交換機(jī)原理與交換機(jī)配置-畢業(yè)論文-

交換機(jī)原理與交換機(jī)配置9.1第二層交換9.1.1概述第二層是數(shù)據(jù)鏈路層，使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是交換機(jī)。交換機(jī)依據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，建立和維護(hù)MAC地址表。對目標(biāo)地址未知的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行洪泛。每個(gè)端口為1個(gè)沖突域，所有端口處于1個(gè)廣播域。轉(zhuǎn)發(fā)方式：直通轉(zhuǎn)發(fā)、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、碎片丟棄。9.1第二層交換9.1.2二層交換的局限性默認(rèn)情況下：一臺交換機(jī)的所有端口在同一個(gè)廣播域。多臺交換機(jī)相連時(shí)，也處于同一個(gè)廣播域，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)二層的廣播。9.1第二層交換9.1.3網(wǎng)橋與交換機(jī)比較網(wǎng)橋只有2個(gè)接口，交換機(jī)一般24口或48口。網(wǎng)橋用軟件創(chuàng)建和管理MAC地址表，交換機(jī)用硬件實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)橋只支持一顆生成樹，交換機(jī)可以支持很多生成樹。共同點(diǎn)：都是通過檢查源地址生成MAC地址表、都轉(zhuǎn)發(fā)二層的廣播。9.1第二層交換9.1.4二層交換的功能1.MAC地址學(xué)習(xí)讀取數(shù)據(jù)幀的源MAC地址、記錄幀進(jìn)入交換機(jī)的端口號。每條記錄打上時(shí)間標(biāo)記，刪除在標(biāo)記時(shí)間內(nèi)沒有使用的記錄。

2.數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)3.數(shù)據(jù)幀過濾MMAACC地址址學(xué)學(xué)習(xí)E1/0/1E1/0/2E1/0/3E1/0/4PCAPCBPCCPCD交換機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，MAC地址表內(nèi)無表項(xiàng)MMAACC地址址表表學(xué)習(xí)過程（1）PCA發(fā)出數(shù)據(jù)幀交換機(jī)把PCA發(fā)的幀中的源地址MAC_A與接收到此幀的端口E1/0/1關(guān)聯(lián)起來交換機(jī)把PCA的幀從所有其他端口發(fā)送出去（除了接收到幀的端口E1/0/1）E1/0/1E1/0/2E1/0/3E1/0/4PCAPCBPCCPCDPCA與PCB通信MMAACC地址址表表學(xué)習(xí)過程（2）PCB、PCC、PCD發(fā)出數(shù)據(jù)幀交換機(jī)把接收到的幀中的源地址與相應(yīng)的端口關(guān)聯(lián)起來E1/0/1E1/0/3PCAE1/0/2PCBPCCE1/0/4PCD數(shù)數(shù)據(jù)幀幀轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)----單播幀的轉(zhuǎn)發(fā)E1/0/1E1/0/2E1/0/3E1/0/4PCA發(fā)出目的到PCD的單播數(shù)據(jù)幀查表轉(zhuǎn)發(fā)（根據(jù)幀的目的MAC地址查MAC地址表，找對應(yīng)的端口號）交換機(jī)不在其他端口上轉(zhuǎn)發(fā)此單播數(shù)據(jù)幀PCAPCBPCCPCD廣廣播、、組組播和未知單播幀的轉(zhuǎn)發(fā)E1/0/1E1/0/2E1/0/3E1/0/4PCAPCCPCB

PCD交換機(jī)會(huì)把廣播、組播和未知單播幀從所有其他端口發(fā)送出去（除了接收到幀的端口）數(shù)數(shù)據(jù)幀幀的的過濾E1/0/1E1/0/3E1/0/4PCA發(fā)出目的到PCB的數(shù)據(jù)幀接收到幀時(shí)，交換機(jī)查找MAC地址表，如果發(fā)現(xiàn)幀的目的地址關(guān)聯(lián)到接收端口上，則丟棄此幀PCAPCBPCCPCDHub9.2生成樹協(xié)議（STP）目錄生成樹產(chǎn)生背景生成樹工作原理生成樹配置此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。9.2.1生成樹產(chǎn)生背景物理段A物理段B1111333PCAPCBSW

2

ASW

2

BSW

2

C路徑回環(huán)的影響廣播風(fēng)暴重復(fù)幀復(fù)制MAC地址表不穩(wěn)定此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。9.2.2

STP通過阻斷冗余鏈路來消除網(wǎng)絡(luò)中可能存在的路徑環(huán)路當(dāng)前路徑發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)激活冗余備份鏈路，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連通性物理段A物理段C物理段E物理段BROOT物理段D此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。9.2.2

STPSTP（SpanningTreeProtocol，生成樹協(xié)議）是用于在局域網(wǎng)中消除數(shù)據(jù)鏈路層物理環(huán)路的協(xié)議。通過在交換機(jī)之間交換BPDU（Bridge

ProtocolData

Unit，橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元），來完成生成樹的計(jì)算過程。SWASWBSWCBPDUBPDUBPDU此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。配置BPDU的生成和傳遞配置BPDU包含以下重要信息根橋ID（RootID）到根網(wǎng)橋的路徑開銷（RootPathCost）發(fā)送橋ID（BridgeID）發(fā)送端口ID（

PortID

）Hellotime根網(wǎng)橋發(fā)送BPDU的時(shí)間間隔，默認(rèn)2S

轉(zhuǎn)發(fā)延遲（Forwarddelay）端口在偵聽和學(xué)習(xí)狀態(tài)停留的時(shí)間間隔默認(rèn)15S交換機(jī)在初始時(shí)生成以自己為根橋（Root

Bridge）的配置BPDU，向外發(fā)送自己的配置BPDU網(wǎng)絡(luò)收斂后，根橋向外發(fā)送配置BPDU，其他的設(shè)備對該配置BPDU進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。根橋的選舉橋ID由橋優(yōu)先級（BridgePriority）和橋MAC地址（BridgeMacAddress）組成橋ID最小的交換機(jī)被選舉為根SWBBridgeID:

4196.0000-0000-0001SWABridgeID:

32768.0000-0000-0000SWCBridgeID:

0.0000-0000-0002此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。根路徑開銷根路徑開銷（RootPathCost）是到達(dá)根的路徑上所有鏈路開銷（Cost）的代數(shù)和非根橋上根路徑開銷最小的端口為根端口SWASWBSWC1000M1000M10MCost=20Cost=2000Root100ME0/2Cost=200E0/1E0/210ME0/1E0/2100ME0/1此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。端口角色的確定根橋上的所有端口為指定端口（

Designated

Port

）

非根橋上到根橋開銷最小的端口為根端口（Root

Port）每個(gè)物理段選出根路徑開銷最小的橋作為指定橋（

DesignatedBridge），連接指定橋的端口為指定端口不是根端口和指定端口的其余端口被STP置為阻塞狀態(tài)SWBSWCSWADPRootDPAPCost=10Cost=20Cost=30RPE0/1E0/2DPE0/1E0/2E0/2RPE0/1此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。通過橋ID決定端口角色SWASWCDPRPAPRootDPCost=10RPSWD在根路徑開銷相同時(shí)，所連網(wǎng)段指定橋ID最小的端口為根端口在根路徑開銷相同時(shí)，橋ID小的橋被選舉為物理段上的指定橋，連接指定橋的端口為指定端口DPCost=10BridgeID:

0.0000-0000-0002SWBBridgeID:

0.0000-0000-0001Cost=10RPDPDPCost=10AP此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。通過端口ID決定端口角色SWB在根路徑開銷、指定橋ID都相同的情況下，所連指定端口ID小的端口為根端口G0/1G0/2Cost=10Cost=10SWABridgeID:

0.0000-0000-0001RootG0/1G0/2此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。端口狀態(tài)此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。端口狀態(tài)遷移ListeningForwarding

Delay時(shí)間

LearningForwarding

Delay時(shí)間

Forwarding端口被選為指定端口或根端口后，需要從Blocking狀態(tài)經(jīng)Listening和Learning才能到Forwarding狀態(tài)默認(rèn)的Forwarding

Delay時(shí)間是15秒Blocking此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。生成樹的不足端口從阻塞狀態(tài)進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)必須經(jīng)歷兩倍的Forwarding

Delay時(shí)間如果網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化頻繁，網(wǎng)絡(luò)會(huì)頻繁地失去連通性SWBSWCSWADPDPRPDPRPServer每次拓?fù)渥兓?，我都至少?0秒的時(shí)間無法訪問服務(wù)器！此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。RSTPRSTP（Rapid

Spanning

Tree

Protocol，快速生成樹協(xié)議）是STP協(xié)議的優(yōu)化版RSTP具備STP的所有功能

RSTP可以實(shí)現(xiàn)快速收斂·

在某些情況下，端口進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的延時(shí)大大縮短，從而縮短了網(wǎng)絡(luò)最終達(dá)到拓?fù)浞€(wěn)定所需要的時(shí)間。此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。RSTP改進(jìn)（1）

增加備份根端口角色Cost=20Cost=10SWAG0/1G0/2G0/1SWASWB

SWB原根端口不再是根端口，而原來是阻塞狀態(tài)的端口被選為根端口時(shí)，故障恢復(fù)的時(shí)間就是根端口的切換時(shí)間，無需延時(shí)RootG0/1G0/2Cost=30G0/1G0/2Cost=20G0/2此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。RSTP改進(jìn)（2）SWASWBSWB如果端口被選為非邊緣指定端口，且交換機(jī)之間是點(diǎn)對點(diǎn)鏈路，則交換機(jī)需要發(fā)送握手報(bào)文，對端返回一個(gè)贊同報(bào)文后，端口

進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。G0/1G0/1SWAG0/1G0/1握手贊同此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。RSTP改進(jìn)（3）增加邊緣端口角色SWASWB端口被選為邊緣指定端口后，無時(shí)延的快速進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。G0/1G0/1SWAG0/1STP、RSTP的問題Trunk鏈路上實(shí)際上運(yùn)行著多個(gè)VLAN所有VLAN共用一棵生成樹無法實(shí)現(xiàn)不同VLAN在多條Trunk鏈路上的負(fù)載分擔(dān)PCB所有VLAN均在此阻塞SWASWBSWCServerPCAVLAN

10VLAN

20MSTPMSTP（MultipleSpanningTreeProtocol，多生成樹協(xié)議）將多個(gè)VLAN捆綁到一個(gè)實(shí)例，每個(gè)實(shí)例生成獨(dú)立的生成樹在多條Trunk鏈路上實(shí)現(xiàn)VLAN級負(fù)載分擔(dān)SWBSWCSWA

Server實(shí)例A:VLAN1~10實(shí)例B:VLAN11~20PCBPCAVLAN

10VLAN

20此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。三種生成樹協(xié)議特性的比較MSTP具有RSTP的快速收斂，同時(shí)又具有負(fù)載分擔(dān)機(jī)制MSTP兼容STP和RSTP此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。三種生成樹協(xié)議的端口狀態(tài)對比ForwardingLearningListeningBlockingForwarding

Delay時(shí)間Forwarding

Delay時(shí)間ForwardingLearningDiscardingForwarding

Delay時(shí)間Forwarding

Delay時(shí)間STPRSTP/MSTP此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。STP基本配置[Switch]stp

enable開啟設(shè)備STP特性[Switch-Ethernet1/0/1]stp

disable關(guān)閉端口的STP特性[Switch]stp

mode{stp

|

rstp

|

mstp}配置STP的工作模式此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。STP可選配置[Switch]

stp

[

instance

instance-id

]

priority

priori配置當(dāng)前設(shè)備的優(yōu)先級[Switch-Ethernet1/0/1]stp

edged-port

enable配置端口為邊緣端口此頁標(biāo)題禁止有多級標(biāo)題，更不要出現(xiàn)所在章節(jié)的名稱。此頁標(biāo)題要簡練，能直接表達(dá)出本頁的內(nèi)容。

內(nèi)容頁可以除標(biāo)題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。STP配置示例核心接入用戶SWASWBSWCE1/0/1[SWA]stp

enable[SWA]stp

priority

0[SWB]stp

enable[SWB]stp

priority

40