance,so,switchescannotcompletelyreplacetherouters)5.1.3两种交换方法（TwoSwitchingMethods）5.1.3存储转发特征（Store-and-forwardFeature）1.在转发之前整个帧被接收Theentireframeisreceivedbeforeanyforwardingtakesplace.2.由于交换开始之前要接收完整个帧，较大的数据帧延迟会较大Latencyisgreaterwithlarger

6、framesbecausetheentireframemustbereceivedbeforetheswitchingprocessbegins.5.1.3直通特征（Cut-throughFeature）1.在接收完整帧之前，帧就被转发。Theframeisforwardedthroughtheswitchbeforetheentireframeisreceived.2.最快的是只要读到目的地址就转发。Ataminimumtheframedestinationaddressmustbereadbeforetheframecanbeforwarded.3.这种模式降低

7、了延迟，但是不进行检错Thismodedecreasesthelatencyofthetransmission,butalsoreduceserrordetection.直通转发的类型：一、快速转发（Fast-forward）二、无碎片方式（Fragment-free）地址学习（Addresslearning）决定转发或过滤帧（Forward/Filterframedecision）避免环路（Loopavoidance）5.1.4交换机的三种交换功能(ThreeSwitchFunctions)5.1.4交换机学习主机地址（SwitchLearnHo