交换机理论概述精选PPT.ppt

《交换机理论概述精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《交换机理论概述精选PPT.ppt（40页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 Cisco Systems,Inc.6-1第1页，此课件共40页哦本章目标本章目标本章目标本章目标通过本章的学习，你应该掌握以下内容通过本章的学习，你应该掌握以下内容:能描述能描述2层交换层交换(桥接桥接)的运作的运作掌握交换机的工作原理掌握交换机的工作原理能描述回路问题能描述回路问题掌握掌握回路的解决办法回路的解决办法:生成树协议生成树协议掌握掌握2950系列交换机的配置和运作系列交换机的配置和运作配置一个配置一个VLAN配置配置VTP(VLAN Trunking Protocol)协议协议第2页，此课件共40页哦地址学习地址学习帧的转发帧的转发/过滤过滤回路防止回路防止交换机的三个功能交

2、换机的三个功能第3页，此课件共40页哦直通转发直通转发交换机检测到目标地址后即转发帧交换机检测到目标地址后即转发帧Frame片断转发片断转发(直通转发的修订版直通转发的修订版)Cat1900 的缺省模式的缺省模式交换机检测到帧的前交换机检测到帧的前64字节后即转发字节后即转发Frame存贮转发存贮转发完整地收到帧并检查无错后才转发完整地收到帧并检查无错后才转发FrameFrameFrame帧交换帧交换第4页，此课件共40页哦交换机如何学习主机的位置交换机如何学习主机的位置最初开机时最初开机时MAC地址表是空的地址表是空的MAC地址表地址表0260.8c01.11110260.8c01.2222

3、0260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3ABCD第5页，此课件共40页哦交换机如何学习主机的位置交换机如何学习主机的位置主机主机A发送数据帧给主机发送数据帧给主机C交换机通过学习数据帧的源交换机通过学习数据帧的源MAC地址，记录下主机地址，记录下主机A的的MAC地址地址 对应端口对应端口E0 该数据帧转发到除端口该数据帧转发到除端口E0以外的其它所有端口以外的其它所有端口(不清楚目标主机的单点传不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式送用泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0:02

4、60.8c01.1111E0E1E2E3DCBAMAC地址表地址表第6页，此课件共40页哦交换机如何学习主机的位置交换机如何学习主机的位置主机主机D发送数据帧给主机发送数据帧给主机C交换机通过学习数据帧的源交换机通过学习数据帧的源MAC地址，记录下主机地址，记录下主机D的的MAC地址对应端口地址对应端口E03该数据帧转发到除端口该数据帧转发到除端口E3以外的其它所有端口以外的其它所有端口(不清楚目标主机的单点传送用不清楚目标主机的单点传送用泛洪方式泛洪方式)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0:0260.8c01.

5、1111E3:0260.8c01.4444E0E1E2E3DCABMAC地址表地址表第7页，此课件共40页哦交换机如何过滤帧交换机如何过滤帧交换机交换机A发送数据帧给主机发送数据帧给主机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E0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.44440260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3X XX XDCABMAC地址表地址表第8页，此课件共4

6、0页哦主机主机D发送广播帧或多点帧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广播帧或多点帧泛洪到除源端口外的所有端口0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3DCABE0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.4444广播帧传送帧广播帧传送帧MAC地址表地址表第9页，此课件共40页哦冗余网络拓扑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

7、了广播风暴、重复帧和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地址表不稳定的问题网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y第10页，此课件共40页哦 广播广播交换机交换机 A交换机交换机 B主机主机 X 发送一广播信息发送一广播信息广播风暴广播风暴网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y第11页，此课件共40页哦广播广播广播风暴广播风暴交换机交换机 A交换机交换机 B主机主机 X 发送一广播信息发送一广播信息网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y第12页，此课件共40页哦 广播广播交换机不停地发出广播

8、信息交换机不停地发出广播信息广播风暴广播风暴交换机交换机 A交换机交换机 B网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y第13页，此课件共40页哦重复帧重复帧 单点帧单点帧主机主机X发关一单点帧给路由器发关一单点帧给路由器Y路由器路由器Y的的MAC地址还没有被交换机地址还没有被交换机A和和B学习到学习到交换机交换机 A交换机交换机 B网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y第14页，此课件共40页哦 单点帧单点帧主机主机X发送一单点帧给路由器发送一单点帧给路由器Y路由器路由器Y的的MAC地址还没有被交换机地址还没有被交换机A和和B学习到学习到路由

9、器路由器Y会收到同一帧的两个拷贝会收到同一帧的两个拷贝单点帧单点帧 单点帧单点帧重复帧重复帧交换机交换机 A交换机交换机 B网段网段 1网段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y第15页，此课件共40页哦单点帧单点帧 单点帧单点帧主机主机X发送一单点帧给路由器发送一单点帧给路由器Y路由器路由器Y的的MAC地址还没有被交换机地址还没有被交换机A和和B学习到学习到交换机交换机A和和B都学习到主机都学习到主机X的的MAC地址对应端口地址对应端口0端口端口 0端口端口1端口端口0端口端口1MACMAC地址表不稳定地址表不稳定交换机交换机 A交换机交换机 B网段网段 1网段网段 2服务器服务

10、器/主机主机 X路由器路由器 Y第16页，此课件共40页哦 Unicast主机主机X发送一单点帧给路由器发送一单点帧给路由器Y路由器路由器Y的的MAC地址还没有被交换机地址还没有被交换机A和和B学习到学习到交换机交换机A和和B都学习到主机都学习到主机X的的MAC地址对应端口地址对应端口0到路由器到路由器Y的数据帧在交换机的数据帧在交换机A和和B上会泛洪处理上会泛洪处理交换机交换机A和和B都错误学习到主机都错误学习到主机X的的MAC地址对应端口地址对应端口 1MACMAC地址表不稳定地址表不稳定 单点帧单点帧端口端口 0端口端口1端口端口0端口端口1交换机交换机 A交换机交换机 B网段网段 1网

11、段网段 2服务器服务器/主机主机 X路由器路由器 Y第17页，此课件共40页哦更复杂的拓扑结构可能导致多重回路更复杂的拓扑结构可能导致多重回路在第在第2层没有能够防止这种回路的机制层没有能够防止这种回路的机制服务器服务器/主机主机工作站工作站回路回路回路回路回路回路多重回路问题多重回路问题 广播广播第18页，此课件共40页哦回路的解决办法回路的解决办法:生成树协议生成树协议Spanning-Tree Protocol将某些端口置于阻塞状态就能防止冗余结构的网络拓扑中产将某些端口置于阻塞状态就能防止冗余结构的网络拓扑中产生回路生回路 阻塞阻塞x第19页，此课件共40页哦每个网络只能有一个根桥每个

12、网络只能有一个根桥每个非根桥只能有一个根端口每个非根桥只能有一个根端口每段只能有一个指派端口每段只能有一个指派端口x指派端口指派端口(F)根端口根端口(F)指派端口指派端口(F)非指派端口非指派端口(B)根桥根桥非根桥非根桥SW XSW Y100baseT 10baseT生成树运作生成树运作第20页，此课件共40页哦交换机交换机 Y缺省的优先级缺省的优先级 32768(8000 十六进制十六进制)MAC 0c0022222222交接机交接机 X缺省的优先级缺省的优先级 32768(8000 十六进制十六进制)MAC 0c0011111111 BPDUBPDU=Bridge protocol d

13、ata unit(缺省地每缺省地每2秒发送秒发送BPDU数据数据)根桥根桥=有最低桥识别码的桥有最低桥识别码的桥桥识别码桥识别码=桥优先级桥优先级+桥桥MAC地址地址例中，例中，哪个交换机的桥识别码最低哪个交换机的桥识别码最低?Root BridgeRoot Bridge的选择的选择第21页，此课件共40页哦交接机交接机 Y缺省的优先级缺省的优先级 32768MAC 0c0022222222交换机交换机 X缺省的优先级缺省的优先级 32768 MAC 0c0011111111Root bridgex端口端口 0端口端口1端口端口0端口端口1100baseT10baseT 指派端口指派端口(F)

14、根端口根端口(F)非指派端口非指派端口(B)指派端口指派端口(F)端口状态端口状态第22页，此课件共40页哦阻阻 塞塞侦侦 听听学学 习习转转 发发生成树会将每个端口的状态作以下变换生成树会将每个端口的状态作以下变换:生成树端口状态生成树端口状态第23页，此课件共40页哦连接速率连接速率代价代价(修订的修订的 IEEE 规范规范)代价代价(旧旧IEEE 规范规范)-10 Gbps 211 Gbps41100 Mbps191010 Mbps100100路径代价路径代价第24页，此课件共40页哦交换机交换机YMAC 0c0022222222缺省的优先级缺省的优先级 32768交换机交换机XMAC

15、0c0011111111缺省的优先级缺省的优先级 32768 端口端口0端口端口1端口端口 0端口端口1交换机交换机 ZMac 0c0011110000缺省的优先级缺省的优先级 32768端口端口 0请指出请指出:根桥根桥指派端口、非指派端口和根端口指派端口、非指派端口和根端口?各端口分别是转发还是阻塞状态各端口分别是转发还是阻塞状态?100baseT100baseT生成树生成树第25页，此课件共40页哦端口端口 0 100baseT100baseT指派端口指派端口(F)根端口根端口(F)非指派端口非指派端口(阻塞阻塞)指派端口指派端口(F)根端口根端口(F)请指出请指出:根桥根桥指派端口、非

16、指派端口和根端口指派端口、非指派端口和根端口?各端口分别是转发还是阻塞状态各端口分别是转发还是阻塞状态?生成树生成树交换机交换机YMAC 0c0022222222缺省的优先级缺省的优先级 32768交换机交换机XMAC 0c0011111111缺省的优先级缺省的优先级 32768 端口端口0端口端口1端口端口 0端口端口1交换机交换机 ZMac 0c0011110000缺省的优先级缺省的优先级 32768第26页，此课件共40页哦分段分段灵活性灵活性安全性安全性第三层第三层第二层第二层第一层第一层销售部销售部人力资源部人力资源部工程部工程部一个一个VLAN=一个广播域一个广播域=逻辑网段逻辑网

17、段(子网子网)VLANVLAN综述综述第27页，此课件共40页哦交换机交换机 A绿色绿色VLAN黑色黑色VLAN 红色红色VLAN每个逻辑的每个逻辑的VLAN就象一个独立的物理桥就象一个独立的物理桥VLANVLAN运作运作第28页，此课件共40页哦交换机交换机A交换机交换机B每个逻辑的每个逻辑的VLAN就象一个独立的物理桥就象一个独立的物理桥同一个同一个VLAN可以跨越多个交换机可以跨越多个交换机VLANVLAN运作运作绿色绿色VLAN黑色黑色VLAN 红色红色VLAN绿色绿色VLAN黑色黑色VLAN 红色红色VLAN第29页，此课件共40页哦交换机交换机A交换机交换机B 主干连接主干连接每个

18、逻辑的每个逻辑的VLAN就象一个独立的物理桥就象一个独立的物理桥同一个同一个VLAN可以跨越多个交换机可以跨越多个交换机主干功能支持多个主干功能支持多个VLAN的数据的数据 快速以太网快速以太网VLANVLAN运作运作绿色绿色VLAN黑色黑色VLAN 红色红色VLAN绿色绿色VLAN黑色黑色VLAN 红色红色VLAN第30页，此课件共40页哦ISLISL标识标识标识标识通过硬件通过硬件(ASIC)实现实现ISL标识不会出现在工作站，客户端并标识不会出现在工作站，客户端并不知道不知道ISL的封装信息的封装信息在交换机或路由器与交换机之间，在在交换机或路由器与交换机之间，在交换机与具有交换机与具有

19、ISL网卡的服务器之间网卡的服务器之间可以实现可以实现ISL的主干功能使得的主干功能使得VLAN信息可以穿越主干线信息可以穿越主干线进入主干线前加上进入主干线前加上VLAN标识标识离开主干线后去掉离开主干线后去掉VLAN标识标识ISL支持支持VLAN的标识的标识第31页，此课件共40页哦ISLISL封装封装封装封装ISL ISL 头头头头26 bytes26 bytes以太帧数据以太帧数据CRCCRC4 bytes4 bytes用用ISL头与头与CRC进行帧封装进行帧封装可以支持多个可以支持多个VLAN(1024)VLAN号号BPDU控制位控制位DATypeUserSALENVLANAAAA0

20、3BPDUHSAVLANBPDUBPDUINDEXRES第32页，此课件共40页哦VTPVTP协议协议协议协议(VLAN Trunking Protocol)(VLAN Trunking Protocol)一个能够宣告一个能够宣告VLAN配置信息的信息系统配置信息的信息系统通过一个共有的管理域，维持通过一个共有的管理域，维持VLAN配置信息的一致性配置信息的一致性VTP只能在主干端口发送要宣告的信息只能在主干端口发送要宣告的信息支持混合的介质主干连接支持混合的介质主干连接(快速以太网快速以太网,FDDI,ATM)1.“新增一个新增一个vlan”3.同步最新的同步最新的vlan信息信息2VTP

21、域域“ICND”第33页，此课件共40页哦VTPVTP模式模式模式模式服务器模式服务器模式客户模式客户模式透明模式透明模式发送发送/转发转发 信息宣告信息宣告同步同步不会存贮于不会存贮于NVRAM创建创建vlan修改修改vlan删除删除vlan发送发送/转发转发 信息宣告信息宣告同步同步存贮于存贮于NVRAM创建创建vlan修改修改vlan删除删除vlan转发转发 信息宣告信息宣告不同步不同步存贮于存贮于NVRAM第34页，此课件共40页哦VTPVTP是如何工作的是如何工作的是如何工作的是如何工作的VTP信息宣告以多点传送的方式来进行信息宣告以多点传送的方式来进行VTP服务器和客户模式下会同步

22、最新版本的宣告信息服务器和客户模式下会同步最新版本的宣告信息VTP信息宣告每隔信息宣告每隔5分钟或者有变化时发生分钟或者有变化时发生第35页，此课件共40页哦VTP信息宣告以多点传送的方式来进行信息宣告以多点传送的方式来进行VTP服务器和客户模式下会同步最新版本的宣告信息服务器和客户模式下会同步最新版本的宣告信息VTP信息宣告每隔信息宣告每隔5分钟或者有变化时发生分钟或者有变化时发生1.新增新增VLAN2.版本版本3-版本版本4 服务器服务器客户客户客户客户4.版本版本3-版本版本4 5.同步新的同步新的VLAN信息信息 334.版本版本3-版本版本4 5.同步新的同步新的VLAN信息信息 V

23、TP是如何工作的是如何工作的第36页，此课件共40页哦通过阻止不必要数据的泛洪传送来增加可用的带宽通过阻止不必要数据的泛洪传送来增加可用的带宽例如例如:主机主机A发出广播，广播仅仅泛洪到已有端口被分配到红色发出广播，广播仅仅泛洪到已有端口被分配到红色VLAN的所有交换机的所有交换机交换机交换机4交换机交换机2交换机交换机6交换机交换机3交换机交换机 1端口端口 2被泛洪的数据在被泛洪的数据在这些地方被阻止这些地方被阻止红色红色VLAN端口端口 1交换机交换机5ABVTPVTP裁减裁减第37页，此课件共40页哦支持的最大支持的最大VLAN数取决于交换机数取决于交换机Catalyst 1900系列

24、交换最大支持系列交换最大支持64个个VLAN，每个，每个VLAN可以可以有其独立的生成树有其独立的生成树 VLAN1是出厂缺省设置的是出厂缺省设置的VLAN之一之一CDP和和VTP宣告被发送到宣告被发送到VLAN1Catalyst 1900系列交换机的系列交换机的IP地址作用于地址作用于VLAN1的广播域中的广播域中只有在只有在VTP的服务器或透明模式下才可以创建、增加或删除的服务器或透明模式下才可以创建、增加或删除VLANVLANVLAN配置的原则配置的原则第38页，此课件共40页哦启用启用VTP(可选可选)启用主干功能启用主干功能创建创建VLAN将端口加入将端口加入VLANVLANVLAN配置的步骤配置的步骤第39页，此课件共40页哦VTP域名域名 VTP模式模式(服务器服务器/客户客户/透明透明)VTP服务器模式是缺省值服务器模式是缺省值VTP裁减裁减VTP密码密码VTP捕取捕取VTP VTP 配置的内容配置的内容配置的内容配置的内容注意：当加入一新的交换机到一个已经存在的注意：当加入一新的交换机到一个已经存在的VTP域时，这个交换机会被以客域时，这个交换机会被以客户模式加入，以便防止该交换机宣告不正确的户模式加入，以便防止该交换机宣告不正确的VLAN信息信息可以用命令可以用命令delete vtp来复位来复位VTP的版本号的版本号第40页，此课件共40页哦