生成树简介与基本知识

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1、Outline,TCP/IP Base Why LAN switch Why VLAN、VLAN Tagging、STP Spanning Tree Protocol(802.1d) Operation Rapid Spanning Tree Protocol(802.1w) Operation Multiple Spanning Tree Protocol(802.1s) operation Nokia ESB Feature availability Nokia ESB in NE and Configuration introduction Troubleshooting,ISO/OSI

2、七层参考模型,应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层,应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层,通信介质,ISO/OSI七层参考模型,应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层,资源子网,通信子网,建立、维护和拆除物理链路的机械、电气和功能的特征，把实体连接起来，在物理介质上传输无特征的比特流 网卡、RS232C、V24、X.21、V35 都属于物理层范围 EIA/TIA-232, EIA/TIA-499, V.35, V.24, RJ45, Ethernet, 802.3, 802.5, FDDI, NRZI, NRZ, B8ZS,物理层

3、,数据链路层,组织成帧和实现介质访问控制，并用校验、确认重发等机制把物理链路提升为无差错的数据链路。 把无特征的二进制位流组织成帧（Frame），在帧头加源目的物理地址，保证以帧为单位可靠地将数据传输到目的地。 Frame Relay, HDLC, PPP, IEEE 802.3/802.2, FDDI, ATM, IEEE 802.5/802.2,网络层,对数据包从源节点，经由中间一些节点到目的节点的路径进行选择（包括建立、维持、拆除等）和分组交换及流量控制技术，实现点到点的数据传输，使传输层摆脱路由选择、交换方式、拥护控制等网络细节，实现端到端的数据传输。 网络层提供了端到端的包传递。网络

4、层定义了逻辑地址，所以任何端点都可以被唯一的标识。它也定义了路由如何工作和如何学习。网络层还定义了如何对数据报分片来适应较小的最大传输单元。,物理层,数据链路层 物理层,应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层,应用层,网际层（IP,ARP,ICMP ）,传输层（TCP和UDP,SCTP）,TCP/IP和 OSI对应,TCP/IP数据的封装过程,TCP/UDP报文,IP报头 IP数据,帧头 物理帧数据,IP数据包,物理帧,传输层,网络层,链路层,IP报头：源、目的 IP地址，是逻辑地址 帧头：源、目的物理地址，是真实地址,数据传输的过程,路由器A,路由器B,IP寻址,IP寻址

5、,IP数据报,逻辑网 IP层,加帧头,去帧头,帧传输和直接寻址,数据链路层,物理层,常用网络设备,中继器 集线器 网桥 交换机 路由器,中继器,第一层设备 主要为了延长局域网的覆盖范围,集线器,Hub是一个多口的中继器,仍然是第一层设备 物理上是星型拓扑，逻辑上是总线拓扑 三种： 被动型：不需要电源，只是物理连接 主动型：需要电源，将信号放大后再传出 智能型：在主动型的基础上，带有管理功能,网桥,第二层设备 用于连接多个局域网 网桥中有第二层的MAC地址与端口对应表，用于转发数据帧 过滤 转发 洪泛,交换机,重要的第二层设备，相当于多端口网桥 使用MAC地址表进行转发 掌握交换机的工作过程(n

6、ext section),路由器,路由器正是工作在IP下三层的通信子网上，从而屏蔽了底两层物理网络的差异，实现各种网络的互联。 基本功能：路由和转发,数据传送举例,从laptop访问sohu网站 通过查询DNS，获得Sohu网站的IP地址(略) 查找本地路由表，发现没有匹配任何具体路由，走default gateway 通过ARP获得default gateway的MAC地址 加上二层frame头后发送到缺省网关(路由器) 路由器收到frame后，直接剥离frame头，取出destination IP address.将dest IP address和路由表比对，获得下一跳的IP地址。 路由器

7、修改IP包头中的TTL信息，加上二层帧头，发送的下一条路由器。 到达最后一跳路由器后，路由器剥离frame头，取出destination IP address.将dest IP address和路由表比对，发现在直连网段上。 路由器在直连网段上发送ARP请求，获得目的IP的MAC地址。 路由器修改IP包头中的TTL信息，加上二层帧头发送到直连网段 Sohu服务器网卡比对帧头中的MAC，发现是自己的后，剥离帧头，传送到上层协议进行处理。,Outline,TCP/IP Base Why LAN switch Why VLAN、VLAN Tagging、STP Spanning Tree Proto

8、col(802.1d) Operation Rapid Spanning Tree Protocol(802.1w) Operation Multiple Spanning Tree Protocol(802.1s) operation Nokia ESB Feature availability Nokia ESB in NE and Configuration introduction Troubleshooting,IEEE,电气电子工程师协会( I E E E )是建立通信标准的关键组织。I E E E 是包含科学、技术和教育在内的专业协会，在1 4 0 多个国家中积极进行活动。I E

9、 E E 的计算机协会局域网委员会发展了目前应用的许多网络互连标准，制定了在局域网环境下物理电缆电路和传输的“8 0 2 ”标准。,802标准,802.1 8 0 2 标准的概述。 802.2 逻辑链接控制的标准和其他网络连接标准。 802.3 带有检测冲突的载波侦听多路存取方法( C S M A / C D )标准。 802.4 传递总线存取的令牌标准。 802.5 令牌环存取以及L A N 与M A N 间通信的标准。 802.6 包括高速无连接网络互连在内的L A N 和M A N 网络标准。 802.7 宽带电缆技术标准。 802.8 光纤电缆技术标准。 802.9 集成网络互连服务(

10、如语音和数据集成)的标准。 802.10 L A N 和M A N 能共同使用的安全性标准。 802.11 无线连接标准。 802.12 要求优先级存取方法标准。 802.14 有线电视宽带通信标准。,以太网简介,以太网从七十年代开始流行，现在已经成为最主要的网络方式。它采用了最新的技术如光纤使其传输速度由七十年代的3M增长到现在的10G。其优点： 1 维护简单； 2 及时采用先进的技术； 3可靠性高； 以太网是人们为了解决在同一媒体中进行多点传输而不相互干扰而发明的，最早由夏威夷大学开始研究，后来就形成了以太网接入方法的基础，即CSMA/CD. 以太网的最初版本是世界上的第一个局域网，第一个

11、以太网标准在八十年代由Digital Equipment Company, Intel, and Xerox (DIX).颁布，当时的传输方法是通过同轴线以10Mbps的速度进行通讯。 1985年，IEEE颁布了其局域网标准802.3，基本和0SI模式的标准兼容。 1995年，IEEE颁布了100Mbps标准，1998年，吉比特标准颁布。,以太网技术,以太网使用载波监听/冲突监测（CSMA/CD）算法来进行仲裁。 监听媒体上是否有帧正在传输。 如果没有帧传输，发送！ 如果有帧正在传输，等待，再监听。 当传输中发生碰撞，停止，等待，再监听。,以太网的特点,采用无连接的工作方式，不必先建立连接就可

12、以直接发送数据； 数据帧不编号，也不要求对方发回确认 因此，以太网提供的服务是不可靠的交付，差错纠正由高层来决定。 同一时间只能有一台机器发送信息,1 全双向网络中，接受和发送可同时进行，将没有冲突； 2 半双向网络中，发送者传送64位的同步信号然后发送： （1） 源地址和目的地址 （2） 头信息 （3） 数据负载 （4） FCS（保证传输中没有数据损坏） 接受者接受该帧计算FCS无误后传送到高层的协议。,双工和半双工,MAC地址,局域网硬件地址又称为物理地址/MAC地址 一个著名的定义：“名字指出我们所要寻找的那个资源，地址指出那个资源在何处，路由告诉我们如何到达该处。” 网卡的MAC地址为

13、6字节，固化在网卡上，因此，每块网卡都会有一个全球唯一的MAC地址 IEEE的RAC负责分配网卡的MAC地址,MAC地址,一个OUI包含了224个MAC地址 I/G比特： 0：单播地址 1：组播地址 一个OUI只分配23bit地址，包含224个单播地址和224个组播地址,目的站地址： 单播帧：一对一 广播帧（全1）：一对全体 组播帧：一对多,交换机的产生,在理想状态下，以太网工作的很好，但是随着接入节点的增长，冲突就凸现出来了。交换机就是解决这一问提的关键技术。 冲突和广播促进了以太网和更高层的技术的发展，冲突域和广播域的提出就是为了解决冲突和广播的负面效应，网桥和路由器在分割网络中扮演着重要

14、的角色。,在第二层中的网桥,随着同一物理网段中节点的增加，对带宽的需求也增加了，那么冲突的可能性也随之增大，这就导致更多的重发。解决的方法就是把大的网段分割成多个相互隔离的冲突域。 为了达到上述目的，网桥需要有保存着MAC地址和相应端口的表，在此基础上决定是转发还是丢弃相应的帧。,在第二层中的交换机,一般来说，网桥只有两个端口，能把一个冲突域分割成两个，但是它并不影响第三层地址或逻辑地址。所以，被网桥分割的网络仍然在同一个逻辑广播域内。 交换机是快速，多端口的网桥，它保存着每个端口的必须的MAC 信息。,交换机的运作,（1） 当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样

15、它就知道 源MAC地址的机器是连在哪个端口上的； （2） 再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口； （3） 如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上； （4） 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应 时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。,ESB20-A#show mac-address-table # | VID | Mac | PORT | STATUS | PRIORITY | 1 | 0001 | 00:0d:60:8a:01:04 | 1/1/2

16、0 | dynamic | 0 | 2 | 0001 | 00:a0:12:0b:2c:3c | | self | 0 | 3 | 0001 | 00:a0:12:0b:2c:50 | 1/1/20 | dynamic | 0 |,链路层的重要概念,冲突域 广播域 网段,冲突域,冲突域就是那些发生冲突的相连接的物理网路。 连接媒介段的设备类型可用来定义冲突域，OSI模型中的一层设备不分割冲突域，二层和三层设备分割冲突域。其中中级器和中继型集线器属于第一层，网桥和交换机属于第二层。 冲突域的划分遵从54321规则。,广播域,广播域就是那些由第二层设备连接起来的冲突域。 将局域网划分成多个冲突域有助于减少冲突和增加带宽，但是如果由第二层转发的广播过多的话会降低整个网路的效率。