网桥 以及 IEEE802.1D 生成树协议

(一)网桥

网桥是一个layer 2设备,能够连接两个不同的网段.

如图

H1 H2位与同一个LAN H3 H4位于同一个LAN,如果H1想要和H3进行通信,这个时候就要通过网桥来帮忙。

几个LAN用网桥连接起来的叫做一个BLAN,可以把整个连接起来的看成一个逻辑上的LAN,这个LAN上的主机,可以像普通LAN上的主机一样互相通信。

网桥的功能:

1- 数据的转送和过滤

2- 网桥的地址学习

3-解决LAN上的回路的问题  (回路会网路更可靠,但是会导致重复接受数据,会造成地址学习的错误)

网桥自学习算法

DMAC是目标MAC地址,SMAC是源MAC地址,大抵意思是 比如现在从路由器的X端收到一个数据,先判断一下目标MAC地址有没有在该路由器的转发表里面,如果不在里面,则在除了X端口的转发广播,寻找这个设备在哪里;如果在转发表里面,则判断目标MAC地址是不是属于端口X,如果是则过滤掉这个数据,如果不是就从对应的端口转发出去。

接下来是网桥的学习,看一下源MAC在不在转发表,如果已经在转发表里面了,看一下转发表里面的源MAC地址以前对应的端口是不是x,如果是x就不改,如果不是x就改成x;如果没有就记录下来。

(二)802.1D生成树协议 (解决回路问题)

STP协议中定义了根桥(Root Bridge)、根端口(Root Port)、指定端口(Designated Port)、路径开销(Path Cost)(每一个端口都一个PC)等概念,目的就在于通过构造一棵自然树的方法达到裁剪冗余环路的目的,同时实现链路备份和路径最优化

根桥就是标识号最小的网桥

STP的目标

对于每一个网桥,他可以找到一个从它到根桥的最短路径,最短路径对应的那个网桥的端口成为根端口(R PORT)。

对于每一个LAN,由一个指定端口(D PORT)代理他,从这个LAN有一个最短路径到达根桥

最终把不是D PORT 和R PORT的端口都给block掉,即某一个LAN与它的连线断掉,这样就形成了一个生成树。(这样就可以解决回路的问题)

STP工作:

1.当路由器打开的时候,所有的端口都处于Listening状态,每个网桥都会认为自己是根网桥,然后都每隔两秒就向外发送一次自己的BPDU,如果收 到的BPDU的BID比自己的小,则停止转发自己的BPDU,开始转发更优的BPDU,如果比自己的BID大或者和自己的BID相等,则丢弃该BPDU。 等到都扩散完毕之后开始各项的选举,这时候每个BID最小的网桥成了根网桥,各个网桥通过收到的BPDU来确定根端口和指定端口。首先看COST值,然后 再看邻居的BID,再然后看对端端口的PID,指定端口也首先看COST,然后看两端网桥的BID。剩下的成为非指定端口,转到blocking状态。这 个状态总共持续15s(转发延迟),之后进入learning状态。

2.进入Learning状态之后,填写MAC地址表,经过15s(转发延迟)之后进入Forwarding状态。

3.进入Forwarding状态之后,开始转发数据,并且同时接受转发来自于根的BPDU,维护拓扑。这时只有根网桥发BPDU,其他网桥都只是转发BPDU。

4.当一个新的网桥加入的时候,端口状态是Learning,新的交换机认为自己是根网桥开始发送BPDU,也接收对端的BPDU,然后进行进行进一步的竞 选,若竞选成功,则网络格局就重新变化了,造成网络断开,若竞选失败则计算根端口指定端口和非指定端口。(30s可以完成)

如果其中里面有网桥断掉,或者有LAN断掉。如果有端口他定期收不到根桥的BPDU,他就会TIME OUT,把原来block的PORT给叫起来,改变一下生成树的结构。

如果坏掉太厉害了,可能会分成几个部分的spanning tree,几个结构只能在一个BLAN中互相通信,有些主机就不能通信了。

时间: 2024-07-29 01:14:53

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