交换机原理与应用.ppt

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1、交换机原理与应用一、基本以太网1、以太网标准：以太网是Ethernet的意思，过去使用的是十兆标准，现在是百兆到桌面，千兆做干线。常见的标准有：10BASE-2细缆以太网10BASE-5粗缆以太网10BASE-T星型以太网100BASE-T快速以太网1000BASE-T千兆以太网2、接线标准星型以太网采用双绞线连接，双绞线是8芯，分四组，两芯一组绞在一起，故称双绞线。8芯双绞线只用其中4芯：1、2、3、6。常见接线方式有两种：568B接线规范：白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕12345678568A接线规范：白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕1

2、2345678将568B的1和3对调，2和6对调，就得到568A。3、接线方法两边采用相同的接线方式叫做平接，两边采用不同的接线方式叫扭接。不同的设备之间连接，使用平接线；相同的设备连接使用扭接线。电脑、路由器与集线器、交换机连接时使用平接线。这是因为网线中的4条线，一对是输入，一对是输出，输入应该与输出对应。如果将1和3连接，2和4连接，相当于自己的输出送给自己的输入。这样可以使网卡进入工作状态，阻止空接口关闭，而影响有些程序的运行。二、交换机原理与应用1、冲突域和广播域交换机是根据网桥的原理发展起来的，学习交换机先认识两个

3、概念：(1)冲突域：冲突域是数据必然发送到的区域。HUB是无智能的信号驱动器，有入必出，整个由HUB组成的网络是一个冲突域。交换机的一个接口下的网络是一个冲突域，所以交换机可以隔离冲突域。(2)广播域：广播数据时可以发送到的区域是一个广播域。交换机和集线器对广播帧是透明的，所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域。路由器的一个接口下的网络是一个广播域。所以路由器可以隔离广播域。2、交换机原理(1)端口地址表端口地址表记录了端口下包含主机的MAC地址。端口地址表是交换机上电后自动建立的，保存在RAM中，并且自动维护。交换机隔离

4、广播域的原理是根据其端口地址表和转发决策决定的。(2)转发决策交换机的转发决策有三种操作：丢弃、转发和扩散。丢弃：当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃。转发：当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发。扩散：当某端口下的主机访问未知端口下的主机时要扩散。每个操作都要记录下发包端的MAC地址，以备其它主机的访问。(3)成存期：生成期是端口地址列表中表项的寿命。每个表项在建立后开始进行倒记时，每次发送数据都要刷新记时。对于长期不发送数据主机，其MAC地址的表项在生成其结束时删除。所以端口地地表记录的总是最活动的主机的MA

5、C地址。3、交换网络中的环以太网是总线或星型结构，不能构成环路，否则会产生两个严重后果：(1)产生广播风暴，造成网络堵塞。(2)克隆帧会在各个口出现，造成地址学习(记录帧源地址)混乱。解决环路问题方案:(1)网络在设计时，人为的避免产生环路。(2)使用生成树STP(SpanningTreeProtocol)功能，将有环的网络剪成无环网络。STP被IEEE802规范为802.1d标准。生成树协议术语(1)网桥协议数据单元：BPDU(BridgeProtocolDataUnit)BPDU是生成树协议交换机间通讯的数据单元，用于确定

6、角色。(2)网桥号：BridgeID交换机的标识号，它由优先级和MAC地址组成，优先级16位，MAC地址48位。(3)根网桥：Rootbridge根网桥定义为网桥号最小的交换机，根网桥所有的端口都不会阻塞。(4)根端口：Rootport非根网桥到根网桥累计路径花费最小的端口，负责本网桥与根网桥通讯的接口。(5)指定网桥：Designatedbridge网络中到根网桥累计路径花费最小交换机，负责收发本网段数据。(6)指定端口：Designatedport网络中到根网桥累计路径花费最小的交换机端口，根网桥每个端口都是指定端口。(7

7、)非指定端口：NonDesignatedport余下的端口是非指定端口，它们不参与数据的转发，也就是被阻塞的端口。(根端口是从非根网桥选出，指定端口是网段中选出)。生成树协议的状态：生成树协议工作时，所有端口都要经过一个端口状态的建立过程。生成树协议通过BPDU广播，确定各交换机及其端口的工作状态和角色，交换机上的端口状态分别为：关闭、阻塞、侦听、学习和转发状态。(1)关闭状态：Disabled不收发任何报文，当接口空连接或人为关闭时处于关闭状态。(2)阻塞状态：Blocking在机器刚启动时，端口是阻塞状态(20秒)，但接收

8、BPDU信息。(3)侦听状态：listening不接收用户数据(15秒)，收发BPDU，确定网桥及接口角色。(4)学习状态：learning不接收用户数据(15秒)，收发BPDU，进行地址学习。(5)转发状态：Forwarding开始收发用户数据，继续收发BPDU和地址学习,