交换机的基本结构和功能
配置时注意: 1. 使用同一模块连续的接口 2. 接口属性和工作模式相同
2 交换机配置
PC2 PC1
STP的配置
1.启用生成树
S2126G(config)#spanning-tree
2.配置交换机优先级
S2126G(config)#spanning-tree priority <0-61440>
F0/1
C
F0/2
0260.8c01.2222
F0/3 F0/4
0260.8c01.3333
D
0260.8c01.4444
主机之间互相发送数据,交换机会学习数据帧 的源MAC地址。
交换机工作原理-MAC地址表形成
A
0260.8c01.1111
MAC 地址表
F0/1: 0260.8c01.1111 F0/4: 0260.8c01.4444
4、STP修剪与BPDU
STP修剪:STP协议可以通过STP算法来 动态的探测网络中存在的环路,自动的 调整网络的路径,并及时的控制备份链 路进入备份状态,此外STP协议还可以迅 速的调整或改变网络当前的拓扑结构, 并最终将网络修剪成‘一棵树’,不存 在环路,叫STP修剪。
STP修剪
STP修剪
MAC 地址表
A
0260.8c01.1111
F0/1
C
F0/2
0260.8c01.2222
F0/3 F0/4
B
0260.8c01.3333
D
0260.8c01.4444
交换机初始化时MAC地址表是空的。
交换机工作原理-MAC地址表形成
MAC 地址表
F0/1: 0260.8c01.1111
A
B
0260.8c01.1111
1.1.3 交换机的简单分类
1 根据OSI 参考模型来分: 第二层交换机 第三层交换机:“一次路由,多次交换”。 第四层交换机
2、根据交换机配置是否可变: 模块式 固定式
1.1.4 交换机在网络中连接和作用
1、交换机接口的种类: 以太交换机的端口主要是RJ45,通常的 种类有:10Base-T、 10Base-F、 100Base-TX、 100Base-T4、 100Base-T、 1000Base-FX、 1000Base-T、 100BaseFX等。
Switch1 Port1
Switch2
Port4
Switch3 Port5
Port2 ╳
Port6
PC1
PC2
BPDU
BPDU(Bridge Protocol Data Unit)桥协 议数据单元。 STP就是通过它来进行网络调整的, BPDU的配置信息是以组播的方式来进行 的。
4、根桥的选举
在伺机通过的基础上做了调整,即 在转发前过滤有包错误的分段(64B)
1.2.3 交换机冗余备份与环路管理
冗余备份与环路: 冗余备份与环路易产生: 1、广播风暴 2、多个广播帧副本
概念
1、广播 2、广播风暴以及引起的主要原因
一、广播风暴的形成 二、多个广播帧副本
1.2.3 冗余备份与环路
Switch1 Port1
F0/1 F0/2
XF0/3 XF0/4
B
0260.8c01.3333
D
0260.8c01.4444
已知单播帧: 过滤操作Filtering
B、MAC地址表的路由过滤
交换机接受到信息,先将Frame里 的MAC地址进行检查,如果存在MAC地址 表中,就按MAC地址表中地址进行转发, 没有则有交换机向其它所有的端口发送查询 信息,这就称为MAC地址表的路由过滤
2、交换机与交换式网络
定义:以交换机为网络中心的网络, 叫交换式网络
特点:每个端口属于一个独立的冲 突域,端口带宽独享,但所有端口 仍然属于同一个广播域,易产生广 播风暴。
防止广播风暴的技术:VLAN、STP等
1.2 交换技术基础
1.2.1 MAC地址数据库的建立和路由过滤
概念: MAC地址是固化在网卡内部用于唯 一标识网卡身份的,是网卡在生产时被永久 写入芯片的固定值。 表示方法: MAC地址通常用6B的十六进制 来表示,每个数之间用“-”或小数点分开, 如:00-F4-00-09-D1-C1或00.F4.00.09.D1.C1
1.2.2 局域网的三种帧交换技术
1、存储转发:完全接收后转发, 期间进行错误检查和MAC地址表的 路由过滤 缺点:数据帧时延较大
2、直通(伺机通过)
在接受数据帧读取数据帧的目的地址到缓 冲器中,进行MAC地址表的路由过滤,然后 转发。
缺点:削减了检错能力
3、自由分段即无碎片直通式(伺机通 过+错误检测)
1.1.2 交换机的作用与其外观和组成
一、交换机的作用: 交换机在网络中是信息中转站,它把
从某个端口接收到的数据从交换机的其他 端口发送出去,完成数据的交换。
二、外观和组成
1、外观
D-Link DES-1026G 快速以太网交换机 RMB:760
CISCO 千兆以太网交换机 RMB:26800
华为3com千兆智能弹性 交换机 RMB:30000
D
0260.8c01.4444
交换机工作原理-MAC地址表形成
A
0260.8c01.1111
C
0260.8c01.2222
MAC地址表
F0/1: 0260.8c01.1111 F0/2: 0260.8c01.2222 F0/3: 0260.8c01.3333 F0/4: 0260.8c01.4444
网卡、网线等
1.1.1 OSI参考模型与数据通信设备
根据OSI模型,每一层都有相应的协议来实 现特定的功能,完成数据交换: 逻辑上:各层数据的通信,是在源主机与 目的主机相应层之间进行的数据交换,屏蔽 了下层的细节。 实际上:各层数据的传送是从高层经过下 面的各层,依次被各层进行封装,最后通过 物理层来完成比特流的传送。
形成过程:根桥定时发送配置数据包,非根桥接 收到配置数据包并转发,如果某台交换机能够从 两个以上的端口接收到配置数据包,则说明交换 机到根桥的路径不止一条,这样便会构成环路。 此时交换机根据端口的配置,选出一个端口并阻 塞其它的端口以消除环路。
如果某个端口长时间接收不到配置数据包,交换 机认为该端口配置超时,网络拓扑可能改变。此 时从新计算网络拓扑,重新生成一棵树。
第三层
第二层 第一层
名称
应用层 表示层 会话层 传输层
网络层
数据链路层 物理层
协议数据单元 相应设备 名称
协议
Data Data Data Segment
Packet
四层交换机
路由器、三层交 换机
FTP Telnet SMTP。 。
TCP、 UDP
IP、IPX
Frame
交换机、网桥 LLC
bit
中继器、集线器 未指定
A
0260.8c01.1111
MAC 地址表
F0/1: 0260.8c01.1111 F0/2: 0260.8c01.2222 F0/3: 0260.8c01.3333 F0/4: 0260.8c01.4444
F0/1
F0/3
B
0260.8c01.3333
C
F0/2
0260.8c01.2222
F0/4
2、光纤
分类:单模光纤和多模光纤 定义:
模:是指以一定的角度进入光纤的一束光。 单模光纤:纤心很小,在给定的工作波长上 只能以单一模式传输,其传输的频带宽、容量 大。 多模光纤:在给定的工作波长上能以多个模 式同时传输的光纤。
常见的光纤
8.3微米的芯,125微米的外层,单模 62.5微米的芯,125微米的外层,多模 50微米的芯,125微米的外层,多模 100微米的芯,140微米的外层,多模
F0/1
F0/3
B
0260.8c01.3333
பைடு நூலகம்
C
0260.8c01.2222
F0/2
F0/4
D
0260.8c01.4444
未知单播帧,广播帧:执行广播操作Flooding
广播地址在数据链路层表示为FFFF.FFFF.FFFF ,该地址不会被交换机学习到,目的地址为该 地址的数据帧将被交换机扩散
交换机工作原理-MAC地址表形成
STP协议是以根桥为核心基础来构成网络 的主干和其它分支结构的。根桥是由STP 协议自动选举产生的, STP协议产生根 桥的原则为:
根桥必须具有最低的优先权ID与MAC地 址;
在运行STP协议的交换机上,端口分为: 已分配端口和未分配端口;
5、STP的端口的状态
STP的端口的状态: 禁用 不能接收BPDU信息,不能转发数据; 阻塞 能接收BPDU信息,不能转发数据; 侦听 可监听和接收BPDU信息,不能转发; 学习 可接收和发送BPDU信息,建立MAC 地
A、MAC地址表的建立
1、源主机向目的主机发送查询信息; 2、交换机记录下源MAC地址,然后向其他的端 口发送查询信息; 3、目的主机接收到查询信息,通过交换机直接与 源主机进行对话,交换机记录下目的主机的MAC 地址。 4、两台主机实行点对点的通信; 5、定时刷新。
交换机工作原理-MAC地址表形成
2、主要思想和原理
主要思想:当网络中存在备份链路的时 候,只允许主链路激活,如果主链路断 开,才启动备份链路。
STP的基本做法:就是生成“一棵树”, 树只有主干和分支,而不存在有环路。 树的根就是一个被称为根桥的交换机。
3、STP的生成
根据设置不同,不同的交换机会被选为根桥,但 任一时刻只能有一个根桥。由跟桥开始,逐级形 成一棵树。