第十章层2交换技术ppt课件.ppt
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1、第十章 层2交换技术,Part.1 以太网交换机基础,什么是以太网,计算机网络分2类:采用点到点连接的网络和采用广播信道的网络。以太网就是一种典型的广播网络。 以太网由施乐公司PARC研究中心于1973年5月22日首次提出,经过不断的发展和创新,已成为世界上最流行的局域网技术。,以太网与CSMA/CD,CSMA/CD是广播式以太网共享传输介质的理论基础。 CSMA/CD规定一个想传输数据的节点必须执行以下步骤: 监视信道直到其空闲; 传输数据,并监视信道是否有冲突发生; 如果检测到冲突发生,则停止传输并发出一个冲突信号到网络上,以便其它节点知道网络上有冲突,再等待一个随机的时间,然后回到第一步
2、。,以太网络与802.3标准,IEEE 802.3标准规定了以太网的物理层和数据链路层的MAC子层。 IEEE 802.3规定的以太网物理层: 10BASE-5 使用粗同轴电缆,最大传输距离为500m; 10BASE-2 使用细同轴电缆,最大传输距离为200m; 10BASE-T 使用非屏蔽双绞线,最大传输距离为100m; 10BASE-F 使用光缆,最大传输距离为2000m;,以太网络与802.2标准 逻辑链路控制层LLC,IEEE 802.2规定的以太网链路层之LLC子层(802.2帧格式):,LLC,MAC,数据链路层,网络层,物理层,比特流,数据包,注意:IEEE802.2 LLC逻辑
3、链路控制子层隐藏了各种802网络(如802.3、802.4、802.5、802.11等等)之间的差别,向网络层提供了一个统一的格式和接口。,3种常用的802.3连接方式,1、10Base-5:总线型结构,使用粗缆和收发器连接主机。 2、10Base-2:总线型结构,使用细缆和无源BNC T型接头连接主机。 3、10Base-T:总线型(或星型)结构,双绞线和集线器连接主机。,局域网分段,冲突域: 广播域: 局域网分段:影响局域网性能的两个常见问题是过高的冲突和过多的广播。“分段”将网络分割成较小的段。网桥、交换机和路由器通过将冲突域分割成较小的部分,从而降低对带宽的竞争,减少冲突。路由器还有一
4、个好处,它可以划分更小的广播域。,局域网分段设备,地址学习生成转发表 帧的转发/过滤 环路防止,交换机的三个功能,交换机的地址学习,最初开机时MAC地址表是空的 1900 最大mac地址表可存1024个. 一旦地址表满, 就会洪泛所有到新MAC地址的帧,直到现存地址条目老化为止. Mac地址表条目默认老化时间是300秒,以下命令可改变老化时间: wg_sw_a(config)#mac-address-table aging-time ? Aging time value,MAC地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.
5、4444,E0,E1,E2,E3,A,B,C,D,交换机的地址学习,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),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,交换机的地址学习,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E3 该数据帧转发到除
6、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),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,交换机如何过滤帧,交换机A发送数据帧给主机C 在地址表中有目标主机,数据帧不会泛洪而直接转发,E0: 0260.8c01.1111,E2: 0260.8c01.2222,E1: 0260.8c01.3333,E3: 0260.8c01.4444,0260.8c01.1111,026
7、0.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,X,X,D,C,A,B,MAC地址表,主机D发送广播帧或多点帧 广播帧或多点帧泛洪到除源端口外的所有端口,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,广播帧和多点传送帧,MAC地址表, 2002, Cisco Systems
8、, Inc. All rights reserved.,16,Patr.2 生成树协议,冗余网络拓扑,冗余拓扑消除了由于单点故障所引致的网络不通问题 冗余拓扑却带来了广播风暴、重复帧和MAC地址表不稳定的问题,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,交换机 A,交换机 B,主机 X 发送一广播信息,广播风暴,服务器/主机 X,路由器 Y,网段2,网段1,广播帧,广播风暴,交换机 A,交换机 B,主机 X 发送一广播信息,服务器/主机 X,路由器 Y,广播帧,网段2,网段1,交换机不停地发出广播信息,广播风暴,交换机 A,交换机 B,服务器/主机 X,路由器 Y,网段2,网段1,广播帧
9、,重复帧,主机X发关一单点帧给路由器Y 路由器Y的MAC地址还没有被交换机A和B学习到,交换机 A,交换机 B,服务器/主机 X,路由器 Y,单点帧,网段1,网段2,主机X发送一单点帧给路由器Y 路由器Y的MAC地址还没有被交换机A和B学习到 路由器Y会收到同一帧的两个拷贝,重复帧,交换机 A,交换机 B,服务器/主机 X,路由器 Y,单点帧,单点帧,单点帧,网段1,网段2,主机X发送一单点帧给路由器Y 路由器Y的MAC地址还没有被交换机A和B学习到 交换机A和B都学习到主机X的MAC地址对应端口0,端口 0,端口1,端口0,端口1,MAC地址表不稳定,交换机 A,交换机 B,服务器/主机 X
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