IPUB_301_C1 以太网交换机原理V1.1(40)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中兴通讯学院,单击此处编辑母版标题样式,第一级,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,谢谢!,以太网交换机原理,V1.1,通过本章的学习,你可以有以下收获:,掌握交换机的工作原理和过程,了解环路的危害,了解交换机避免环路的方式,2,环路带来的问题,3,解决环路问题的方法,1,交换机的工作原理,透明桥的工作原理,Station A,Station B,1/1,1/2,Segment A,Segment B,交换机有着透明桥相同的特点,交换机的三个功能,地址学习,转发,/,过滤,避免环路,地址学习,最开始的地址表是空的,MAC,地址表,A,：,00d0.d001.1111,C,：,00d0.d001.2222,B,：,00d0.d001.3333,D,：,00d0.d001.4444,E0,E1,E2,E3,Station A,发送一个帧（,frame,）,给,Station C,交换机从端口,E0,学习到,station A,的,MAC,地址,将该帧做 “洪泛（,flooding,）”,转发。,MAC,地址表,C,：,00d0.d001.2222,B,：,00d0.d001.3333,D,：,00d0.d001.4444,E0: 00d0.d001.1111,E0,E1,E2,E3,地址学习,A,：,00d0.d001.1111,MAC,地址表,A,：,00d0.d001.1111,C,：,00d0.d001.2222,B,：,00d0.d001.3333,D,：,00d0.d001.4444,E0: 00d0.d001.1111,E2: 00d0.d001.2222,E0,E1,E2,E3,地址学习,Station C,回应一个帧（,frame,）,给,Station A,交换机从端口,E2,学习到,station C,的,MAC,地址,过滤,Station A,发送一个帧（,frame,）,给,station C,目标地址已经知道,不再 “洪泛” 发送，直接从,E2,端口发送出去。,E0: 00d0.d001.1111,E2: 00d0.d001.2222,E1: 00d0.d001.3333,E3: 00d0.d001.4444,A,：,00d0.d001.1111,C,：,00d0.d001.2222,B,：,00d0.d001.3333,D,：,00d0.d001.4444,E0,E1,E2,E3,X,X,MAC,地址表,A,：,00d0.d001.1111,C,：,00d0. d001.2222,B,：,00d0.d001.3333,D,：,00d0.d001.4444,E0,E1,E2,E3,E0: 00d0.d001.1111,E2: 00d0.d001.2222,E1: 00d0.d001.3333,E3: 00d0.d001.4444,MAC address table,广播和多播帧,Station D,发送一个广播或多播帧 （,frame,）给,C,交换机将广播（,broadcast,）或多播（,multicast,）帧 “泛洪”转发给其他所有端口（不包括进来的那个端口,),。,2,1,环路带来的问题,3,解决环路问题的方法,交换机的工作原理,Access Layer,Distribution Layer,SW 1,Link A,Link B,SW 2,保证网络的可靠性,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,在冗余拓扑中，出现了环路（,loop,）,冗余拓扑,环路（,loop,）,带来的问题：,广播风暴,帧的重复复制,交换机,MAC,地址表的不稳定,冗余拓扑,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,Broadcast,Switch A,Switch B,Host X,发送一个广播帧,广播风暴,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,Broadcast,Switch A,Switch B,Host X,发送一个广播帧,广播风暴,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,Broadcast,交换机不断的转发该广播帧,Switch A,Switch B,广播风暴,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,Unicast,Switch A,Switch B,复制出多个重复的帧,Host X,发送一个单播帧到,Router Y,任何一台交换机都没有学到过,Router Y,的,MAC,地址,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,Unicast,Switch A,Switch B,Unicast,Unicast,复制出多个重复的帧,Host X,发送一个单播帧到,Router Y,任何一台交换机都没有学到过,Router Y,的,MAC,地址,Router Y,将收到两个完全一样的重复帧,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,Unicast,Unicast,Switch A,Switch B,Port 0,Port 1,Port 0,Port 1,MAC,地址表的不稳定,Host X,发送一个单播帧到,Router Y,任何一台交换机都没有学到过,Router X,的,MAC,地址,Switch A,和,B,从各自的,port 0,学到,Router X,的,MAC,地址,Segment 1,Segment 2,Server/host X,Router Y,Unicast,Unicast,Switch A,Switch B,Port 0,Port 1,Port 0,Port 1,MAC,地址表的不稳定,任何一台交换机都没有学到过,Router Y,的,MAC,地址,该帧被洪泛（,flooding,）转发,Switch A,和,B,错误的从,port 1,学到,Router X,的,MAC,地址,环路问题,面对这么多的环路，怎么办？,Server/host,Workstations,Loop,Loop,Loop,Broadcast,2,3,1,环路带来的问题,解决环路问题的方法,交换机的工作原理,环路解决办法,1,：网络结构,BRAS,汇聚交换机：,T160G/T64G/T40G,园区交换机：,T40G/3228/3252/3206/ 3928/3952/3906,等,GE,GE,FE/GE,IP,城域网,以太,汇聚层,用户接入层,驻地网,DSLAM,：,8220/9210,等,FE/GE,SR,PE,采用星型结构组建交换网络，从根本上防范物理环路的产生,生成树协议能够发现并自动消除冗余网络拓扑中的环路。,Block,x,环路解决办法,2:,生成树协议,(Spanning-Tree Protocol),x,Designated port (F),Root port (F),Designated port (F),Nondesignated,port (B),Root bridge,Nonroot,bridge,100baseT,10baseT,Spanning-Tree,的运作,1.,选出一个根桥,Root,（,root bridge,）,2.,在一个链路上选出指定端口,DP,（,designated port,）,3.,在非根网桥上选出根端口,RP,（,root port),4.,未成为指定端口或根端口的端口被阻塞，即阻隔端口，,Blocked(blocked,port,）。,A,B,ZXR10,配置,STP,zte#,configure,ter,zte(config,)#,spanning-tree enable,zte(config,)#,spanning-tree mode,sstp,在全局配置模式下启动生成树协议,STP,配置生成树协议的当前模式为,sstp,STP,的配置实例,A,B,C,1,2,1,1,2,1,2,ZXR10-A#,configure t,ZXR10-A(config)#,spanning-tree enable,ZXR10-A(config)#,spanning-tree mode,sstp,Switch A,Switch B,ZXR10-B#,configure t,ZXR10-B(config)#,spanning-tree enable,ZXR10-B(config)#,spanning-tree mode,sstp,Switch C,ZXR10-C#,configure t,ZXR10-C(config)#,spanning-tree enable,ZXR10-C(config)#,spanning-tree mode,sstp,STP,的配置实例,A,B,C,1,2,1,1,2,1,2,ZXR10-A(config)#show spanning-tree instance 0,Spanning tree enabled protocol MSTP,Root ID: Priority 32768; Address 00d0.d0c2.0101,Hello-Time 2 sec; Max-Age 20 sec,Forward-Delay 15 sec;,RegRootID,: Priority 32768; Address 00d0.d0c2.0101,BridgeID,: Priority 32768; Address 00d0.d0c2.0101,Hello-Time 2 sec; Max-Age 20 sec,Forward-Delay 15 sec; Max-Hops 20,Message-Age 1 sec;,RemainHops,20,Interface,Prio.Nbr,Name Port ID Cost Sts Role,LinkType,Bound,-,fei_1/1 128.41 200000 Forward Designated p2p SSTP,fei_1/2 128.42 200000 Forward Designated p2p SSTP,ZXR10-B(config)#show spanning-tree instance 0,Name Port ID Cost Sts Role,LinkType,Bound,-,fei_1/1 128.41 200000 Forward Root p2p SSTP,fei_1/2 128.42 200000 Forward Designated p2p SSTP,ZXR10-B(config)#show spanning-tree instance 0,Name Port ID Cost Sts Role,LinkType,Bound,-,fei_1/1 128.41 200000 Forward Root p2p SSTP,fei_1/2 128.42 200000 Discard Alternate p2p SSTP,STP,的问题,收敛速度慢,RSTP,大型网络中的分组问题,MSTP,需要大量的计算，严重耗费内存、,CPU,资源,环路解决办法,3,：单端口环路检测,作用：,此功能能检测到交换机下接的用户或者交换机上的环回，从而对此端口进行处理，避免因下面用户或者设备的环回导致交换机广播风暴等异常，将影响限制到某个端口。,单端口环路检测的工作原理,交换机从某个端口发送一个检测报文，如果这个检测报文原封不动（或者仅打了一个,tag,头）地从这个端口接收回来，说明这个端口存在环路，交换机将自动关闭该端口。,单端口环路检测的配置实例,switchA,switchB,Fei_1/1,ZXR10(config)#interface fei_1/1,ZXR10(config-if)#switchport mode trunk,ZXR10(config-if)#switchport trunk,vlan,1-2,ZXR10(config-if)#exit,ZXR10(config)#loop-detect interface fei_1/1 enable,ZXR10(config)#loop-detect interface fei_1/1,vlan,1-2 enable,ZXR10(config)#show loop-detect interface-detail fei_1/1,isUp,isMonitor,isLoop,isProtected,enable,enable,no disable,npNum,portNum,reopenTime,counter,1 24 600 158,loopVlan,vlanRange,0 1 2,环路解决方法,4,：,ZESR,以太环型交换网技术,ZESR,（,ZTE Ethernet Switch Ring,）,属城域以太网技术，解决了星型以太网保护能力弱、故障恢复时间长等问题；,理论上可以提供,50ms,的快速保护特性；,采用环形拓扑结构，天然具有支持组播应用的优势；,传统网络在组播分支节点的每一个下联端口上均需要进行组播流的复制，而以太环网则只需在整个环网上复制一次组播流，从而大大提高了组播数据流复制的有效性,是城域宽带接入网优化改造的一种重要的技术选择和解决方案,ZERS,的工作方式,A,B,C,D,E,F,Master,Transit,Transit,Transit,Transit,Transit,primary,secondary,To F,LINK DOWN,LINK DOWN,ZESR,的应用实例,几种环网技术的选择,星型网络拓扑,传统的数据网接入方式,生成树,STP,用于接入层的交换链路冗余备份，一般采用,MSTP,单端口环路检测,怀疑交换机某端口下出现环路时使用,以太环网,ZESR,城域以太网技术，尤其适用于组播业务，城域宽带接入网优化改造的解决方案,内容回顾,以太网交换机的工作原理,源地址学习,目的地址查找转发,环路引入的问题,广播风暴,地址表漂移,帧的重复复制,解决环路的几种方法,生成树,STP,单端口环路检测,星型网络拓扑,以太环网,ZESR,思考题,交换机如何处理广播包,?,如何处理单播包,?,传统生成树有哪些问题？如何解决？,解决环路的方式有哪些？各自的特点是什么？,谢谢!,