网络上课-交换机原理

以太网交换机原理V1.1课程目标通过本章的学习,你可以有以下收获:掌握交换机的工作原理和过程了解环路的危害了解交换机避免环路的方式交换机的工作原理环路带来的问题解决环路问题的方法透明桥的工作原理Station

ASegment

A1/11/2Segment

BStation

B交换机有着透明桥相同的特点交换机的三个功能

地址学习转发/过滤避免环路地址学习最开始的地址表是空的MAC

地址表A：00d0.d001.1111C：00d0.d001.2222B：00d0.d001.3333D：00d0.d001.4444E0E1E2E3Station

A

发送一个帧（frame）给Station

C交换机从端口E0

学习到station

A

的MAC

地址将该帧做

“

（flooding）”

转发。C：00d0.d001.2222B：00d0.d001.3333D：00d0.d001.4444MAC

地址表E0:

00d0.d001.1111E0E1E2E3地址学习A：00d0.d001.1111A：00d0.d001.1111C：00d0.d001.2222

D：00d0.d001.4444Station

C

回应一个帧（frame）给Station

A交换机从端口E2

学习到station

C

的MAC

地址B：00d0.d001.3333MAC

地址表E0:

00d0.d001.1111E2:

00d0.d001.2222E0E1E2E3地址学习过滤C：00d0.d001.2222

D：00d0.d001.4444Station

A

发送一个帧（frame）给station

C目标地址已经知道,

不再

“

”

发送，直接从

E2端口发送出去。E2:

00d0.d001.2222E0:

00d0.d001.1111E1:

00d0.d001.3333E3:

00d0.d001.4444A：00d0.d001.1111B：00d0.d001.3333E0E2E3XE1XMAC

地址表A：00d0.d001.1111C：00d0.

d001.2222B：00d0.d001.3333D：00d0.d001.4444E0:

00d0.d001.1111E2:

00d0.d001.2222E1:

00d0.d001.3333E3:

00d0.d001.4444E0

E1E2

E3MAC

address

table广播和多播帧StationD

发送一个广播或多播帧（frame）给C交换机将广播（broadcast）或多播（multicast）帧“泛洪”转发给其他所有端口（不包括进来的那个端口)。课程大纲交换机的工作原理环路带来的问题解决环路问题的方法AccessLayerDistributionLayerSW

1LinkALink

BSW

2保证网络的可靠性Segment

1Server/host

XRouter

YSegment

2在冗余拓扑中，出现了环路（loop）冗余拓扑冗余拓扑Segment

2环路（loop）带来的问题：广播风暴帧的重复交换机MAC

地址表的不稳定Segment

1Server/host

XRouter

YSegment

1Server/host

XRouter

YBroadcastSwitch

ASwitch

BSegment

2Host

X

发送一个广播帧广播风暴Segment

1Server/host

XRouter

YBroadcastSwitch

ASwitch

BSegment

2Host

X

发送一个广播帧广播风暴Segment

1Server/host

XRouter

YBroadcastSegment

2交换机不断的转发该广播帧Switch

ASwitch

B广播风暴Segment

1Server/hostRouter

YUnicastSwitch

ASegment

2Host

X

发送一个单播帧到Router

Y任何一台交换机都没有学到过Router

Y的MAC地址Switch

B出多个重复的帧Segment

1Server/host

XRouter

YUnicastSegment

2Host

X

发送一个单播帧到Router

Y任何一台交换机都没有学到过Router

Y的MAC地址Router

Y

将收到两个完全一样的重复帧Switch

ASwitch

BUnicastUnicast出多个重复的帧Segment

1Server/host

XRouter

YUnicastUnicastSwitch

APort0Switch

BPort1Port0Segment

2Host

X发送一个单播帧到

Router

Y任何一台交换机都没有学到过Router

X的MAC地址Switch

A

和B

从各自的port0学到Router

X的MAC地址Port

1MAC

地址表的不稳定Segment

1Server/host

XRouter

YUnicastUnicastSwitch

APort0Port1Port0SwitchBPort1Segment

2任何一台交换机都没有学到过Router

Y的MAC地址该帧被

（flooding）转发Switch

A

和B

错误的从port1学到Router

X的MAC地址MAC

地址表的不稳定环路问题面对这么多的环路，怎么办？Server/hostWorkstationsLoopLoopLoopBroadcast课程大纲交换机的工作原理环路带来的问题解决环路问题的方法环路解决办法1：网络结构BRAS园区交换机：T40G/3228/3252/3206/

3928/3952/3906等汇聚交换机：T160G/T64G/T40GGEFE/GEIP城域网以太汇聚层用户接入层驻地网DSLAM：8220/9210等GEFE/GESR

PE采用星型结构组建交换网络，从根本上防范物理环路的产生生成树协议能够发现并自动消除冗余网络拓扑中的环路。Blockx环路解决办法2:

生成树协议(Spanning-Tree

Protocol)xDesignated

port(F)Root

port(F)Designated

port(F)Nondesignated

port(B)Root

bridgeNonroot

bridge100baseT10baseT1.选出一个根桥Root（root

bridge）2.在一个链

选出指定端口DP（designated

port）3.在非根网桥上选出根端口RP（root

port)4.未成为指定端口或根端口的端口被阻塞，即阻隔端口，Blocked(blocked

port）。Spanning-Tree

的ZXR10配置STPzte#

configure

terzte(config)#

spanning-tree

enablezte(config)#

spanning-tree

mode

sstp在全局配置模式下启动生成树协议STP配置生成树协议的当前模式为sstpSTP的配置实例ABC1211212ZXR10-A#

configure

tZXR10-A(config)#

spanning-tree

enableZXR10-A(config)#

spanning-tree

mode

sstpSwitch

ASwitch

BZXR10-B#

configure

tZXR10-B(config)#

spanning-tree

enableZXR10-B(config)#

spanning-tree

mode

sstpSwitch

CZXR10-C#

configure

tZXR10-C(config)#

spanning-tree

enableZXR10-C(config)#

spanning-tree

mode

sstpSTP的配置实例ABC1211212ZXR10-A(config)#show

spanning-tree

instance

0Spanning

tree

enabled

protoco

TPRoot

ID:

Priority 32768;

Address

00d0.d0c2.0101o-Time 2

sec;

Max-Age

20

secForward-Delay

15

sec;RegRootID:

Priority 32768;

Address

00d0.d0c2.0101BridgeID:

Priority 32768;

Address

00d0.d0c2.0101o-Time 2

sec;

Max-Age

20

secForward-Delay

15

sec;

Max-Hops

20Message-Age 1

sec; RemainHops

20Interface

Prio.NbrName Port

ID

Cost

Sts

Role LinkType

Bound---------------------------------------------------------------------------fei_1/1

128.41

200000 Forward

Designated

p2p

SSTPfei_1/2

128.42

200000 Forward

Designated

p2p

SSTPZXR10-B(config)#show

spanning-tree

instance

0Name Port

ID

Cost

Sts

Role LinkType

Bound---------------------------------------------------------------------------fei_1/1

128.41

200000 Forward

Root

p2p

SSTPfei_1/2

128.42

200000 Forward

Designated

p2p

SSTPZXR10-B(config)#show

spanning-tree

instance

0Name Port

ID

Cost

Sts

Role LinkType

Bound---------------------------------------------------------------------------fei_1/1

128.41

200000 Forward

Root

p2p

SSTPfei_1/2

128.42

200000 Discard

Alternate

p2p

SSTPSTP的问题收敛速度慢

RSTP大型网络中的分组问题

MSTP需要大量的计算，严重耗费内存、CPU资源环路解决办法3：单端口环路检测作用：此功能能检测到交换机下接的用户或者交换机上的环回，从而对此端口进行处理，避免因下面用户或者设备的环回导致交换机广播风暴等异常，将影响限制到某个端口。单端口环路检测的工作原理交换机从某个端口发送一个检测报文，如果这个检测报文原封不动（或者仅打了一个tag头）地从这个端口接收回来，说明这个端口存在环路，交换机将自动关闭该端口。单端口环路检测的配置实例switchAswitchBFei_1/1ZXR10(config)#interfacefei_1/1ZXR10(config-if)#switchportmodetrunkZXR10(config-if)#switchporttrunk

vlan

1-2ZXR10(config-if)#exitZXR10(config)#loop-detect

interfacefei_1/1

enableZXR10(config)#loop-detect

interface

fei_1/1

vlan

1-2

enableZXR10(config)#show

loop-detect

interface-detail

fei_1/1isLoopnoisProtecteddisableisMonitorenableportNum24reopenTime600counter158isUpenablenpNum1loopVlan0vlanRange12环路解决方法