网络基础入门4-创新互联

                             以太网以及STP相关概念

以太网/LAN(local area network )的相关概念:
问题:
信号传输距离有限;
解决方案:
中继器 - 放大电信号,延长信息的传输距离;

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中继器带来的问题:
只有2个端口,连接设备少;
解决方案:
集线器 - 多端口的中继器,可以连接多个设备;
集线器的问题:
不同终端设备发送的信号,会产生冲突;
针对信号冲突的缓解方案:
CSMA/CD ,带有冲突检测的,载波侦听多路访问机制;
引入新的设备 :
网桥(bridge) - 隔离冲突域;
问题:
网桥设备端口较少,只能连接2个设备;
解决方案:
引入新的设备 :
交换机 - 多端口的网桥,可以实现
冲突域的隔离;

                                   STP生成树协议
                                         传统交换网络存在的问题:
单点故障

解决方案:
增加冗余链路
增加冗余设备
先搞清楚环路是如何形成?

随之而来的问题:
数据转发环路;
产生环路的数据,会不断的在网络中进行传输,从而消耗
网络中链路资源和设备资源;
解决方案:
在交换机上运行 STP 协议;


STP - 生成树协议; (802.1D)

-作用
    存在冗余链路的情况下,实现环路的防护;
-实现 
    BPDU - 桥接协议数据单元 

-分类
  PVST \ RSTP  \ MSTP

工作过程:
1、确定交换机角色
根交换机
非根交换
原则:比较每个交换机的 BID(桥ID),越小越好;
组成:
优先级+MAC
优先级 - 默认是32768
MAC - 交换机的主板MAC(基MAC)

  • 查看命令:show version

2、确定端口角色
根端口 - 每一个非根交换机只有一个距离根交换机最近的口
指定端口 - 每一个“冲突域”中都存在一个距离根交换机最近的口
非指定端口- 其他所有端口,都叫做非指定端口

如何表示“距离” ?
    在 STP 中,通过 cost 表示一个路径的距离;
    对于某些链路,均有默认的 cost 值:
        10M - cost 100 ; 
        100M - cost 19 ; 
        1G - cost 4 ;
        10G - cost 2 ;
BPDU - 
  Root-ID   //表示根交换机是谁;
  Cost      //表示发送该BPDU的交换机到达 根交换机 的距离
  BID       //表示发送该BPDU的交换机的名字;
  Port-ID   //表示发送方交换机是在哪个端口发送出来的;
               -组成:
                   端口优先级.端口号
                      -优先级默认值为 128 ;

3、确定端口状态
disable // 相当于shutdown,此时端口不能使用;
listening //侦听,该状态侦听的是BPDU,用于确定端口角色
learning //学习,该状态学习的是MAC,形成MAC地址表;
forwarding // 转发, 即端口的最终转发状态;
(根端口 、指定端口)
block // 阻塞,此时的端口是不可以发送数据的;
(非指定端口)
4.交换机如何区分不同 VLAN 的 BPDU :
我们使用 BID 中的 2 个字节的优先级中的 低12 bit 作为
vlan 号 ;
由此得出:
前面2个字节的优先级字段,真正用来表示优先级的,仅有4
bit ; 所有呢,优先级只能有 16 个 ;
但是,在表示优先级数值的时候,后面的12bit,都必须算上
同时,必须是0;
即,每个交换机的 STP 的优先级,都是 2的12次方的 0-15
倍数,即 4096的倍数;

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