计算机网络技术及应用第6章交换机配置基础

1．端口状态
802.1d定义了5种端口状态：无效、监听、学习、转发 、阻塞。从运行的观点来百度文库，处于阻塞状态的端口和 处于倾听状态的端口没什么区别，它们都不转发数据 ，也不学习地址，不同之处在于802.1d给它们指派的 角色（role）不同。一旦一个端口处于转发状态，也无 法区分它是根端口还是指定端口。RSTP把端口状态和 端口角色区分开，解决了这些问题。
➢根ID（Root ID）：拓扑中具有最小网桥ID的网桥为根网桥，其网桥 ID为根网桥ID。 ➢根路径开销（ Root cost）：从网桥到达根路径开销的总和。 ➢网桥ID（Bridge ID）：由2字节的优先级和6字节的MAC地址构成； 网桥ID值越小，越优先成为根。
➢端口ID（Port ID）:标识发送配置信息的端口。 ➢报文生命期（Message Age）：指出自根网桥发送 配置消息到现在的时间总量。
1．静态端口分配
静态虚拟网的划分通常是网管人员使用 网管软件或直接设置交换机的端口，使 其直接从属某个虚拟网。这些端口一直 保持这些从属性，除非网管人员重新设 置；这种方法虽然比较麻烦，但比较安 全，容易配置和维护。
2．动态虚拟网
支持动态虚拟网的端口，可以借助智能 管理软件自动确定它们的从属。当一网 络结点刚连接入网时，交换机端口还未 分配，于是交换机通过读取网络结点的 MAC地址动态地将该端口划入某个虚拟 网。
6.2 生成树协议
6.2.1 生成树协 议的帧格式及选 举过程
6.2.2 快速生成树 协议简介
生成树协议STP（Spanning Tree Protocol）是交换式以太网中的重要概念 和技术，该协议的目的是在实现交换机 之间的冗余连接的同时，在网络中避免 环路的出现，提高网络的可靠性。
6.2.1 生成树协议的帧格式及选举过程
➢最大生命期（Max Age）：标识当前的配置消息应 在何时被删除，默认为20秽。 ➢呼叫时间（Hello time）：BPDU配置报文发送间隔 ，默认为2秒。 ➢转发延迟（Forward delay）：给出当拓扑结构发 生更改后，网桥转换到一个新状态之前，应等待的时 间长度。
802,ld定义了，以下5种端口状态：
监听：没有数据帧转发，正在监听数据帧。 学习：没有数据帧转发，正在学习MAC地 址。 转发：数据帧被转发，正在学习MAC地址 。 阻塞：没有数据帧转发，听到了BPDU。 无效：没有数据帧转发，没有听到BPDU。
7.2.2 快速生成树协议简介
IEEE 802.1d生成树需要50秒的时间才能把一 个处于阻塞状态的端口打开使其工作，这大大 影响了用户的通信，为此而开发的快速生成树 协议（ RSTP - Rapid STP）对这种情况做了改 善。快速生成树协议标准是IEEE802.1w，是 对IEFE802.1d的一个扩展，所以802.1d中的主 要术语和参数在802.1w中都保留不变，使得熟 悉IEEE802.1d的用户能够很快学会使用快速生 成树。
第6章 交换机配置基础
6.1 交换机的基本概念 6.2 生成树协议 6.3 VLAN中继 6.4 交换机的基本配置
6.1 交换机的基本概念
6.1.1 交换机的 三种交换方式
6.1.2 VLAN 的基本概念
直通式（Cut Through）
直通式的以太网交换机可以理解为在各 端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换 机。它在输入端口检测到一个数据包时 ，检查该包的包头，获取包的目的地址 ，启动内部的动态查找表转换成相应的 输出端口，在输入与输出交叉处接通， 把数据包直通到相应的端口，实现交换 功能
802.1w定义了3种端口状态，对应于3种可能的运行状 态。802.1w把802.1d定义的无效、阻塞、监听状态合 并为disearding状态，另外两种状态是学习和转发。
2．端口角色
802.lw定义了4种端口角色，根端口角色和指定 端口角色保持不变，和802.1d中定义的含义相 同。RSTP为了快速收敛，在拓扑变化中一旦 端口被选举为新的根端口，该端口立即进入转 发状态，不再经由listening、learning阶段。 802.1d中定义的hiocking角色在802.1w中被分 为两种角色，分别是替代端口角色（alternate port role）和备份端口角色（backup port role ）。
IEEE802.ld是关于交换机，网桥的基本 生成树协议，IEEE802.lw/802.ls是当前 最新生成树协议规范。一个IEEE802.ld 帧的格式如下：
BPDU格式
BPDU格式如下：
➢协议标识符（Protocol ID）：指示这是一个BPDU帧，当前取值为 0x0000。 ➢版本（Version）：BPDU使用的版本，当前使用的版本为0x00。 ➢信息类型（Message Type）：有两种类型，分别为配置BPDU（ 0x00）和拓扑改变通告（TCN） BPDU。 ➢标志（ Flags）： IEEE 802.1d中使用2bit，指示拓扑改变通告和拓 扑改变确认。
6.1.2 VLAN的基本概念
VLAN（ Virtual Local Area Network） 即虚拟局域网，是一种通过将局域网内 的设备逻辑地而不是物理地划分成一个 个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术 。
虚拟网是交换机的重要功能，通常虚拟 网的实现形式有2种：
1．静态端口分配
2．动态虚拟网
存储转发（ Store＆Forward）
存储转发方式是计算机网络领域应用最 为广泛的方式。它把输入端口的数据包 先存储起来，然后进行CRC（循环冗余 码校验）检查，在对错误包处理后才取 出数据包的目的地址，通过查找表转换 成输出端口送出包。
碎片隔离（ Fragment Free）
这是介于前两者之间的一种解决方案。 它检查数据包的长度是否够64个字节， 如果小于64字节，说明是假包，则丢弃 该包；如果大于64字节，则发送该包。
3．边缘端口和链路类型
为了达到端口快速收敛的目的，802.1w定义了 边缘端口（Edge Port）和链路类型（Link Type）。 •边缘端口：直接与终端主机（End Station） 相连的端口称为边缘端口。 •链路类型：运行在全双工模式下的端口被认 为是点到点端口，它们所形成的链路称为点到 点链路（Point-to-Point Link）。