交换技术
现代交换技术第4章分组交换技术
第4章 分组交换技术
2．分组交换的缺点
上面介绍了分组交换的诸多优点，但任何技术在具有优点 的同时都不可避免地具有一些缺点，分组交换也不例外。它的 这些优点都是有代价的。
(3) 分组交换技术的协议和控制比较复杂，如我们前面提到 的逐段链路的流量控制，差错控制，还有代码、速率的变换方 法和接口，网络的管理和控制的智能化等。这些复杂的协议使 得分组交换具有很高的可靠性，但是它同时也加重了分组交换 机处理的负担，使分组交换机的分组吞吐能力和中继线速率的 进一步提高受到了限制。
第4章 分组交换技术
第4章 分组交换技术
4.1 概述 4.2 分组交换原理 4.3 X.25协议 4.4 分组交换机 4.5 帧中继技术 思考题
第4章 分组交换技术
4.1 概 述
4.1.1 分组交换的产生背景
分组交换PS(Packet Switching)技术的研究是从20世纪60年代开 始的。当时，电路交换技术已经得到了极大的发展。电路交换技 术是最适合于话音通信的，但随着计算机技术的发展，人们越来 越多地希望多个计算机之间能够进行资源共享，即能够进行数据 业务的交换。数据业务不像电话业务那样具有实时性，而是具有 突发性的特点，并要求高度的可靠性。这就要求在计算机之间有 高速、大容量和时延小的通信路径。在计算机之间进行数据通信 时，传统的电路交换技术的缺点越来越明显：固定占用带宽，线 路利用率低，通信的终端双方必须以相同的数据率进行发送和接 收等。所有这些都表明电路交换不适合于进行数据通信。因此， 大约在20世纪60年代末、70年代初，人们开始研究一种新形式的、 适合于进行远距离数据通信的技术——分组交换。
现代交换原理及技术--整理版
第一章1、无连接网络和面向连接网络的特点：面向连接适用于大批量、可靠数据传输业务，但网络控制较复杂；无连接方式控制简单，适用于突发性强、数据量少的业务。
2、已经出现的交换技术有哪些？各有何特点？电路交换、分组交换、快速分组交换、ATM交换、网络交换A、带宽固定，电路利用率低。
实时性强。
无过失控制，不适于数据传输。
基于呼损制方式工作。
B、采用存储/转发方式，支持异种终端间的可变速率通信要求采用统计时分复用，线路利用率高具有过失控制功能，传输可靠性高经济性好C、快速分组交换进一步简化协议，只保存核心功能，以提供高速、高吞吐量、低时延的效劳D、固定长度的信元、面向连接、异步时分〔ATD〕交换E、交换是将第二层交换和网络流量管理能力与第三层路由功能的灵活性和可扩展性结合在一起的交换技术。
3、比拟电路交换、分组交换、ATM交换的异同电路交换是最落后的交换方式，先要建立电路连接〔可以使虚拟电路〕，然后进展数据交换，数据交换完毕之后释放电路。
这种方式交换方式比拟可靠，但是网络利用效率很低。
现在一般不采用这种这种交换方式了。
分组交换是现在最常见的交换方式，它是把一个数据报分成假设干个片段，然后分别同时发送，每个数据片段所经过的线路路由可能是不一样的，每个数据片段走什么路由要根据网络的具体情况和所使用的路由协议来决定。
到达目的节点之后，再把所有数据片段重新组装好。
这种交换方式的线路使用效率很高。
ATM通信技术将现有的线路交换方式数字通信方式与分组通信方式加以综合。
首先， ATM允许凭借信元标记定义和识别个人通信；就此而论，ATM装配普通的分组传输方式。
第二，ATM与分组方式通信严密相连，因此，它只有当有业务要传送时才利用带宽。
第三，像分组交换一样，在呼叫建立阶段，ATM支持效劳质量(QoS)协商，并通过在多种连接中共享其传输媒体而支持虚电路的利用。
但是也有明显差异，因为分组方式一般利用可变长度的分组，而ATM则将固定长度分组的ATM信元作为其根本的传输媒介。
现代交换第5章--分组交换技术及IP技术
分组交换机的缓冲存储器处理能力是动态分配的， 通信线路的资源也是动态复用的，当某一时刻某一 局部区域的待通信业务量过大时，就会超过交换机 与通信线路的承受能力，而使很多分组丢失，丢失 的分组要重传，更加重了网路的负担，最终导致全 网通过量急剧下降。因而从网路角度也要对各虚电 路的流量与链路的流量进行控制，从而使全网的分 组流量在设计范围内防止上述拥塞现象的发生。
分组交换的工作方式
数据交换的三种方式
电路交换、报文交换、分组交换
分组交换的工作方式：
面向无连接 数据报方式 面向连接 虚电路方式
分组交换的工作原理
分组交换的工作原理(续)
DTE:A-C:数据报(datagram)方式
甲
乙
C1
交换机
交换机
甲
丙
乙
C2
交换机
交换机
交换机
分组交换的工作原理(续)
分组头格式
通用格式 识别符
分组头
分组头 格式
QDSS 逻辑信道组号 逻辑信道号
分组类型标识符
QDSS 通用格式识别符的组成 （4比特）
通用格式识别符由分组头第1个字节的8-5位组成。 Q比特(第8比特)称为限定符比特，用来区分传输的分
组是用户数据还是控制信息。Q＝0表示是控制信息， Q＝1表示是用户数据。 D比特（第7比特)为传送确认比特，D=0表示数据组由 本地确认(DTE-DCE之间确认)，D=1表示数据分组进行 端到端(DTE与DTE)确认。 SS比特(第6、5比特)为模式比特，SS=01表示分组的 顺序编号按模8方式工作，SS=10表示按模128方式工作。
现代交换技术实践教学(3篇)
第1篇摘要随着信息技术的飞速发展，现代交换技术在通信领域扮演着越来越重要的角色。
为了使学生更好地理解和掌握现代交换技术，本文提出了一种现代交换技术实践教学方案。
通过理论教学与实践操作相结合的方式，培养学生的实际操作能力、创新思维和团队协作能力。
本文详细阐述了实践教学的背景、目的、内容、方法和评价体系，旨在为相关课程的教学提供参考。
一、背景现代交换技术是通信工程、电子信息工程等相关专业的重要课程之一。
随着通信网络的不断升级和优化，现代交换技术在通信领域的作用日益凸显。
为了使学生能够适应未来通信技术的发展，提高学生的实际操作能力，实践教学环节显得尤为重要。
二、目的1. 帮助学生深入理解现代交换技术的原理和特点；2. 培养学生的实际操作能力，提高学生的动手实践能力；3. 培养学生的创新思维和团队协作能力；4. 为学生提供将理论知识应用于实际工作的机会。
三、内容1. 理论知识教学：首先，教师应向学生介绍现代交换技术的发展历程、基本原理和关键技术。
内容包括交换系统结构、交换原理、信令系统、交换机设备等。
2. 实践操作教学：根据理论教学的内容，设置以下实践操作环节：（1）交换系统搭建：学生分组，每组搭建一个简单的交换系统，包括交换机、终端设备、传输线路等。
通过实际搭建，使学生熟悉交换系统的组成和功能。
（2）信令系统配置：学生根据实际需求，配置信令系统，实现终端设备之间的通信。
（3）交换机设备操作：学生学习交换机设备的操作方法，包括基本配置、故障排查等。
（4）交换系统测试与优化：学生通过测试，发现交换系统存在的问题，并进行优化。
3. 案例分析：教师选取实际通信工程案例，引导学生分析案例中的交换技术应用，提高学生的实际应用能力。
四、方法1. 分组教学：将学生分成若干小组，每组负责一个实践环节。
通过小组合作，提高学生的团队协作能力。
2. 逐步引导：教师根据学生的实际情况，逐步引导学生完成实践操作，使学生逐步掌握现代交换技术。
现代交换第2章--交换技术基础
2.2.1 交换单元及其数学描述
交换单元分类1
入
0┆
线
┆
M－1
┆
0出 N－1 线
（a）集中型（M >N）
入0 线 M－1
┆
┆0
出
┆
线
N－1
（c）扩展型（M <N）
入0 ┆
线 M－1 ┆
0
出
┆
┆
N－1
线
（b）分配型（M=N）
2.2.1 交换单元及其数学描述
交换单元分类2
入
0
线 M－1
┆┆ ┆┆
0
出
组成
由电子交叉矩阵和控制存储器（CM）构成
控制方式
输入控制：按入线配置控制存储器 输出控制：按出线配置控制存储器
开关阵列的应用实例——空间接线器（S接线器）
特点
S接线器是以时分方式工作的（各交叉点按复用时隙工作） S接线器在同步时分复用信号交换网络中不能单独使用 S接线器在输出控制方式下可实现同发和广播功能
功能
用来完成一条复用线上的时隙交换功能
组成
话音控制存储器（SM）:存储话音 控制存储器（CM） :存储SM的写入/读出地址
控制方式（对话音存储器的控制而言）
输出控制：顺序写入、控制读出（入线缓冲） 输入控制：控制写入、顺序读出（出线缓冲）
共享存储器型交换单元的应用实例 ——时间接线器（T接线器）
基本原理
总线按时隙轮流分配给入线控制部件和出线控制部件使用。
特点
受限于总线宽度、速度以及入线、出线控制部件的工作速率
总线型(共享媒体型) 交换单元示意图
1
入线控制
2 入线
入线控制
电路交换技术和特点
电路交换技术和特点电路交换技术是一种在电信网络中使用的通信方式，它的特点是通过建立专用的通信路径来传输数据，每个通信路径都是独占的，只有发送和接收数据的两个节点可以使用该路径进行通信。
下面将从原理、特点和应用方面详细介绍电路交换技术。
一、原理电路交换技术的原理是在通信前需要建立一条专用的通信路径，该路径在整个通信过程中都会被占用。
当通信开始时，发送方和接收方之间的通信路径会被预先分配，并在通信过程中始终保持连接。
在通信结束后，该通信路径会被释放，可以被其他通信所使用。
整个通信过程中，通信路径只能由发送方和接收方使用，其他节点无法干扰。
二、特点1. 独占性：电路交换技术为通信双方建立了一条独占的通信路径，通信过程中该路径不会被其他节点占用。
这种独占性保证了通信的稳定性和可靠性。
2. 时延低：由于通信路径被预先分配，通信数据可以直接在该路径上传输，减少了数据传输的时延。
这使得电路交换技术在实时通信场景中表现出色。
3. 高带宽：由于通信路径是专用的，它可以提供较高的带宽，能够满足大流量数据传输的需求。
4. 支持端到端连接：电路交换技术可以在通信的两个节点之间建立端到端的连接，确保数据的完整性和可靠性。
5. 适用于长时间通信：电路交换技术适用于长时间的通信，因为通信路径在通信开始时就被分配，并且在通信结束后才会被释放，可以持续进行数据传输。
三、应用电路交换技术主要应用于传统的电话通信网络中，如公共交换电话网（PSTN）。
在电话通信中，通信双方需要建立一条专用的通信路径，然后进行语音或数据的传输。
此外，电路交换技术也可以用于视频会议、实时视频传输等需要高带宽和实时性的应用场景中。
总结起来，电路交换技术是一种通过建立专用的通信路径来传输数据的通信方式。
它具有独占性、时延低、高带宽、支持端到端连接等特点，适用于长时间通信和实时通信场景。
在传统的电话通信网络和一些需要高带宽和实时性的应用中得到广泛应用。
电路交换技术和特点
电路交换技术和特点
电路交换技术是一种传输数据的通信方式，它将通信线路分成很多个小的信道，每个信道都被视为一个虚拟电路，可以进行双向数据传输。
电路交换技术的特点有以下几个方面。
1.独占性强
电路交换技术在通信开始之前，会将一个连续的信道分配给用户进行通信，因此在通信过程中，这个信道就被用户独占。
这种独占性强的特点不仅保证了用户的通信质量，还为网络管理者提供了管理和调度的便捷性。
2.时延小
在电路交换技术中，当用户进行通信时，通信系统会在通信开始之前进行线路测试和验证，以保证通信信道的质量。
这个过程虽然会增加通信的准备时间，但却可以有效地避免传输过程中出现的时延问题，保证通信的实时性和连续性。
3.传输速度高
电路交换技术在通信开始之前把一定的带宽分配给用户，因此在通信期间用户始终可以获得稳定的带宽，能够快速地传输大量的数据。
在某些应用场合，如在线游戏、视频会议等，高速的数据传输是非常重要的，电路交换技术能够满足这些应用的要求。
4.资源浪费严重
在电路交换技术中，每个用户都需要独占一条信道进行通信，因此当网络资源无法满足所有用户的需求时，就会出现资源浪费现象。
在一些对带宽需求较小的通信应用中，电路交换技术的使用会显得不够经济有效。
综上所述，电路交换技术在实现高速稳定的通信方面具有独特的优势，但是它的资源利用率不高，因此通常被用于对带宽需求较高的应用，如音频、视频等多媒体通信。
在如今的通信网络中，电路交换技术已被广泛应用于各种高速数据传输领域。
通信工程师实务-交换技术(完整版)
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1
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简述电路交换技术、报文交换技术以及分组交换技术的特点
简述电路交换技术、报文交换技术以及分组交换技术的特点电路交换技术是一种传输方式，它建立一条专用的通信路径，使得通信双方的数据能够在这条路径上传输，直到通信结束。
电路交换技术的特点是连接的稳定性高，数据传输速度较快，但是连接一旦建立，就会一直占用资源，通信效率不高。
报文交换技术是一种传输方式，它将数据分割成报文，并在通信网络中逐一传输。
报文交换技术的特点是可以在传输过程中进行流量控制和错误检测，通信效率较高。
但是在传输过程中，需要不断地发送控制信息，增加了通信的复杂性。
分组交换技术是一种传输方式，它将数据分成固定大小的数据包，称为分组，然后在网络中进行传输。
分组交换技术的特点是可以灵活地利用网络资源，提高了通信效率，同时也可以进行流量控制和错误检测。
但是在传输过程中会出现分组丢失或乱序等问题，需要进行重传和排序等操作。
- 1 -。
交换技术
第四章：1.面向连接网络CO(Connection Oriented)和无连接网络CL(Connectionless)传送原理面向连接网络和无连接网络的主要区别：(1) 面向连接网络用户的通信要经过建立连接、信息传送、释放连接三个阶段；而无连接网络不为用户的通信过程建立和拆除连接。
(2) 面向连接网络中的每一个节点为每一个呼叫选路，节点中需要有维持连接的状态表；而无连接网络中的每一个节点为每一个传送的信息选路，节点中不需要维持连接的状态表。
(3) 用户信息较长时，采用面向连接的通信方式的效率高；反之，使用无连接的方式要好一些。
2.电路交换的特点电路交换采用同步时分复用和同步时分交换技术，特点：(1) 整个通信连接期间始终有一条电路被占用，信息传输时延小。
(2) 电路是“透明”的。
所谓“透明”是指交换节点未对用户信息进行任何修正或解释。
(3) 对于一个固定的连接，其信息传输时延是固定的。
(4) 固定分配带宽资源，信息传送的速率恒定。
实电路与虚电路区别：建立实电路时，不但确定了信息所走的路径，同时还为信息的传送预留了带宽资源；而在建立虚电路时，仅仅是确定了信息所走的端到端的路径，但并不一定要求预留带宽资源。
分组交换的特点优点：(1) 线路利用率较高。
(2) 异种终端通信。
(3) 数据传输质量好、可靠性高。
(4) 负荷控制。
(5) 经济性好。
缺点：1) 信息传送时延大。
2）用户的信息被分成了多个分组，每个分组附加的分组头都需要交换机进行分析处理，从而增加了开销。
3) 分组交换技术的协议和控制比较复杂。
分组工作方式：虚电路VC(Virtual Circuit)方式和数据报DG(DataGram)方式。
3.ATM：ATM是一种传送模式，在这一模式中用户信息被组织成固定长度的信元，信元随机占用信道资源，也就是说，信元不按照一定时间间隔周期性地出现。
ATM技术的特点：1.采用固定长度的短分组 2.采用统计复用 3.采用面向连接并预约传输资源的方式工作4.取消逐段链路的差错控制和流量控制ATM协议运行在误码率很低的光纤传输网上，同时预约资源机制保证网络中传输的负载小于子网络的传输能力，所以A TM取消了网络内部节点之间链路上的差错控制和流量控制。
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交换技术第1章-Switching and Bridging ConceptsEthernetEthernet(以太网)于20世纪70年代中期,由Xerox公司分部Palo Alto研究中心(PARC)开发的.Xerox最早发明的是一个2Mbps的以太网,后来又和Intel 和DEC合作开发了出了10Mbps的以太网,俗称(Ethernet II或Ethernet DIX).后来IEEE通过802委员会(802 Committee)把Ethernet标准化为IEEE 802.3.它和Ethernet II十分相似。
MAC地址MAC地址用来标识以太网上每个节点(node)的地址,即物理地址.MAC地址为48位(bit)长,即6个字节.如下图:MAC地址是烧录在网卡(Network Interface Controller,NIC)的ROM里的.为了保证MAC地址的唯一性,IEEE规定MAC地址前24位为厂商代码(vendor code),后24位为序列号(serial number)Ethernet帧的格式一些常见的以太网帧的格式,如下图:preamble为前导符,7字节长,由10101010…重复组成,SFD为起始分界符,1字节长,由11组成,如下图:Ethernet DIX帧里有类型(type)字段,用来鉴别层3的协议;而802.3 Ethernet帧把类型字段替换成了长度(length)字段,所以它无法辨别上层协议,这时就要用到802.2 LLC ，还有2种常见的以太网帧的格式,如下图:Novell的以太网帧只用于传输IPX流量,由于Novell没有想过IP会运行在其他层3协议上,所以它不需要类型字段,而且它也没有LLC net130整理 802.3 Ethernet Sub-Network Access Protocol(SNAP)的DSAP和SSAP字段的值为AA,OUI字段代表organizational unique identifier,3字节长,用于代表不同的组织.OUI由IEEE分配,Cisco的OUI为00000cCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMA/CD)以太网使用一种叫做带冲突检测的载波监听多路访问(CSMA/CD)技术进行通信.这是一种比较友好的会话方式.比如你有话要说,但是你很礼貌的先听听看有没有别的人在说话(carrier sense),如果有人在说话,你就等他把话说完,你才开始说;如果没人说话,你就开始说.但是假如有2个人同时说话怎么办?假如有2个人同时说话了,双方一旦听到同时有除自己以外的人在说话的话(collision detection),就停止继续说话,2个人都随机等待一段时间,然后其中1个人再开始继续说话,另外那个人等他说完再接着说Ethernet的通信方式就是这样的,如果双方同时要传输数据的话,将会产生一个collision的信号,由于电压超过正常的值,所以整个网段上的工作站都能注意到这个collision信号,接下来卷入这个collision事件的2个节点发送一个代表拥塞的信号给网段上的所有节点.此时线缆上不会有数据的传输(0Mbps),直到该冲突过程恢复以后.当这2个节点完成拥塞信号的传输以后,它们设置一个随机的计时器开始倒计时,先到0的节点会发现此时网段上没有工作站在进行传输,它就开始传输数据;后到0的那个节点发现之前那个节点已经在传输了,它就等待,等它传输完毕以后再进行传输。
所以,在采用CSMA/CD机制的介质上,1次只能有1个节点可以进行传输.所以这也是把Ethernet叫做共享介质(shared medium)的原因Fast Ethernet当随着时间的推移,人们开始发现10Mbps的速率不够用是时候,就开始开发一种以太网的升级版本:Fast Ethernet.快速以太网的速率能够达到100Mbps.虽然基于IEEE 802.3u标准的快速以太网不是市场上第一个出现的100Mbps版本.IEEE 802.3u标准的快速以太网和802.3以太网的帧的格式是兼容的,唯一不一样的就是前者在速度上是后者的10倍,由于兼容性很好,802.3u就成为市场上的主流标准.快速以太网仍然采用CSMA/CD机制.由于以太网(包括快速以太网)都属于共享介质,所以在一个网段上,节点越多,产生冲突的机率就越大。
Gigabit Ethernet随着网络的发展,人们发现以快速以太网作为骨干介质越来越不能满足需要,而速率为155Mbps-622Mbps的ATM当时实现起来比较困难.IEEE后来又推出了基于802.3z的千兆以太网(Gigabit Ethernet).和之前的一样,帧的格式和Ethernet并无什么大的区别;在接线方面,千兆以太网,快速以太网和以太网的区别在于,千兆以太网没有采用铜线(copper wiring)标准Full-Duplex Ethernet当2个以太网节点通过10baseT互相直连,会有2条通道,其中1条为接收,另1条为发送.由于是直连,中间没有其他节点(比如hub),因此数据可以在没有冲突的情况下来回自由传输,这就叫全双工(full-duplex)以太网.如下图:要实现全双工,2个节点必须直连,而且他们的网卡必须要支持全双工模式.由于采用全双工模式,发送和接收可以由2条通道同时进行,每条通道都为10Mbps,总共是20Mbps,所以有的时候人们又把全双工以太网称为20Mbps介质(快速和千兆以太网也是如此)Physical Segment当1个以太网网段的设备越多,产生冲突的可能性就越大.以太网网段能容纳的设备的数目是根据传输介质所规定的.物理网段,就是连接在传输线缆上的所有的设备的一个范围圈.换句话说就是,在一个物理网段上,所有设备都有产生冲突的可能性.另外1个用来描述物理网段的术语就是冲突域(collision domain).当然可以用某些设备对物理网段进行划分,比如路由器等等。
Broadcasts and Logical SegmentationTCP/IP使用广播来解析IP地址到MAC地址.一些路由协议也使用广播来对路由进行宣告,比如RIP和IGRP.广播不仅会消耗网络上的带宽,还会降低端用户比如工作站的处理能力.网桥(bridge)和交换机会转发广播,而路由器就不会.能够接收到别人发来的广播的所有节点组成的一个区域范围就叫广播域(broadcasting domain)或逻辑网段(logical segment)Multicasts多播(multicast)和广播类似,但是和广播的发送给所有节点相比,它是发送给一组特定类型的节点.节点类型通过地址来定义,比如一个帧的目标MAC地址为CC的就是发往所有的Cisco设备.网桥和交换机也会对多播进行转发。
Frame-Forwarding Methods of a SwitchCisco Catalyst对帧的3种转发方式如下图:1.cut-through模式也叫fast forward或real time模式,它读取到帧的目标地址以后就立即进行转发2.fragment free模式也叫modified cut-through模式,它读取到帧数据字段前64字节,然后进行转发3.store-and-forward模式是读取整个帧,并进行FCS计算.由于帧的长短不一样,所以延迟根据帧的长短而变化交换技术第2章-Transparent Bridging网桥和交换机对帧的转发送采用的机制基本是一样的.网桥单独的根据目标MAC地址来转发帧.所有节点的MAC地址将被学习到,并以表的形式保存在RAM或cache memory中.在以太网环境中,转发帧的决定的过程叫透明桥接(transparent bridging),而在令牌环网络中该过程叫源路由桥接(source route bridging)the Three Functions of a Transparent Bridge透明网桥,如同它的名字,意思是它在以太网环境中对于端用户(end user)来说是透明的.它的3个作用:1.学习2.转发和过滤3.避免环路(loop)Learning网桥要基于目标MAC地址来做转发决定,所以它要能学习到目标节点的MAC 地址.当网桥连接到一个物理网段上去,它读取经过它的帧的源MAC地址,并做出推断,如果帧从来自某个它的特定的端口(port),它就认为工作站的位置是和那个端口相连.然后把这些信息放进自己的bridging table中,在放进去之前先计算FCS计算,这样能消除错误的判断.在Cisco Catalyst上,bridging table也叫做CAM(content address memory)如下图:A发送数据给B,B和网桥都接收到帧.当网桥接收到帧以后,学习到工作站A 和port 1相连(因为是这个端口接收到A发来的帧的),于是它把工作站A的MAC 地址和端口放进bridging table中，反过来,B对A做出应答的时候,如下图:原理和刚才一样,B的MAC地址和端口信息被放进bridging table中去Forwarding and Switching网桥通过之前学习到的bridging table来做转发决定.这个决定是基于帧的目标MAC地址的.转发的过程如下图:当A传输数据到C的时候,C的条目之前已经被学习到了,网桥就把帧转发到C所在的物理网段2 过滤的流程图如下:当A发数据给B的时候,网桥根据bridging table判断出B和A在同一个物理网段,网桥就不会把帧发到物理网段2上去Avoiding Loops透明网桥的还有1个功能就是环路的避免.先来看看1个环路的产生,如下图:A发送一个广播帧给Y和X,Y又发给Z,X也发给Z;Z又把从Y接收到的发给X,又把从X接收到的发给Y.这样就产生了一个bridge loop.阻止环路的产生的办法就是破坏掉冗余的链路,这就要考生成树协议(Spanning Tree Protocol,STP)完成STP有几种版本,而且它们之间互不兼容.在交换机和网桥上实现STP之前要先验证下STP的版本,不同版本的STP是不会协同工作的.2种最常使用的STP版本是DEC版本的和IEEE版本的.Cisco的Catalyst在以太网上使用的是IEEE版本的STP,在Token Ring上使用的是IBM版本的STPSpanning Tree Protocol网桥会向其他那些有可能引起环路的交换机发送一种叫做BPDU(bridge protocol data unit)的包.Cisco的Catalyst每10秒从它所有的活跃端口向外发送BPDU,收到BPDU的交换机通过生成树算法(Spanning Tree Algorithm,STA)进行运算来决定需要关闭哪些冗余链路和端口,这一关闭的过程叫blocking.处于blocking状态的端口仍然是活跃的,它仍然能够接收和读取到BPDU,它会等到环路消除以后,才能转发帧.BPDU和STA的目的就是造就一个无环路的交换环境The Root Bridge所有的生成树(tree)都必须要有个根(root),作为根的那个网桥就叫根桥(root bridge),所有的网桥都分配了1个叫做网桥优先级(bridge priority)的数值.默认Catalyst的优先级都为32768.术语bridge ID是由MAC地址决定的,MAC地址最小的网桥就被选举为根桥Which Ports Should Be Blocked?当决定关闭一些产生环路的端口的时候,假如卷入的端口有2个甚至更多,那到底把哪些端口更改为blocking状态呢?这就要根据端口耗费(port cost)来决定.端口耗费一般是基于传输介质的速率来分配的,一般这个耗费的值是用1000除以传输介质的速率得到的,比如100Mbps的快速以太网的端口耗费就是10,以太网的是100 与根桥直接相的端口,或到达根桥距离最短的端口,就叫根端口(root port);假如有多条到达根桥的最短的链路,就比较port cost,耗费低的作为根端口;假如耗费一样,就比较bridge ID,ID小的作为根端口，还有个术语叫指定端口(designated port),它是在物理网段上,离根端口最近的那个端口STP工作的一些步骤如下:1.决定根桥:在优先级相同的情况下,比较bridge ID,ID小的作为根桥2.决定指定端口:到达根桥的最短的链路的端口port cost低的作为指定端口;假如耗费一样,就比较bridge ID,ID小的作为指定端口.指定端口处于转发(forwarding)状态3.决定根端口:与根桥直接相的端口,或到达根桥距离最短的端口,就叫根端口(root port);假如有多条到达根桥的最短的链路,就比较port cost,耗费低的作为根端口;假如耗费一样,就比较bridge ID,ID小的作为根端口4.决定哪些端口应该被堵塞为blocking状态:只要是非根端口和指定端口的,都进入blocking状态5.决定哪些端口处于转发状态:根端口和指定端口例子如下图,拓扑图给出了已知的MAC地址,并且所有优先级均为32768:注意A的MAC地址最小,优先级均为32768,所以A作为根桥,并且要注意的是根桥的所有端口均作为转发模式(指定端口).接下来决定根端口,直接与根桥相连的作为根端口,而且作为转发模式,所以可以判定出根端口个指定端口,bridge ID决定指定和非指定端口.但是注意D和E之间,由于D的bridge ID 小,所以D的为指定端口,E的作为非指定端口,如下图:Spanning Tree Port StatesSTP端口的几种状态如下图:交换技术第3章-Token Ring and Source-Route BridgingIEEE吸收了原先的Token Ring标准并加以小小的改动,制定了一套IEEE 802.5标准的Token Ring(1985年发布).它主要使用在IBM产品的环境中Token Ring Architecture20世纪70年代中期到末期,LAN技术变的越来越流行.蓝色巨人IBM决定开发1套自用的LAN介质,当时Ethernet并不能在IBM产品的环境下运做的很好.于是就产生了Token Ring.IEEE的Token Ring能够很好的和IBM的Token Ring 兼容Token Ring使用多路访问单元(Multiaccess Unit,MAU)来组建一个环(ring),所有的工作站都连接到MAU上的.其中物理拓扑为星型,逻辑拓扑为环型. Catalyst采用的是5类线缆和RJ-45连接器,物理拓扑如下图:逻辑拓扑如下图:Token Ring采用传递令牌(token)的方式来决定谁发送数据.谁拥有令牌,谁就可以传输帧.数据帧在环上传传输,目标工作站接收到这个帧以后对它进行拷贝,然后设置帧的1个位后继续把它放在环上传输,直到又回到源设备,源设备发现帧中有1位已经变动,说明它发出去的帧已经被目标设备收到.所以它重新生成一个token,并传递给别的工作站.如下图:Token Ring仍然是一种共享介质,因为工作站要等待token的传递.环上的站点越多,等待的时间就越长另外一种特殊的工作站,叫active monitor,是用来维护和保持Token Ring 的稳定性的.它保证了token在环上的传递正常与否.如果token出错,activemonitor会重新生成一个tokenToken Ring传输数据的速率有2种:4Mbps和16Mbps.4Mbps版本的现金用的很少了,能够支持的产品也不是很多.另外,Token Ring可以以不同的速率传输数据可能会导致一些问题.一些Token Ring的NIC能够支持这2种速率.但是在它自动感应(autosense)之前,它先以默认的4Mbps的速率操作,然后工作站错误的以4Mbps的速率接入到环里去,而环一般都为16Mbps的速率,这样环就会短暂性的失去连接,导致一些问题的发生.所以在把工作站接入到环里的时候要先验证下速率是多少,是否匹配。