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第五章 第二层交换及 STP

第五章 第二层交换及 STP. 第二层交换简介 生成树协议 STP STP 配置实验演示. 1.1 二层交换简介. 基于数据链路层的数据包转发，采用二层地址寻址 第二层交换机的三种交换功能： 地址学习 转发 / 过滤决定 避免环路. 地址学习. 转发 / 过滤表 —— 存放设备 MAC 与交换机接口的对应关系. E0/3. MAC 转发 / 过滤表： E0/0: E0/1: E0/2 E0/3 交换机初次加电时， MAC 转发 / 过滤表是空的. E0/0. E0/1. E0/2. 主机 A. 主机 B. 主机 C. 主机 D.

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第五章 第二层交换及 STP

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Presentation Transcript

  1. 第五章 第二层交换及STP • 第二层交换简介 • 生成树协议STP • STP配置实验演示

  2. 1.1 二层交换简介 基于数据链路层的数据包转发，采用二层地址寻址 第二层交换机的三种交换功能： • 地址学习 • 转发/过滤决定 • 避免环路

  3. 地址学习 转发/过滤表——存放设备MAC与交换机接口的对应关系 E0/3 MAC 转发/过滤表：E0/0: E0/1: E0/2 E0/3 交换机初次加电时，MAC转发/过滤表是空的 E0/0 E0/1 E0/2 主机A 主机B 主机C 主机D 图5.1交换机上空的转发/过滤表

  4. 地址学习 E0/3 E0/1 E0/1 E0/2 MAC 转发/过滤表：E0/0: 000A Step 2 E0/1: 000B Step 4 E0/2: E0/3: 步骤1 3 3 3 4 主机A 主机B 主机C 主机D 图5.2 交换机学习主机的地址

  5. 地址学习 MAC转发/过滤表的形成过程： 1.主机A向B发送一个帧，主机A的MAC：000A 主机B的MAC：000B 2.交换机在E0/0接口上收到帧，并将源地址放入MAC地址表中 3.目的地址不再数据库中，帧被转发到所有的接口 4.主机B收到帧并响应，交换机在E0/1接口上收到帧，并将源地址放入MAC地址表中 5.主机A和B实现点到点连接，只有这两台设备会收到帧，C和D不会看到，数据库中也没有他们的地址，因为他们还没有向交换机发送帧。

  6. 转发/过滤决定 Switch#show mac address-table vlan mac address ports 1 0005.dccb.d74b Fa0/4 1 000a.f467.9e80 Fa0/5 1 000a.f467.9e8b Fa0/6 Fa0/3 Fa0/4 Fa0/5 Fa0/6 D C A B 图5.3 转发/过滤表

  7. 转发/过滤决定 A发送一个数据帧到主机D： 1.主机A的mac地址不在转发/过滤表中，交换机将其MAC地址与端口添加到地址表中 2.D的地址在地址表中，交换机直接将帧转发到主机D，不会转发到所有其他的接口，节省带宽——帧过滤 如果交换机的转发/过滤表中没有目的MAC地址，交换机就会将帧扩散到除了接收帧的多有接口上

  8. 避免环路 交换机间的冗余链路导致以下问题： 1. 广播风暴 交换机通过互联网络无止境扩散广播帧。 广播 图5.4 广播风暴

  9. 避免环路 2. 多帧复制 A 路由器C 单播帧 路由器通过不 同的网段两次 接收单播帧， 产生额外开销 单播帧 单播帧 交换机A 交换机B 图5.5 多帧复制

  10. 避免环路 3. MAC地址表不稳定 避免环路的方法： 生成树协议——STP

  11. 1.2 生成树协议——STP 基本思想： 运行STP算法，阻断冗余接口，构建无环转发树。 • 生成树术语 • 生成树操作 • 生成树的端口状态 • 其他生成树协议 • 实验演示

  12. 生成树术语 • 根桥——桥ID最低的交换机 • BPDU——桥协议数据单元，交换机间的交换信息，通过参数比较选举根桥 • 桥ID——桥优先级 默认优先级+MAC决定 • 非根桥——除根桥外，所有其他的交换机都是非根桥 • 端口开销——取决于链路的带宽，用于决定端口的状态 • 根端口——直接连到根桥的链路所在的端口。 • 指定端口——最低开销的端口，被标记为转发端口 • 非指定端口——开销比指定端口高的端口，被置为阻塞状态 • 转发端口——能够转发帧的端口 • 阻塞端口——只能监听不能转发帧

  13. 生成树操作 1. 根桥选举 最低的桥ID： 交换机的默认优先级+MAC 2. 根口选举 最低的根路径代价：Cost值累加 3. 选举指定端口 最低发送者桥ID，最低发送者端口ID

  14. 生成树端口状态 • 阻塞 ——不转发只监听，交换机加电时所有端口默认为阻塞 • 侦听——处于侦听状态，没有MAC表，准备转发 • 学习——侦听BPDU，学习所有路径，形成MAC地址表 • 转发——学习状态结束，进行数据帧的转发 • 禁用——不参与STP

  15. STP实例 上海 2 保定 1 车费：25 车费：30 枢纽 北京 0 车费：10 车费：10 石家庄 3 车费：10 车费：60 广州 4 车费：20 郑州 5 石家庄——广州？

  16. STP实例 S3：C2650 Priority：32768 MAC:0009.b7a4.b181 指定端口 根桥 A B F0/2 F0/1 根端口 Cost:19 Cost:19 根端口 F0/15 F0/15 F0/5 F0/5 Cost:19 F0/13 F0/13 S1：C3750 Priority：32768 MAC:0018.ba11.f500 S2：C3750 Priority：32768 MAC:0018.ba11.f502 阻塞端口 图5.5 STP 生成树实例

  17. 其他生成树协议 • MSTP • 多个VLAN一棵生成树 • 降低CPU负载 • RSTP • 实验演示

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