CCNA思科网络技术学院教程-第6章_以太网技术和以太网交换.ppt

第六章以太网技术和以太网交换 主要内容 介绍桥接和交换技术 生成树协议 STP 6 110Mbit s和100Mbit s以太网 10Base5 100BaseTX 10BaseT 100BaseFX Media MaximumSegmentLength Topology Connector 50 ohmcoax thick 500meters Bus 100meters Star Star Point to Point EIA TIACat3 4 5UTP2pair EIA TIACat5UTP2pair 62 5 125micronmulti modefiber AUI ISO8877 RJ 45 Duplexmedia interfaceconnector MIC ST ISO8877 RJ 45 400meters 100meters IEEE 802 3a 802 3i 802 3u 802 3u 6 2吉比特和10G比特以太网 1000Base T 1000Base LX 1000Base SX 10GBase S L E Media MaximumWorkLength IEEE coding Cat5e 6UTP4pair 100meters 802 3ab 550meters 62 5 50 10fiber 8B1Q44D PAM5 8B 10BNRZ 5kmeters 62 5 50 10fiber 62 5 50 10fiber 2 30kmeters 802 3z 802 3z 802 3ae 8B 10BNRZ 8B 10B64B 66Betc 6 3以太网交换技术 1 交换机原理通过端口学习MAC地址建立MAC地址表将接收的帧经过过滤处理后转发 交换机如何学习主机位置 开始交换机的MAC地址表是空的 MAC地址表 0260 8c01 1111 0260 8c01 2222 0260 8c01 3333 0260 8c01 4444 E0 E1 E2 E3 A B C D 交换机如何学习主机位置 工作站A向工作站C发送数据帧交换机将E0端口和帧的源地址即工作站A的MAC地址写入表中由于不知道工作站C在何处 所以向其他的端口复制转发 又称泛射 MACaddresstable 0260 8c01 1111 0260 8c01 2222 0260 8c01 3333 0260 8c01 4444 E0 0260 8c01 1111 E0 E1 E2 E3 D C B A 交换机如何学习主机位置 StationDsendsaframetostationCSwitchcachesstationDMACaddresstoportE3bylearningthesourceAddressofdataframesTheframefromstationDtostationCisfloodedouttoallportsexceptportE3 unknownunicastsareflooded MACaddresstable 0260 8c01 1111 0260 8c01 2222 0260 8c01 3333 0260 8c01 4444 E0 0260 8c01 1111 E3 0260 8c01 4444 E0 E1 E2 E3 D C A B 交换机如何过滤数据帧 StationAsendsaframetostationCDestinationisknown frameisnotflooded E0 0260 8c01 1111 E2 0260 8c01 2222 E1 0260 8c01 3333 E3 0260 8c01 4444 0260 8c01 1111 0260 8c01 2222 0260 8c01 3333 0260 8c01 4444 E0 E1 E2 E3 X X D C A B MACaddresstable 广播和多播帧 StationDsendsabroadcastormulticastframeBroadcastandmulticastframesarefloodedtoallportsotherthantheoriginatingport 0260 8c01 1111 0260 8c01 2222 0260 8c01 3333 0260 8c01 4444 E0 E1 E2 E3 D C A B E0 0260 8c01 1111 E2 0260 8c01 2222 E1 0260 8c01 3333 E3 0260 8c01 4444 MACaddresstable 6 3以太网交换技术 2 switchingmodestore and forwardcut throughfragment free 6 3以太网交换技术 多个连接 产生环路 易发生广播风暴 解决方案 STP生成树协议 避免环路 3 广播风暴 BroadcastStorms 以太网帧无休止的循环复制 造成网络拥塞 瘫痪 Solution Spanning TreeProtocol Providesaloopfreeredundantnetworktopologybyplacingcertainportsintheblockingstate Block阻塞 x 6 4STP生成树协议 1 STP SpanningTreeProtocol 由规范IEEE802 1D规定 是指通过生成树的算法 暂时切断所有冗余的连接 使网络拓扑生成一个树的结构 消除网络循环 即保证从树的一点到其它任何一点只有一条路径 STP使用一种称为网桥协议数据单元BPDU bridgeprotocoldataunit 它携带一些必要的信息在整个网络中进行多目广播 通过BPDUs的信息 完成生成树 2 BPDU 3 生成树的过程 所有连接的网桥通过多播发送BPDUs 通告自己的网桥ID 找到具有最低网桥ID网桥 并选举这个网桥为根网桥 rootbridge 即 树干 计算非根网桥到根网桥的路径开销 cost 选择与根网桥连接的具有最低开销的端口为根端口 rootport 选择其他网桥到根网桥具有最低路径开销的端口为指定端口 designatedport 该网桥为指定网桥 designatedbridge 其他与根网桥相连的端口为非指定端口 Nondesignatedport 设置根端口 指定端口转发数据 forwarding 非指定端口阻塞 blocking 4 端口状态 阻塞 blocking 侦听 listening 学习 learning 转发 forwarding 禁用 deny 阻塞和转发 阻塞 blocking 的端口并没有被禁止 deny 只是不转发数据 但能接收STP呼入的帧 一旦网络拓扑发生变化 比如转发数据的端口或线路失效 阻塞的端口很快转换为转发 forwarding 状态 使网络连通 继续转发数据 这也是冗余备份 redundancy 的基本原理 我们也称热备份 阻塞的端口经过侦听 学习两个状态后 变为转发状态 网络从断开到重新连通 这段时间称为网络的收敛 convergence 显然这个收敛时间越小越好 SwitchYDefaultpriority32768MAC0c0022222222 SwitchXDefaultpriority32768MAC0c0011111111 生成树协议端口状态 Rootbridge x Port0 Port1 Port0 Port1 100baseT 10baseT Designatedport F Rootport F Nondesignatedport B Designatedport F SwitchYMAC0c0022222222Defaultpriority32768 SwitchXMAC0c0011111111Defaultpriority32768 Port0 Port1 Port0 Port1 SwitchZMac0c0011110000Defaultpriority32768 Port0 Canyoufigureout Whatistherootbridge Whatarethedesignated nondesignated androotports Whicharetheforwardingandblockingports 100baseT 100baseT Spanning Tree SwitchYMAC0c0022222222Defaultpriority32768 SwitchXMAC0c0011111111Defaultpriority32768 Port0 Port1 Port0 Port1 SwitchZMac0c0011110000Defaultpriority32768 Port0 Canyoufigureout Whatistherootbridge Whatarethedesignated nondesignated androotparts Whicharetheforwardingandblockingports 100baseT 100baseT Spanning Tree Designatedport F Rootport F Nondesignatedport BLK Designatedport F Rootport F 6 5局域网的扩展技术 LAN的节点数目过多会引发网络拥塞 例如 塞车 1 VLAN技术 Segmentation网段划分Flexibility扩展性Security安全性 3rdfloor 2ndfloor 1stfloor SALES HR ENG AVLAN Abroadcastdomain Logicalnetwork subnet VLAN虚拟局域网技术 SwitchB GreenVLAN BlackVLAN RedVLAN Trunk 每个逻辑VLAN像一个独立的物理桥各VLAN可以横跨多个交换机Trunks管道为多个VLAN运载交通信息 FastEthernet 2 Trunk管道协议 使用协议 IEEE802 1QISL Cisco专用 配置 干线连接的两端 VLANTagstrippedbyforwardingport VLANTagaddedbyincomingport Trunk 3 VLAN间通信 使用三层设备 如 多层交换机 路由器 6 6用PowerPoint绘制网络拓扑图 介绍校园网 C3550 12G 中心管理机房 图书馆 CERNETInternet 市内校总部 图示说明 1000M 100M 拨号访问 综合楼1 综合教学大楼2 学生宿舍个楼 1 7宿舍 大连理工大学城市学院校园网网络拓扑图 数据库服务器 文件服务器 认证 网管 100M 1000M 10 100M 多媒体教室 IP TV 100M 1000M Internet 远程教育 IP TV 教学监督 IP TV VOD服务器 WEB Mail服务器 100M 100M WLAN 无线用户 无线局域网交换机 C3550 12T CERNETInternet 市内校总部 1000M ADSL 综合教学楼1 综合教学大楼2 学生宿舍个楼 2 7宿舍 大连理工大学城市学院校园网网络拓扑图 数据库服务器 文件服务器 认证 网管 100 1000M 1000M 10 100M 1000M Internet VOD服务器 WEB Mail服务器 计算机机房 100M