环路形成 交换机原理
环路形成交换机原理
交换机是计算机网络中的一种重要设备，它通过建立数据链路层的连接来实现网络中不同设备之间的数据传输。交换机能够查看数据帧的目的MAC地址，并将数据发送到相应的目标设备，从而实现网络的快速传输和有序连接。
交换机原理是指交换机内部如何实现数据的转发和交换的具体过程。以下是交换机原理的相关内容：
1. 数据帧的转发
交换机通过物理接口接收到数据帧后，首先会检查数据帧的目的MAC地址，并与交换机的转发表进行匹配。如果找到了匹配的目的地址，交换机会将数据帧发送到对应的端口，否则将数据帧发送到除接收端口以外的所有端口。
2. 转发表的建立
转发表是交换机内部的一个关键数据结构，用于存储和管理MAC地址与相应的端口之间的对应关系。当交换机接收到数据帧时，会从数据帧头部获取源MAC地址和输入端口信息，然后更新转发表中对应的记录。如果转发表中不存在该MAC 地址，交换机会将这条记录添加到转发表中。
3. MAC地址学习
交换机通过不断接收和转发数据帧，可以不断学习到各个设备的MAC地址。当交换机收到一个数据帧时，会根据源MAC 地址在转发表中查找相应的记录。如果找到了对应的记录，说明交换机已经学习到了该MAC地址的信息，否则会将新的
MAC地址添加到转发表中。
4. 广播和多播
交换机会将广播和多播帧发送到除接收端口以外的所有端口。因为广播帧需要发送给网络中的所有设备，而多播帧需要发送给指定的一组设备。此外，交换机对于广播帧会进行广播风暴的控制，通过限制广播帧的转发次数来减少网络中的冲突和带宽占用。
5. VLAN划分
VLAN（Virtual Local Area Network）是一种广泛应用于局域
网中的技术，它可以将一个物理网络划分为多个逻辑上独立的虚拟局域网。交换机可以支持VLAN的划分和配置，通过将
不同的端口划分到不同的VLAN中，实现不同VLAN之间的
隔离和互通。
6. QoS支持
交换机可以通过配置各个端口的QoS（Quality of Service）参数，对数据流进行优先级和带宽的控制。QoS技术可以根据不同的数据流特性和需求，对数据进行分类和调度，从而实现对网络性能和服务质量的有效管理。
总结起来，交换机原理是建立在学习MAC地址和转发表的基
础上的，通过查表和匹配实现数据帧的快速转发和交换。此外，交换机还支持VLAN划分和QoS配置，以满足不同网络环境
下的需求和优化网络性能。
交换机原理与基础知识
交换机原理与基础知识 一、基本以太网 1、以太网标准： 以太网是Ethernet的意思，过去使用的是十兆标准，现在是百兆到桌面，千兆做干线。 常见的标准有： 10BASE-2 细缆以太网 10BASE-5 粗缆以太网 10BASE-T 星型以太网 100BASE-T 快速以太网 1000BASE-T 千兆以太网 现在千兆也应用到桌面 2、接线标准 星型以太网采用双绞线连接，双绞线是8芯，分四组，两芯一组绞在一起，故称双绞线。 8芯双绞线只用其中4芯：1、2、3、6。 常见接线方式有两种： 568B接线规范：白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕 1 2 3 4 5 6 7 8 568A接线规范：白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕 1 2 3 4 5 6 7 8 将568B的1和3对调，2和6对调，就得到568A。 3、接线方法 两边采用相同的接线方式叫做平接，两边采用不同的接线方式叫扭接。 不同的设备之间连接，使用平接线；相同的设备连接使用扭接线。 电脑、路由器与集线器、交换机连接时使用平接线。 这是因为网线中的4条线，一对是输入，一对是输出，输入应该与输出对应。 如果将1和3连接，2和4连接，相当于自己的输出送给自己的输入。 这样可以使网卡进入工作状态，阻止空接口关闭，而影响有些程序的运行。 二、交换机原理与应用 1、冲突域和广播域 交换机是根据网桥的原理发展起来的，学习交换机先认识两个概念： (1)冲突域： 冲突域是数据必然发送到的区域。 HUB是无智能的信号驱动器，有入必出，整个由HUB组成的网络是一个冲突域。 交换机的一个接口下的网络是一个冲突域，所以交换机可以隔离冲突域。
(2)广播域： 广播数据时可以发送到的区域是一个广播域。 交换机和集线器对广播帧是透明的，所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域。 路由器的一个接口下的网络是一个广播域。所以路由器可以隔离广播域。 2、交换机原理 (1)端口地址表 端口地址表记录了端口下包含主机的MAC地址。端口地址表是交换机上电后自动建立的， 保存在RAM中，并且自动维护。 交换机隔离广播域的原理是根据其端口地址表和转发决策决定的。 (2)转发决策 交换机的转发决策有三种操作：丢弃、转发和扩散。 丢弃：当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃。 转发：当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发。 扩散：当某端口下的主机访问未知端口下的主机时要扩散。 每个操作都要记录下发包端的MAC地址，以备其它主机的访问。 (3)成存期： 生成期是端口地址列表中表项的寿命。每个表项在建立后开始进行倒记时，每次发送 数据都要刷新记时。对于长期不发送数据主机，其MAC地址的表项在生成其结束时删除。 所以端口地地表记录的总是最活动的主机的MAC地址。 3、交换网络中的环 以太网是总线或星型结构，不能构成环路，否则会产两个严重后果： (1)产生广播风暴，造成网络堵塞。 (2)克隆帧会在各个口出现，造成地址学习(记录帧源地址)混乱。 解决环路问题方案: (1)网络在设计时，人为的避免产生环路。 (2)使用生成树STP(Spanning Tree Protocol)功能，将有环的网络剪成无环网络。 STP被IEEE802规范为802.1d标准。 生成树协议术语 (1)网桥协议数据单元：BPDU(Bridge Protocol Data Unit) BPDU是生成树协议交换机间通讯的数据单元，用于确定角色。 (2)网桥号：Bridge ID 交换机的标识号，它由优先级和MAC地址组成，优先级16位，MAC地址48位。 (3)根网桥：Root bridge
网络交换机的工作原理 交换机 原理 机制
一、交换机的工作原理 1.交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。 2.交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。 3.如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。这一过程称为泛洪（flood）。 4.广播帧和组播帧向所有的端口转发。 二、交换机的三个主要功能 学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。 转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。 消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。 三、交换机的工作特性 1.交换机的每一个端口所连接的网段都是一个独立的冲突域。 2.交换机所连接的设备仍然在同一个广播域内，也就是说，交换机不隔绝广播（惟一的例外是在配有VLAN的环境中）。 3.交换机依据帧头的信息进行转发，因此说交换机是工作在数据链路层的网络设备（此处所述交换机仅指传统的二层交换设备）。 四、交换机的分类 依照交换机处理帧时不同的操作模式，主要可分为两类： 存储转发：交换机在转发之前必须接收整个帧，并进行错误校检，如无错误再将这一帧发往目的地址。帧通过交换机的转发时延随帧长度的不同而变化。 直通式：交换机只要检查到帧头中所包含的目的地址就立即转发该帧，而无需等待帧全部的被接收，也不进行错误校验。由于以太网帧头的长度总是固定的，因此帧通过交换机的转发时延也保持不变。 五、二、三、四层交换机？ 多种理解的说法： 1. 二层交换（也称为桥接）是基于硬件的桥接。基于每个末端站点的唯一MAC地址转发数据包。二层交换的高性能可以产生增加各子网主机数量的网络设计。其仍然有桥接所具有的特性和限制。 三层交换是基于硬件的路由选择。路由器和第三层交换机对数据包交换操作的主要区别在于物理上的实施。 四层交换的简单定义是：不仅基于MAC（第二层桥接）或源/目的地IP地址（第三层路由选择），同时也基于TCP/UDP应用端口来做出转发决定的能力。其使网络在决定路由时能够区分应用。能够基于具体应用对数据流进行优先级划分。它
交换机原理与基本配置
交换机原理与基本配置 交换机原理与基本配置 交换机是计算机网络中一种重要的网络设备，它可以连接多台计算机，实现数据通信和信息交换。本文将介绍交换机的工作原理和基本配置。 一、交换机的工作原理 交换机主要根据数据包的目的MAC地址来进行数据的转发。当计算机A发送数据包到交换机时，交换机会解析数据包中的目的MAC地址。如果目的MAC地址在交换机的转发表中存在，交换机将数据包转发给对应的端口，达到数据通信的目的。如果目的MAC地址在转发表中不存在，交换机会向所有端口广播数据包，以查找目的MAC地址所在的端口。当交换机收到回应时，会更新转发表，将目的MAC地址与对应的端口绑定。 交换机可以实现数据包级别的转发，因此能够提供较高的带宽利用效率。与集线器（hub）相比，交换机能够实现隔离不同计算机之间的通信，从而减少网络冲突和碰撞，提高数据传输的效率和可靠性。 二、交换机的基本配置 1. 连接交换机
首先，我们需要将计算机与交换机进行连接。通常情况下，计算机和交换机之间使用网线连接，通过网线的RJ45接口实现 物理连接。在连接时，需要确保网线连接到计算机的网卡和交换机的端口上。 2. 设置IP地址 交换机通常具有管理接口，可以通过该接口进行交换机的配置。要访问交换机的管理界面，我们需要将计算机的IP地址与交 换机处于同一个网络段中。在计算机的网络设置中，我们可以通过设置IP地址、子网掩码、网关等参数，使计算机和交换 机处于同一个局域网中。 3. 登录交换机 通过计算机的浏览器输入交换机的管理IP地址，可以通过网 页登录交换机的管理界面。在登录界面中，我们需要输入交换机的用户名和密码进行认证。 4. 配置端口 在交换机的管理界面中，我们可以对交换机的端口进行配置。通常情况下，交换机的端口会自动学习和更新目的MAC地址，但我们也可以手动指定某个端口的目的MAC地址，从而限制 该端口的通信。 5. VLAN配置
交换机原理
交换机原理 交换机是一种用于局域网中的网络设备，可以实现网络中多个节点之间的数据传递。交换机与路由器、集线器等网络设备相比有着更高的传输速率、更低的延迟和更好的数据带宽管理能力。本文将介绍交换机的基本原理，包括交换机的分类、工作原理、数据转发过程和QoS等相关内容。 交换机的分类 按照交换机的不同工作方式，可以将其分为以下几种类型： 1.转发型交换机 转发型交换机是最基本的交换机类型，其主要特点是非常简单、廉价。转发型交换机使用MAC地址来识别数据包，将数据包从一个端口直接转发到目标端口。然而，该类型交换机并不支持QoS和其它高级功能。 2.存储转发交换机 存储转发交换机将整个数据包存储在缓冲区中，先对数据包进行差错检测和改正，将数据包的内容和目标地址都检查后再进行转发。存储转发交换机在进行数据转发时可以对不同的数据包进行区分，甚至还可以针对某些数据包进行拦截、阻断或修改。 3.自适应交换机 自适应交换机是一种更为高级的交换机类型，其拥有存储转发交换机的所有功能，同时加入了 VLAN 、QoS、ACL等功能。自适应交换机可以识别不同的应用程序，可以对不同的用户配置不同的访问权限，还可以支持远程管理和监控等功能。 交换机的工作原理 交换机的工作原理是通过各种算法和机制来实现，以下是它的几个基本工作原理： 1.地址学习 交换机学习到每个端口上连接的MAC地址，仅当收到未知MAC地址时，交换机会记录学习到的MAC地址及其对应的端口。 2.过滤处理 交换机会基于已知的MAC地址表过滤并转发帧。
3.转发处理 交换机将帧从源端口转发到目标端口。 4.洪泛处理 当交换机收到一个帧，但无法识别该帧所要求的目标地址，交换机会把该帧转发到每个与之相连的端口上。 交换机的数据转发过程 交换机在接收到一个数据帧时，将进行以下过程： 1.交换机从数据帧中提取目标 MAC 地址并在自己存储的 MAC 地址表中查找。 2.如果目标 MAC 地址在存储的 MAC 地址表中，则交换机将数据帧转发到目标端口。 3.如果目标 MAC 地址不在存储的 MAC 地址表中，则交换机将数据帧广播至所有连接的端口，以便让所有的节点都能收到该帧。 4.当交换机收到返还的数据帧时，它将再次更新 MAC 地址表，并将数据帧转发到对应的端口上，以完成整个通信过程。 交换机的QoS 交换机的QoS是指交换机实现流量控制和差别化服务的一种能力。QoS的主要目的是确保一定级别的网络服务质量，以满足不同用户的不同需求。QoS技术通常包含以下四种方式： 1.流量整形（Traffic Shaping）- 对流量进行限制。 2.流量调度（Traffic Scheduling）- 对优先级较高的流量进行调度。 3.拥塞避免（Congestion Avoidance）- 利用网络资源控制算法使网络避免出现拥塞现象。 4.流量分类（Traffic Classification）- 将不同的数据流进行分类，便于进行流量管理。 总结 交换机是局域网中必不可缺的一种网络设备，它可以实现网络中多个节点之间的数据传递，从而使得局域网的通信更加高效、安全和可靠。本文介绍了交换机的基本原理，包括交换机的分类、工作原理、数据转发过程和QoS等相关内容，希望对读者对交换机有更好的理解和应用。
网络环路故障处理
网络环路故障处理方法 一、网络环路形成的原因 首先，介绍一下造成网络环路原因。由于机房的交换机都由专业的设备维护人员管理和 操作，所以这里我们不考虑机房交换机环路的可能性，而是着重介绍终端用户HUB所造成的环路。如下图所示是HUB环路示意图： 一旦网络中出现上图HUB的连线方法，网络环路就形成了！ 环路引起的实质问题是广播风暴，而广播风暴只在同一网段内传播，它往往只影响同一网段内的电脑。但是当一台受到广播风暴影响的交换机配有其他vlan（网段），那么与该交换机连接的所有网段的电脑都将受到影响，因为“广播风暴”会占用大量网络带宽，导致正 常业务不能运行，甚至彻底瘫痪，通俗点说就是该交换机“死机”了。如果该交换机是一台 汇聚甚至是核心交换机，那么影响的范围将会更广！ 二、网络环路的现象 接着，介绍一下网络环路的现象。网络中出现环路后，往往会出现很奇怪并令人费解的 现象让设备维护人员很难判断故障原因。具体现象有：内网、外网网页有时能打开但很卡， 有时又打不开；ping网关丢包且丢包率不稳定；与电脑直连的HUB和机房对应的接入层交 换机端口灯狂闪。以上现象出现时，基本可判断是网络环路故障。 三、网络环路的处理方法 准确判断故障原因是快速处理故障的先决条件，知道原因后解决它只是时间问题了。现将网络环路大致的处理流程和方法总结如下： 1、了解网络的拓扑结构 设备维护人员到现场后，首先要知道或试图了解现场网络的拓扑结构。简单的说，你要知道电脑是连的哪个HUB，HUB是连到机房哪台接入层交换机上，而接入层交换机又是如 何与汇聚层交换相连的。 这里列出我们公司常见两种接入层拓扑结构： 拓扑图1：接入层交换机分别与汇聚层交换机直连。
交换机的工作原理
交换机的工作原理 1、的 交换机拥有许多,每个端口有自己的专用,并且可以连接不同的;交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的,这就大大提高了信息吞吐量;为了进一步提高性能,每个端口还可以只连接一个设备; 为了实现交换机之间的互连或与高档的连接,一般拥有一个或几个高速端口,如100MB以太网端口、FDDI端口或155MB ATM端口,从而保证整个网络的; 2、的 通过共享局域网的用户不仅是共享带宽,而且是竞争带宽;可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少,甚至被迫等待,因而也就耽误了通信和;利用交换机的网络微分段技术,可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段,减少竞争带宽的用户数量,增加每个用户的可用带宽,从而缓解共享网络的拥挤状况;由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽,能保护用户以前在方面的投资,并提供良好的,因此交换机不但是的理想替代物,而且是集线器的理想替代物; 与网桥和集线器相比,交换机从下面几方面改进了性能： 1通过支持并行通信,提高了交换机的信息吞吐量; 2将传统的一个大局域网上的用户分成若干,每个端口连接一台设备或连接一
个工作组,有效地解决拥挤现像;这种方法人们称之为网络微分段Micro一segmentation技术; 3虚拟网VirtuaI LAN技术的出现,给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性;我们将在后面专门介绍虚拟网; 4端口密度可以与集线器相媲美,一般的都是有一个或几个服务器,而绝大部分都是普通的;客户机都需要访问服务器,这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能的; 交换机就主要从提高连接服务器的端口的以及相应的帧缓冲区的,来提高整个网络的性能,从而满足用户的要求;一些高档的交换机还采用进一步提高端口的带宽;以前的都是采用半双工的工作方式,即当一台发送的时候, 它就不能接收数据包,当接收数据包的时候,就不能发送数据包;由于采用全双工技术,即主机在发送数据包的同时,还可以接收数据包,普通的10M端口就可以变成20M端口,普通的100M 端口就可以变成200M 端口,这样就进一步提高了信息吞吐量; 3、交换机的工作原理 的交换机上是具有流量控制能力的网桥,即传统的二层交换机;把引入交换机,可以完成,故称为,这是交换机的新进展;交换机二层交换的工作原理交换机和网桥一样,是工作在的联网设备,它的各个端口都具有,每个端口可以连接一个LAN 或一台或服务器,能够通过自学习来了解每个端口的设备连接情况;所有端口由专用处理器进行控制,并经过控制管理总线转发信息; 同时可以用专门的进行集中管理; 除此之外,交换机为了提高数据交换的
焦点技术：交换机之广播风暴
交换机组网时产生广播风暴的原因: 通过对以上网络设备的了解，我们就可以简单分析出来，网络产生广播风暴的原因了。一般情况下，产生网络广播风暴的原因，主要有以下几种： 1、网络设备原因：我们经常会有这样一个误区，交换机是点对点转发，不会产生广播风暴。在我们购买网络设置时，购买的交换机，通常是智能型的Hub，却被奸商当做交换机来卖。这样，在网络稍微繁忙的时候，肯定会产生广播风暴了。或者交换机在联网时产生了环路（见第2条）。 2、网络环路：曾经在一次的网络故障排除中，发现一个很可笑的错误，一条双绞线，两端插在同一个交换机的不同端口上，导致了网络性能急骤下降，打开网页都非常困难。这种故障，就是典型的网络环路。网络环路的产生，一般是由于一条物理网络线路的两端，同时接在了一台网络设备中。 3、网卡损坏：如果网络机器的网卡损坏，也同样会产生广播风暴。损坏的网卡，不停向交换机发送大量的数据包，产生了大量无用的数据包，产生了广播风暴。由于网卡物理损坏引起的广播风暴，故障比较难排除，由于损坏的网卡一般还能上网，我们一般借用Sniffer 局域网管理软件，查看网络数据流量，来判断故障点的位置。 4、网络病毒：目前，一些比较流行的网络病毒，Funlove、震荡波、RPC等病毒，一旦有机器中毒后，会立即通过网络进行传播。网络病毒的传播，就会损耗大量的网络带宽，引起网络堵塞，引起广播风暴。 5、黑客软件的使用：目前，一些上网者，经常利用网络执法官、网络剪刀手等黑客软件，对网吧的内部网络进行攻击，由于这些软件的使用，网络也可能会引起广播风暴。 要想做到对故障的快速判断，良好扎实的基础知识，是不可缺少的。因此大家在日后的学习中，不要忽略了对基础知识的学习！ 焦点技术：交换机之广播风暴 桥接环路 在交换机设备出现之前，曾经出现过一种用来隔离碰撞的设备叫网桥（bridge）。网桥的工作原理和交换机相同，只是比交换机端口少，只有两个端口。另外一个不同点是网桥是软件实现的，交换速度比交换机慢。基于历史原因，今天仍然把交换机称为桥接设备，把交换机形成的环路称为桥接环路（bridge loop）。
环路形成 交换机原理
环路形成交换机原理 交换机是计算机网络中的一种重要设备，它通过建立数据链路层的连接来实现网络中不同设备之间的数据传输。交换机能够查看数据帧的目的MAC地址，并将数据发送到相应的目标设备，从而实现网络的快速传输和有序连接。 交换机原理是指交换机内部如何实现数据的转发和交换的具体过程。以下是交换机原理的相关内容： 1. 数据帧的转发 交换机通过物理接口接收到数据帧后，首先会检查数据帧的目的MAC地址，并与交换机的转发表进行匹配。如果找到了匹配的目的地址，交换机会将数据帧发送到对应的端口，否则将数据帧发送到除接收端口以外的所有端口。 2. 转发表的建立 转发表是交换机内部的一个关键数据结构，用于存储和管理MAC地址与相应的端口之间的对应关系。当交换机接收到数据帧时，会从数据帧头部获取源MAC地址和输入端口信息，然后更新转发表中对应的记录。如果转发表中不存在该MAC 地址，交换机会将这条记录添加到转发表中。 3. MAC地址学习 交换机通过不断接收和转发数据帧，可以不断学习到各个设备的MAC地址。当交换机收到一个数据帧时，会根据源MAC 地址在转发表中查找相应的记录。如果找到了对应的记录，说明交换机已经学习到了该MAC地址的信息，否则会将新的
MAC地址添加到转发表中。 4. 广播和多播 交换机会将广播和多播帧发送到除接收端口以外的所有端口。因为广播帧需要发送给网络中的所有设备，而多播帧需要发送给指定的一组设备。此外，交换机对于广播帧会进行广播风暴的控制，通过限制广播帧的转发次数来减少网络中的冲突和带宽占用。 5. VLAN划分 VLAN（Virtual Local Area Network）是一种广泛应用于局域 网中的技术，它可以将一个物理网络划分为多个逻辑上独立的虚拟局域网。交换机可以支持VLAN的划分和配置，通过将 不同的端口划分到不同的VLAN中，实现不同VLAN之间的 隔离和互通。 6. QoS支持 交换机可以通过配置各个端口的QoS（Quality of Service）参数，对数据流进行优先级和带宽的控制。QoS技术可以根据不同的数据流特性和需求，对数据进行分类和调度，从而实现对网络性能和服务质量的有效管理。 总结起来，交换机原理是建立在学习MAC地址和转发表的基 础上的，通过查表和匹配实现数据帧的快速转发和交换。此外，交换机还支持VLAN划分和QoS配置，以满足不同网络环境 下的需求和优化网络性能。
交换机原理
交换机原理 交换机是大型局域网中最常用的网络设备，它能接收来自任何端口的数据，并将它们从一个端口发送到另一个端口。因此，它提供了有效的网络层传输功能，有效地支持网络应用程序。交换机主要用于把多个计算机相互连接起来，它像一个巨大的路由器，把一条链接它的计算机看成一个网络。这些计算机都可以通过交换机连接到同一个网络，并交换信息。 交换机的工作原理可以分为三个主要部分：转发、学习和过滤。首先，交换机可以收到来自其他端口的数据，将其存储到接收缓冲区中，然后解析这些数据，根据网络协议将数据分类，并根据每个数据的协议头（例如路由器的IP地址）确定其目的地。接着，交换机就 可以把收到的数据进行转发，将其发送给指定的目的端口。其次，交换机可以学习源地址，根据收到的数据的源地址建立端口地址映射表，以便以后可以根据源地址判断数据发送到哪个端口。最后，交换机可以根据用户设置的过滤规则，按照指定的端口和协议，对收到的数据和发出的数据进行过滤，确保网络的安全性和稳定性。 交换机的工作原理涉及到大量的数据传输技术，并且它能够有效地管理网络连接，将大量的资源整合在一起，使用户可以很容易地实现多种网络应用。从性能上讲，交换机可以以非常高的速度进行数据传输，并具有很强的处理能力。它可以处理大量的网络数据，并使用户能够使用多个应用程序同时工作，而不会影响其他应用程序的性能。 交换机技术的优势在于，它能够极大地提高网络的性能，它能够
按照网络的要求来定制网络，它能够提供更高的性能和可靠性，而且它也为网络安全提供了可靠的保护。 综上所述，交换机的工作原理是比较复杂的，它的功能主要用于连接不同网络的计算机，使用户能够更加方便地利用网络资源，并能够发挥出更大的性能优势。因此，交换机在网络传输中扮演着重要的作用，为用户提供了可靠的网络连接和安全的网络传输效果。
网络环路、STP生成树协议、广播风暴概述及风暴原因对策经验总结查找实例
网络环路 网络环路也分为第二层环路和第三层环路,所有环路的形成都是由于目的路径不明确导致混乱而造成的,例如第二层,一个广播信息经过两个交换机的时候会不断恶性循环的产生广播,造成环路,而第三层环路则是原路由意外不能工作,造成路由通告错误,形成一个恶性循环 例子:网络192.168.0.0/24--路由1--路由2正常192.168.0.0/24网络被路由1通告到路由2,当网络出问题不能达到的时候,路由1把192.168.0.0/24路由信息删除,但是路由2通告给了路由1,让路由1误以为路由2的那边能达到192.168.0.0/24网络,结果造成恶性循环(例子建立在RIP,IGRP等路由协议下,只有这两个协议会造成第三层环路) 网络的二层环路通常在发生办公区域移动或者网络节点比较密集的环境中，因为网络跳线的两端的水晶头为一致的，并没有区分是接Hub/switch或者PC的，导致接入的随意性比较大，从而给使用者造成可以随意将网络跳线同时接入到端口中，一旦发生这种问题就形成了环路，网络环路的危害非常大，重则导致一个公司的所有网络中断，轻则至少一片区域的网络中心，给公司生产和运作带来巨大的损失. 传统的二层预防技术主要有STP(Spanning tree)来预防，STP在不断的修改和更新中，产生了诸如STP/RSTP/MSTP等多个版本，大家可根据各自的组网规划来选择应用，但是STP的配置复杂度，以及协议本身的开销通常都是网络管理人员比较头痛的事情。 虽然二层的物理环路在普通的办公室或网络节点并不密集的场景中并不多见，但是在诸如IT制造业或者学校实验室等网络节点密集型的企业，因为人员的流动性，网络节点的密集性，跳线两头RJ45的一致性，所以二层网络环路并不少见，STP在这种环境下多数不生效，无法很好的启用，因为STP与生产的控制程序或者实现程序存在有一定的问题，所以导致二层的网络环路在这类企业中成了一个隐患，定时炸弹一样，指不好什么时候爆发。 网络环路查找实例1 在嘉定信息中心发现10.112.2.0/24段通过三段的网关10.112.3.254也能上网。网络结构如图：
环路形成 交换机原理
环路形成交换机原理 交换机是计算机网络中常见的网络设备之一，它通过学习和记忆网络中连接设备的物理地址来转发数据包，从而实现网络中各个设备之间的数据交换。交换机原理涉及到交换机的工作原理、地址学习、转发机制、冲突与广播域等方面。下面是关于交换机原理的相关参考内容。 一、交换机的工作原理 1. 交换机的任务：将发送方的数据帧通过网络转发给接收方，同时保证网络的高效性和可靠性。 2. 数据交换：交换机通过接收数据帧，并将其转发给目标设备，从而实现数据的传输和网络通信。 3. MAC地址：交换机通过学习和记忆连接设备的物理地址 （也称为MAC地址），并将其存储在交换表中，以便后续转 发数据包。 二、地址学习 1. MAC地址：MAC地址是设备的唯一物理标识，交换机通过学习和记忆设备的MAC地址来识别和转发数据包。 2. 学习过程：交换机通过监测网络中的数据流量来学习设备的MAC地址，并将其存储在交换表中。 3. ARP协议：交换机通过ARP协议来获取与其相连设备的MAC地址，以便进行数据转发。 三、转发机制 1. 判定目标设备：交换机通过查找交换表来判定目标设备的位置，从而确定数据的转发方向。
2. 转发数据包：交换机将数据包转发到相应端口以实现设备之间的通信。 3. 交换表更新：交换机在转发数据包的同时，会不断更新交换表，以保证地址的正确性。 四、冲突与广播域 1. 冲突域：指的是相互竞争资源而导致网络通信失败的区域，交换机通过将网络划分成多个冲突域来减轻网络拥塞和冲突问题。 2. 广播域：指的是可以直接通信的设备的范围，交换机通过隔离广播域来提高网络的安全性和性能。 五、交换机类型 1. 传统交换机：采用存储转发方式，数据包在交换机内进行完整的接收、处理和转发。 2. 轻量级交换机：采用剪贴转发方式，数据包在交换机内进行简单的处理和转发。 3. 三层交换机：具备路由功能，可以根据网络层的协议进行分组转发。 4. 万兆交换机：支持高速率的数据转发，能够满足对带宽要求较高的应用场景。 六、交换机管理 1. 远程管理：通过Web界面、Telnet或SSH等远程管理方式来管理交换机，包括配置网络参数、监控设备状态等。 2. VLAN管理：通过划分虚拟局域网（VLAN）来实现网络资源的灵活分配和管理。
二层交换机工作原理
二层交换机工作原理 一、二层交换机简介 二层交换机是网络中常用的设备，它主要负责在局域网内进行数据包转发和广播控制。本文将深入探讨二层交换机的工作原理。 二、数据链路层和二层交换机 二层交换机位于OSI模型的第二层，也称为数据链路层。数据链路层负责将帧从一个物理接口传输到另一个物理接口，而二层交换机则是通过MAC地址进行帧的转发。 三、MAC地址和二层交换机 MAC地址是网络设备的唯一标识，它由48位二进制数组成，通常表示为十六进制 的形式。二层交换机通过学习MAC地址和端口的对应关系，来确定数据包的转发路径。 1. MAC地址表 二层交换机通过维护一个MAC地址表来实现对数据包的转发。MAC地址表中记录了MAC地址和对应的端口信息。当交换机接收到一个数据包时，会查找MAC地址表， 根据目的MAC地址找到对应的端口，然后将数据包转发到该端口。 2. 广播和未知单播 如果交换机接收到的数据包的目的MAC地址在MAC地址表中不存在，那么交换机会将该数据包进行广播，发送到所有端口（除了数据包的源端口）。同时，交换机会记录下广播源MAC地址和广播端口的对应关系，以便后续的数据包转发。 四、二层交换机的工作流程 二层交换机的工作流程分为两个阶段：学习阶段和转发阶段。
1. 学习阶段 在学习阶段，交换机会不断地收集并更新MAC地址表。当交换机接收到一个数据包时，会检查源MAC地址和源端口的对应关系是否存在于MAC地址表中，如果不存在，则将该对应关系添加到MAC地址表中。这样，交换机就能够学习到网络中各个设备的MAC地址和对应的端口。 2. 转发阶段 在转发阶段，交换机根据目的MAC地址查找MAC地址表，找到对应的端口后，将数据包转发到该端口。如果目的MAC地址在MAC地址表中不存在，则进行广播转发。 3. 网络环路和生成树协议 在网络中存在环路时，数据包可能会陷入循环转发的问题。为了解决这个问题，二层交换机可通过生成树协议，如Spanning Tree Protocol (STP)，来自动关闭一 些冗余的链路，以确保数据包的正常转发。 五、二层交换机的优势和注意事项 二层交换机相比于网络集线器有着许多优势，但也需要注意一些事项。 1. 优势 •基于MAC地址的转发，更快速和灵活。 •较低的网络延迟，适用于实时性要求较高的应用。 •较低的网络负载，提高网络性能和吞吐量。 2. 注意事项 •网络环路可能导致广播风暴和数据包循环转发的问题，需谨慎设计网络拓扑。•需要注意二层交换机的端口带宽和容量，以避免过载和性能瓶颈。 •定期检查和更新MAC地址表，以确保数据包能够正确转发。 六、总结 二层交换机通过学习MAC地址和对应的端口信息，实现了快速的数据包转发和广播控制。它在局域网中起到了关键的作用，提高了网络性能和吞吐量。在使用二层交
环路形成 交换机原理
环路形成交换机原理 交换机是现代局域网中最常用的网络设备，它可以根据MAC 地址实现网络节点之间的数据转发，实现高速稳定的数据传输。其中，环路形成是交换机宕机、广播风暴等故障的常见原因之一。为了避免环路形成，减少网络故障的发生率，清楚了解交换机的工作原理至关重要。 1. 交换机的工作原理 交换机的核心原理是学习和转发。它内部有一张MAC地址表，当一个数据包到达一个交换机的端口时，它将会学习该数据包的源MAC地址，并将其存储在MAC地址表中。当下一次该 交换机收到目的MAC地址是已知的数据包时，它将会把该数 据包转发到正确的端口。这个过程被称为转发。 2. 环路的形成及其危害 环路通常由未正确配置的交换机端口、机房布线不规范等原因引起，一旦出现环路，由于MAC地址学习表的存在，交换机 会认为只要是源和目的MAC地址都存在于环路中的某个端口上，就会将数据包不断地往这个端口上转发，形成广播风暴，使网络瘫痪。环路产生的原因很多，如机房规划不当，缺乏对网络拓扑的清晰认识，也有可能是设备端口误配导致。 3. 避免环路的方法 为了避免环路，我们可以采用以下方法。
3.1 禁止STP 禁止STP（Spanning Tree Protocol）可以有效避免环路的产生。但是，由于STP具有自循环容错机制，可以确保交换机冗余 的链路始终处于正常的工作状态，因此禁用STP往往并不可取。 3.2 配置PortFast PortFast可以使交换机对接收到的BPDU（Bridge Protocol Data Unit）包不进行STP处理，可以不经过20秒的STP收敛时间，而直接切换到转发状态。这样可以在极短的时间内将端口切换到转发状态，避免端口在不必要的等待中浪费时间，从而提高网络的性能。 3.3 配置BPDU Guard BPDU Guard是一种交换机保护机制，用于监测和阻止非法交 换机的入侵，以避免破坏网络拓扑。当交换机检测到非法BPDU时，它会立即关闭该端口，从而避免导致拓扑环路，保 护整个局域网的数据安全。 4. 总结 交换机是现代网络通信的核心设备，可以实现高效稳定的数据传输和转发。然而，环路可能会导致网络出现广播风暴等故障，对网络安全带来威胁。因此，为了保障网络的正常运营，我们
以太网交换机环路产生的原因及分析方法
以太网交换机环路产生的原因及分析方 法 摘要：现代企业在发展过程中基本都会应用网络，但在长期使用中可能会出现以太网交换机环路，如未能对其及时处理则可能引发严重网络故障，非专业人士会通过插拔网线进行检测，但如果网络环境复杂则难以判断，可见这一传统方式并不适用，基于此下面将对以太网交换机环路产生的原因进行分析，并提出了预防交换机环路的具体方法。 关键词：以太网；交换机；环路；原因分析 前言： 在网络设备连接中，单一链路连接中可能受到多种原因影响而出现网络中断的问题，因此会选用组网方式完成构建，在备份链路中交换机相互连接，为了能够切实保证网络的稳定性，通过冗余链路提高网络的稳定性，但这样可能在运行过程中出现环路，出现广播风暴造成网络拥塞，导致电力自动化系统无法正确传输电力设备的状态信息，后续工作难以顺利进行，下面将对此进行分析。 1以太网交换机环路原理 1.1交换机传输 交换机是数据链路层的设备，其从端口接收数据包，能够读取数据包头部中的源MAC地址，从地址表中查找对应的端口，识别数据包中的各类相关信息，并在交换机中维护地址表，将这些MAC地址与对应的端口记录在自身内部的一个地址表中，随后将数据包直接发送到该端口上完成数据传输。同时，如果在地址表中找不到对应的端口，交换机可以根据MAC地址转发数据包，记录这一目的MAC 地址与哪个端口，获知源MAC地址的设备连接位置，以此将数据包从哪个端口转发出去，在下次传送数据时不再需要对所有端口进行广播，不断循环此过程。
1.2交换机环路 交换机环路的场景较为直观，其中设备自环为一根网线分别布置在2个端口上，相互连接形成环路，设备开启时会发出地址解析协议询问，若两台交换机之间只有1条链路，那么报文通过1号端口进入后会从2号端口发出去，此信息记录在交换机的地址表中，设备收到广播信息后发送应答消息，网络中发送的广播报文数据量增加，收到广播后会进行拓展，如此往复循环便会形成广播风暴，最终导致交换机无法正常通信[1]。 2以太网交换机环路产生的原因分析 交换机是参考模型中数据链路层的设备，可以识别数据包中的MAC地址信息将地址与对应的端口记录在地址表中，且可以对自身路由信息表进行更新维护，当数据包从某一个端口到达交换机时，数据包头部中的源MAC地址传输，把数据包直接发送到该端口上，在读取数据后发送至维护地址表。网络环路主要有三层交换网络环路和二层交换网络环路，如果在地址表中找不到对应的端口，负责IP 数据包的转发和路由选择，设备收到广播包并做出回应，当网络结构发生变化时，用户的数据包不停地在网络上循环发送，造成网络资源严重浪费，最终引起网络阻塞中断，但在建设后期不会发生。交换网络发生于网络的数据链路层及物理层，环路主要由于用户的连接使用不当而产生，ARP包在网络中不断循环，网络环路链路的冗余备份无法交换MAC地址信息，出现多播或广播数据风暴，最终二层网络引起阻塞，是网络中最难处理也是最易发生的故障之一[2]。 3以太网交换机环路判断与定位 3.1交换机环路问题判断 网络操作、设置不当都有可能影响运行环境，因此运维人员可以根据实际情况判断是否存在交换机环路。 3.1.1广播风暴 网络存在环路会出现连接中断，问题发生后要详细分析无法正常通信的原因，如果位于局域网中的设备出大量广播，交换机无法正常转发用价值的数据，可借
交换机串联产生环路的原因_概述及解释说明
交换机串联产生环路的原因概述及解释说明 1. 引言 1.1 概述 交换机是现代网络中至关重要的设备，它能够通过学习和转发数据包来实现局域网内部通信。然而，在网络设计和配置中，经常会出现交换机串联产生环路的问题，这可能会导致网络故障和性能下降。因此，了解交换机串联产生环路的原因，并掌握解决该问题的方法变得非常重要。 1.2 文章结构 本文将从以下几个方面对交换机串联产生环路的原因进行探讨和解释说明。首先，我们将介绍交换机的工作原理，了解其在局域网中的作用和功能。然后，我们将详细讨论环路的定义以及它所带来的影响。接着，我们将深入研究环路产生的条件和形成过程。 在第3部分中，我们将解释说明当交换机串联产生环路时可能导致的后果。具体而言，我们将讨论广播风暴与带宽浪费问题、数据包循环转发导致网络延迟增加以及网络拓扑异常导致故障排查困难等方面。 针对交换机串联产生环路问题，在第4部分中提供了一些有效的解决方法。我们
将介绍如何使用生成树协议(STP或RSTP)来防止环路的发生，以及如何配置链路聚合(Trunking)或端口镜像(Port Mirroring)来解决特定情况下的环路问题。此外，我们还会探讨定期检查和优化网络拓扑设计与布线规划的重要性。 最后，在第5部分中，我们将对现有网络环境中的解决方案进行评价和选择建议，并展望相关技术的未来进展和发展趋势。此外，我们还会提出一些建议和注意事项，以帮助网络管理员更好地应对交换机串联产生环路问题。 1.3 目的 本文旨在全面了解交换机串联产生环路的原因，并提供实用的解决方法。通过深入研究交换机工作原理、环路定义与影响、环路产生条件与形成过程等方面内容，读者能够掌握防止和解决交换机串联产生环路问题的关键方法。同时，对现有解决方案进行评估并展望未来发展趋势，为网络管理员提供有益的建议和注意事项。 2. 交换机串联产生环路的原因 2.1 交换机工作原理 交换机是计算机网络中的重要设备，它负责在局域网中传输网络数据包。交换机通过学习和维护一个端口与MAC地址之间的映射表，将数据包从源地址转发到目标地址。这种转发方式称为单播。 2.2 环路的定义与影响
交换机原理
交换机原理 1以太网 识别标准 以太网是Ethernet的意思,历史上使用的是十兆标准,现代基本上是百兆到桌面,千兆做干线。对数据业务量大的多采用千兆到桌面,万兆做干线。 常见的标准有: 10BASE-2 细缆以太网 10BASE-5 粗缆以太网 10BASE-T星型以太网 100BASE-T 快速以太网 1000BASE-T千兆以太网 10GBASE-T万兆以太网 接线标准 星型以太网采用双绞线连接,双绞线是8芯,分四组,两芯一组绞在一起,故称双绞线。 8芯双绞线只用其中4芯:1、2、3、6。 常见接线方式有两种: 568B接线规范:白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕
四川永浩翔科技有限公司 1 1 2 3 4 5 6 7 8 568A接线规范:白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕 1 2 3 4 5 6 7 8 将568B的1和3对调,2和6对调,就得到568A。 接线方法 两边采用相同的接线方式叫做平接,两边采用不同的接线方式叫扭接。 不同的设备之间连接,使用平接线;相同的设备连接使用扭接线。 电脑、路由器与集线器、交换机连接时使用平接线。 这是因为网线中的4条线,一对是输入,一对是输出,输入应该与输出对应。 如果将1和3连接,2和6连接,相当于自己的输出送给自己的输入。 这样可以使网卡进入工作状态,阻止空接口关闭,而影响有些程序的运行。 2工作原理 地址表 端口地址表记录了端口下包含主机的MAC地址。端口地址表是交换机上电后自动建立的, 保存在RAM中,并且自动维护。
交换机隔离冲突域的原理是根据其端口地址表和转发决策决定的。 转发决策 交换机的转发决策有三种操作:丢弃、转发和扩散。 丢弃:当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃。 转发:当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发。 扩散:当某端口下的主机访问未知端口下的主机时要扩散。 每个操作都要记录下发包端的MAC地址,以备其它主机的访问。 生存期 生存期是端口地址列表中表项的寿命。每个表项在建立后开始进行倒记时,每次发送 数据都要刷新记时。对于长期不发送数据主机,其MAC地址的表项在生存期结束时删除。 所以端口地址表记录的总是最活动的主机的MAC地址。 (4)应该说交换机有很多值得学习的地方,这里我们主要介绍交换机结构及组网方式, 21世纪10年代以来网络应用越来越广泛,交换机作为网络中的纽带发挥了越来越大的作用。简单的说,交换机就是将它与用户计算机相连就行了,完成各个计算机之间的数据交换。复杂来说,交换机针对在整个网络中的位置而言,一些高层交换机如三层交换、网管型的产品,在交换机结构方面就没这么简单了。 三层路由
交换环路解决方案
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交换环路解决方案（STP） 、交换环路产生原因 先回想一下交换机（也成透明网桥）转发数据帧的操作：交换机在转发数据帧时，尽管它能够按照MAC地址表进行正确的转发，但它没有记录任何关于该数据帧的转发记录。所以由于某种原因（如网路环路），交换机再次接收到该数据帧时，它仍然毫无记录的将数据帧按照MAC地址表转发到指定端口。特别是在遇到广播报文时，更容易在存在环路的网路形成风暴。 上图是一个存在环路的局域网络，假设B1、B2和B3都还没有学习到A的MAC 地址，因为A还没有发送过任何数据。当A发送了一个数据帧，最初三个网桥都接收 了这个数据帧，记录A的地址在LAN1上，并排队等待将这个数据帧转发到LAN2上。其中的一个网桥将首先成功的发送数据帧到LAN2上，假设这个网桥是B1，那么B2 和B3将再次收到这个数据帧，因为B1对B2和B3来说是透明的。这个数据帧就好像 是A在LAN2上发送的一样。于是B2和B3记录A在LAN2上，排队等待将这个新接收到的数据帧转发到LAN1上，假设这时B2成功将最初的数据帧转发到LAN2上，那么B1和B3都接收到这个数据帧，并排队等待转发这个数据帧到LAN1上。如此反复，数据帧就在环路中不断循环，更糟糕的是每次成功的转发都会导致网络中出现两个新的数据帧，从而形成严重的广播风暴。 二、交换环路解决方案 如果网络不存在物力上的环路，就不会有上述问题存在。然而，当网络结构复杂时，要保证网络没有任何环路是很困难的，并且在许多可靠性要求高的网络中，为了保证不间断的网络服务，需要采用物理环路的冗余备份。因此，保证网络不存在环路是不现实的。 IEEE提出了一个很好的解决办法，那就是802.1D协议标准规定的STP （Spanning Tree Protocol ），它是生成树协议的英文缩写。该协议可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。 STP的全称是spanning-tree protocol ，STP协议是一个二层的链路管理协议，它在提供链路冗余的同时防止网络产生环路，与VLAN配合可以提供链路负载均衡。 生成树协议现已经发展为多生成树协议和快速生成树协议。
交换机的工作原理
交换机的工作原理 1、交换机的定义 局域网交换机拥有许多端口，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐量。为了进一步提高性能，每个端口还可以只连接一个设备。 为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连接，局域网交换机一般拥有一个或几个高速端口，如100MB以太网端口、FDDI端口或155MB ATM端口，从而保证整个网络的传输性能。 2、交换机的定义 通过集线器共享局域网的用户不仅是共享带宽，而且是竞争带宽。可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少，甚至被迫等待，因而也就耽误了通信和 信息处理。利用交换机的网络微分段技术，可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加每个用户的可用带宽，从而缓解共享网络的拥挤状况。由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽，能保护用户以前在介质方面的投资，并提 供良好的可扩展性，因此交换机不但是网桥的理想替代物，而且是集线器的理想替代物。 与网桥和集线器相比，交换机从下面几方面改进了性能： （1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。 （2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备
或连接一个工作组，有效地解决拥挤现像。这种方法人们称之为网络微分段（Micro 一segmentation ）技术。 （3）虚拟网（Virtual LAN技术的出现，给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性。我们将在后面专门介绍虚拟网。 （4）端口密度可以与集线器相媲美，一般的网络系统都是有一个或几个服务器，而绝大部分都是普通的客户机。客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。 交换机就主要从提高连接服务器的端口的速率以及相应的帧缓冲区的大 小，来提高整个网络的性能，从而满足用户的要求。一些高档的交换机还采用全双 工技术进一步提高端口的带宽。以前的网络设备基本上都是采用半双工的工作方式，即当一台主机发送数据包的时候，它就不能接收数据包，当接收数据包的时候，就不能发送数据包。由于采用全双工技术，即主机在发送数据包的同时，还可以接收 数据包，普通的10M端口就可以变成20M端口，普通的100M端口就可以变成200M端口，这样就进一步提高了信息吞吐量。 3、交换机的工作原理 传统的交换机本质上是具有流量控制能力的多端口网桥，即传统的（二层）交换机。把路由技术引入交换机，可以完成网络层路由选择，故称为三层交换，这是交换机的新进展。交换机（二层交换）的工作原理交换机和网桥一样，是工作在链路层的联网设备，它的各个端口都具有桥接功能，每个端口可以连接一个LAN或一台高性能网站或服务器，能够通过自学习来了解每个端口的设备连接情况。所有端口由专用处理器进行控制，并经过控制管理总线转发信