网络设备配置与管理 教学课件 作者 甘刚 第09章 交换原理与交换机配置.pptx

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1、第九章交换原理与交换机配置第二层交换——概述9.1.1交换机工作在OSI七层网络模型中的数据链路层，因此交换机对数据包的转发是建立在MAC（MediaAccessControl）地址基础之上的，对于IP网络协议来说，它是透明的，即交换机在转发数据包时，不知道也无须知道信源机和信宿机的IP地址，只需知其物理地址即MAC地址。当交换机收到一个目标地址未知的数据包，就是说目的MAC地址不能在其MAC地址表中找到时，交换机会把IP数据包从它每一个端口中送出去。第二层交换——局限性9.1.2虽然网桥、交换机可分开冲突域，但不能分开广播域，这是二层交换的局限性。二层的交换机和网桥快于三层的路由器因

2、为它们不花费额外的时间字查看三层包头信息，相反，它们查看帧的硬件地址然后决定是转发还是丢弃.每个端口为1个冲突域，所有的端口仍然处于1个大的广播域里。第二层交换——桥接与LAN交换的比较9.1.3网桥基于软件，而交换机基于硬件（ASIC）来进行过滤操作一个交换机可以看作多个端口的网桥每个网桥只支持一个生成树，而交换机可以支持很多个交换机的端口比大多数的网桥要多交换机和网桥都转发二层的广播交换机和网桥都是通过检查收到的帧的源地址来学习MAC地址交换机和网桥都是基于二层的地址来做转发决定第二层交换——三个功能9.1.4地址学习当读取新MAC地址时它们被学习并存储在CAM（Content-A

3、ddressableMemory，内容可寻址存储器）。工作过程中，如果读取到在CAM中没有登记学习的源地址时，此MAC地址被学习并存储到CAM中以备将来使用。转发或过滤据MAC地址表从相应接口转发出去回环避免广播风暴：交换机会转发广播帧到所有的端口（除进入端口外）重复帧拷贝：冗余路径的存在，主机可能会从不同的路径接收到相同的帧，造成资源的浪费MAC地址表表项不稳定：冗余链路导致MAC地址表的表项不惟一生成树协议（STP)9.2STP（生成树协议，SpanningTreeProtocol）的主要任务是防止2层的循环，STP使用生成树算法（spanning-treealgorithm，ST

4、A）来创建个拓扑数据库，然后查找出冗余连接并破坏它。介绍STP术语STP：bridges之间交换BPDU信息来检测循环，并通过关闭接口的方式来破坏循环。根桥：拥有最好的bridgeID即为根桥，网络中的一些诸如哪些端口被堵塞（block）哪些端口作为转发模式的决定都由根桥来决定非根桥：不是根桥的全为非根桥，交换BPDUs来更新STP拓扑数据库bridgeID：用于STP跟踪网络中的所有switches，这个ID由bridge优先级（priority）和MAC地址符合而成，优先级默认为32768，ID最低的即为根桥BPDU：所有的switches通过交换这些信息来选择根switch根端口

5、：与根桥直接相连的端口，或者是到根桥最短的接口指定端口：耗费低的端口，作为转发端口端口耗费：带宽来决定非指定端口：耗费较高，为堵塞模式（blockingmode），即不转发帧转发端口：用来转发帧转发端口：不转发帧，用来防止循环的产生，可以监听(listen)帧生成树协议（STP)——如何工作9.2.1生成树操作STP的任务就是查找出网络中的所有连接，关闭一些会造成循环的冗余连接STP首先选根桥然后查找根端口根网桥选举bridgeID被用来选择根桥，默认优先级都是32768。推荐修改该值来选根桥。如果优先级一样，MAC地址低的将被选择。选举根端口根据开销选择根端口，开销基于每条线路的带宽

6、来计算生成树的路径花费与带宽关系如下表：链路带宽路径花费（新修订IEEE标准）路径花费（以前的IEEE标准）10Gbit/s211Gbit/s41100Mbit/s191010Mbit/s100100生成树的端口状态堵塞（blocking）、监听（listening）、学习（learning）、转发（forwarding）、禁用（disabled）汇聚所有端口变迁到非转发或堵塞状态时，网络开始收敛。此时所有的数据不能被传送保证全网范围内的数据一致性生成树协议（STP)——建立一棵初始生成树9.2.2启用stp协议工作：启用STPswitch(config)#spanning-treee

7、nable关闭stp协议工作:全局禁止STPswitch(config)#spanning-treedisable设置forward-time命令：设置stp的转发时间switch(config)#spanning-treeforward-time2400switch(config)#nospanning-treeforward-time设置hello-time：bpdu包的发送时间间隔switch(config)#spanning-treeh