交換機原理與交換機配置9.1第二層交換9.1.1概述第二層是數據鏈路層，使用的網絡設備是交換機。交換機依據MAC地址轉發數據，建立和維護MAC地址表。對目標地址未知的數據幀進行洪泛。每個端口為1個沖突域，所有端口處于1個廣播域。轉發方式：直通轉發、存儲轉發、碎片丟棄。9.1第二層交換9.1.2二層交換的局限性默認情況下：一臺交換機的所有端口在同一個廣播域。多臺交換機相連時，也處于同一個廣播域，容易產生廣播風暴。交換機轉發二層的廣播。9.1第二層交換9.1.3網橋與交換機比較網橋只有2個接口，交換機一般24口或48口。網橋用軟件創建和管理MAC地址表，交換機用硬件實現。網橋只支持一顆生成樹，交換機可以支持很多生成樹。共同點：都是通過檢查源地址生成MAC地址表、都轉發二層的廣播。9.1第二層交換9.1.4二層交換的功能1.MAC地址學習讀取數據幀的源MAC地址、記錄幀進入交換機的端口號。每條記錄打上時間標記，刪除在標記時間內沒有使用的記錄。

2.數據幀轉發3.數據幀過濾MMAACC地址址學學習E1/0/1E1/0/2E1/0/3E1/0/4PCAPCBPCCPCD交換機剛啟動時，MAC地址表內無表項MMAACC地址址表表學習過程（1）PCA發出數據幀交換機把PCA發的幀中的源地址MAC_A與接收到此幀的端口E1/0/1關聯起來交換機把PCA的幀從所有其他端口發送出去（除了接收到幀的端口E1/0/1）E1/0/1E1/0/2E1/0/3E1/0/4PCAPCBPCCPCDPCA與PCB通信MMAACC地址址表表學習過程（2）PCB、PCC、PCD發出數據幀交換機把接收到的幀中的源地址與相應的端口關聯起來E1/0/1E1/0/3PCAE1/0/2PCBPCCE1/0/4PCD數數據幀幀轉轉發----單播幀的轉發E1/0/1E1/0/2E1/0/3E1/0/4PCA發出目的到PCD的單播數據幀查表轉發（根據幀的目的MAC地址查MAC地址表，找對應的端口號）交換機不在其他端口上轉發此單播數據幀PCAPCBPCCPCD廣廣播、、組組播和未知單播幀的轉發E1/0/1E1/0/2E1/0/3E1/0/4PCAPCCPCB

PCD交換機會把廣播、組播和未知單播幀從所有其他端口發送出去（除了接收到幀的端口）數數據幀幀的的過濾E1/0/1E1/0/3E1/0/4PCA發出目的到PCB的數據幀接收到幀時，交換機查找MAC地址表，如果發現幀的目的地址關聯到接收端口上，則丟棄此幀PCAPCBPCCPCDHub9.2生成樹協議（STP）目錄生成樹產生背景生成樹工作原理生成樹配置此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。9.2.1生成樹產生背景物理段A物理段B1111333PCAPCBSW

2

ASW

2

BSW

2

C路徑回環的影響廣播風暴重復幀復制MAC地址表不穩定此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。9.2.2

STP通過阻斷冗余鏈路來消除網絡中可能存在的路徑環路當前路徑發生故障時，自動激活冗余備份鏈路，恢復網絡連通性物理段A物理段C物理段E物理段BROOT物理段D此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。9.2.2

STPSTP（SpanningTreeProtocol，生成樹協議）是用于在局域網中消除數據鏈路層物理環路的協議。通過在交換機之間交換BPDU（Bridge

ProtocolData

Unit，橋協議數據單元），來完成生成樹的計算過程。SWASWBSWCBPDUBPDUBPDU此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。配置BPDU的生成和傳遞配置BPDU包含以下重要信息根橋ID（RootID）到根網橋的路徑開銷（RootPathCost）發送橋ID（BridgeID）發送端口ID（

PortID

）Hellotime根網橋發送BPDU的時間間隔，默認2S

轉發延遲（Forwarddelay）端口在偵聽和學習狀態停留的時間間隔默認15S交換機在初始時生成以自己為根橋（Root

Bridge）的配置BPDU，向外發送自己的配置BPDU網絡收斂后，根橋向外發送配置BPDU，其他的設備對該配置BPDU進行轉發此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。根橋的選舉橋ID由橋優先級（BridgePriority）和橋MAC地址（BridgeMacAddress）組成橋ID最小的交換機被選舉為根SWBBridgeID:

4196.0000-0000-0001SWABridgeID:

32768.0000-0000-0000SWCBridgeID:

0.0000-0000-0002此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。根路徑開銷根路徑開銷（RootPathCost）是到達根的路徑上所有鏈路開銷（Cost）的代數和非根橋上根路徑開銷最小的端口為根端口SWASWBSWC1000M1000M10MCost=20Cost=2000Root100ME0/2Cost=200E0/1E0/210ME0/1E0/2100ME0/1此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。端口角色的確定根橋上的所有端口為指定端口（

Designated

Port

）

非根橋上到根橋開銷最小的端口為根端口（Root

Port）每個物理段選出根路徑開銷最小的橋作為指定橋（

DesignatedBridge），連接指定橋的端口為指定端口不是根端口和指定端口的其余端口被STP置為阻塞狀態SWBSWCSWADPRootDPAPCost=10Cost=20Cost=30RPE0/1E0/2DPE0/1E0/2E0/2RPE0/1此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。通過橋ID決定端口角色SWASWCDPRPAPRootDPCost=10RPSWD在根路徑開銷相同時，所連網段指定橋ID最小的端口為根端口在根路徑開銷相同時，橋ID小的橋被選舉為物理段上的指定橋，連接指定橋的端口為指定端口DPCost=10BridgeID:

0.0000-0000-0002SWBBridgeID:

0.0000-0000-0001Cost=10RPDPDPCost=10AP此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。通過端口ID決定端口角色SWB在根路徑開銷、指定橋ID都相同的情況下，所連指定端口ID小的端口為根端口G0/1G0/2Cost=10Cost=10SWABridgeID:

0.0000-0000-0001RootG0/1G0/2此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。端口狀態此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。端口狀態遷移ListeningForwarding

Delay時間

LearningForwarding

Delay時間

Forwarding端口被選為指定端口或根端口后，需要從Blocking狀態經Listening和Learning才能到Forwarding狀態默認的Forwarding

Delay時間是15秒Blocking此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。生成樹的不足端口從阻塞狀態進入轉發狀態必須經歷兩倍的Forwarding

Delay時間如果網絡中的拓撲結構變化頻繁，網絡會頻繁地失去連通性SWBSWCSWADPDPRPDPRPServer每次拓撲變化，我都至少有30秒的時間無法訪問服務器！此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。RSTPRSTP（Rapid

Spanning

Tree

Protocol，快速生成樹協議）是STP協議的優化版RSTP具備STP的所有功能

RSTP可以實現快速收斂·

在某些情況下，端口進入轉發狀態的延時大大縮短，從而縮短了網絡最終達到拓撲穩定所需要的時間。此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。RSTP改進（1）

增加備份根端口角色Cost=20Cost=10SWAG0/1G0/2G0/1SWASWB

SWB原根端口不再是根端口，而原來是阻塞狀態的端口被選為根端口時，故障恢復的時間就是根端口的切換時間，無需延時RootG0/1G0/2Cost=30G0/1G0/2Cost=20G0/2此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。RSTP改進（2）SWASWBSWB如果端口被選為非邊緣指定端口，且交換機之間是點對點鏈路，則交換機需要發送握手報文，對端返回一個贊同報文后，端口

進入轉發狀態。G0/1G0/1SWAG0/1G0/1握手贊同此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。RSTP改進（3）增加邊緣端口角色SWASWB端口被選為邊緣指定端口后，無時延的快速進入轉發狀態。G0/1G0/1SWAG0/1STP、RSTP的問題Trunk鏈路上實際上運行著多個VLAN所有VLAN共用一棵生成樹無法實現不同VLAN在多條Trunk鏈路上的負載分擔PCB所有VLAN均在此阻塞SWASWBSWCServerPCAVLAN

10VLAN

20MSTPMSTP（MultipleSpanningTreeProtocol，多生成樹協議）將多個VLAN捆綁到一個實例，每個實例生成獨立的生成樹在多條Trunk鏈路上實現VLAN級負載分擔SWBSWCSWA

Server實例A:VLAN1~10實例B:VLAN11~20PCBPCAVLAN

10VLAN

20此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。三種生成樹協議特性的比較MSTP具有RSTP的快速收斂，同時又具有負載分擔機制MSTP兼容STP和RSTP此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。三種生成樹協議的端口狀態對比ForwardingLearningListeningBlockingForwarding

Delay時間Forwarding

Delay時間ForwardingLearningDiscardingForwarding

Delay時間Forwarding

Delay時間STPRSTP/MSTP此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。STP基本配置[Switch]stp

enable開啟設備STP特性[Switch-Ethernet1/0/1]stp

disable關閉端口的STP特性[Switch]stp

mode{stp

|

rstp

|

mstp}配置STP的工作模式此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。STP可選配置[Switch]

stp

[

instance

instance-id

]

priority

priori配置當前設備的優先級[Switch-Ethernet1/0/1]stp

edged-port

enable配置端口為邊緣端口此頁標題禁止有多級標題，更不要出現所在章節的名稱。此頁標題要簡練，能直接表達出本頁的內容。

內容頁可以除標題外的任何版式，如圖、表等。該頁在授課和膠片＋注釋中都要使用。STP配置示例核心接入用戶SWASWBSWCE1/0/1[SWA]stp

enable[SWA]stp

priority

0[SWB]stp

enable[SWB]stp

priority

40