第8章第二层交换和生成树协议课件
28页1、第八章 第二层交换和生成树协议(STP),第二层交换技术 生成树协议(STP) 配置交换机,第2层交换和第3层交换,第2层LAN交换机只根据OSI数据链路层(第2层)MAC地址执行交换和过滤。第2层交换机对网络协议和用户应用程序完全透明。 第3层交换机不仅使用第2层MAC地址信息来作出转发决策,而且还可以使用IP地址信息。 第3层交换机还能够执行第3层路由功能,从而省去了 LAN上对专用路由器的需要。,交换机的三个功能,交换机使用ASICs(专用集成电路) 来创建和管理MAC地址 表,二层交换的主要功能: 1、地址学习(address learning):通过查看帧的源MAC 地址来加进一个叫做转发/过滤表的MAC地址数据库里, MAC地址表也叫做CAM(内容可访问)表。 2、转发/过滤决定(forward/filter decisions):当一个接口收到一个帧的时候,switch 在MAC 地址数据库里查看目标MAC 地址和出口接口,然后转发到符合条件的那个目标端口去。 3、环路避免(loop avoidance):假如有冗余的连接,可能会造成循环的产生;STP(生成树) 就是被用
2、来避免环路的。,交换机如何学习主机的位置,最初开机时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的位置,主机A发送数据帧给主机C 交换机通过学习数据帧的源MAC地址,记录下主机A的MAC地址 对应端口E0 该数据帧转发到除端口E0以外的其它所有端口 (不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式) 在MAC地址表中的MAC地址缺省存留5分钟.,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0: 0260.8c01.1111,E0,E1,E2,E3,D,C,B,A,MAC地址表,交换机如何学习主机的位置,主机D发送数据帧给主机C 交换机通过学习数据帧的源MAC地址,记录下主机D的MAC地址对应端口E03 该数据帧转发到除端口E3以外的其它所有端口 (不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式) 如果工作站C有回应,则交换机将缓存工作站C的MAC地址到MAC地址表中,
3、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,MAC地址表,数据帧的过滤,工作站A向工作站C发送数据帧. 由于目的MAC地址已经获得;因此,将按照CAM表中所指示的接口转发数据帧,不会扩散帧. 重新刷新工作站C的MAC地址超时时间.,过滤数据帧(继续),工作站A向工作站B发送数据帧. 由于工作站B的MAC地址和接收的数据帧处于相同的接口,交换机将丢弃这个帧.,广播域,二层交换机对所接收到的数据帧根据MAC地址进行二层转发,冲突域被限制到了一个端口上。但是无法限制广播域的大小。,工作站D发送广播或多播帧. 二层交换机的接口处于不同的冲突域,但却处于相同的广播域中,交换机对于多播或广播没有抑制的能力;因此,将向除了接收端口之外的所有其他端口扩散这个帧. 交换机从来也不学习多播或广播地址.,广播和多播数据帧,冗余消除了单点失效,实现了网络的弹性和高可用性. 冗余带来了广播风暴、相同帧的复制 、MAC地址表
4、不稳定等诸多问题,下面带领大家进行相应的分析.,冗余环境下的利与弊,主机X发送了一个广播包. 两台交换机持续的周而复始地繁殖广播流量,最终是网络瘫痪. 透明桥和交换机不是路由器,它不会对分组做任何修改,也不会记录到底经过了多少个交换机,如果网络中存在环路,分组有可能在环路中不断循环和增生,造成网络拥塞,导致网络中”路径回环”问题的产生.,广播风暴,主机X向路由器Y发送单播帧. 路由器Y的MAC地址还没有被交换机学习到. 路由器Y将接收到两个相同的帧. 大多数协议被设计为不接收相同的帧,如果收到相同,就认为是重传的帧,但实际并不是如此;因此,会造成协议运算错误.有的协议会交给上层协议处理,有可能产生严重的后果.,相同帧的不断复制,主机X发送单播帧给路由器Y. 交换机还没有学习到路由器Y的MAC地址. 交换机A和B都在端口0学到了. 两台交换机都从端口1扩散这个帧. 交换机和都从端口不正确地学习到了主机的地址.伴随着就是 地址的不断翻动,使包不能正确传递,MAC 地址表的不稳定,更复杂的拓扑结构可能导致多重回路 在第2层没有能够防止这种回路的机制,服务器/主机,工作站,回路,回路,回路,多
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