《ciscocatalyst交换技术》第2章 透明桥接

Chinapub.com 下载 第2章透明桥接 在第1章中,我们谈到了交换机、网桥和路由器所能提供的网段类型,但是,没有对网桥 或交换机怎样作出转发决定加以讨论。本章将对以太网环境中的网桥/交换机的功能加以介绍 实际上,网桥和交换机以相同的方式对帧进行转发,在本章的大部分内容中,只使用网桥这 词。不过本章所提到的各种概念也同样适用于交换机 因为网桥只基于目标MAC地址作出转发决定,所以它不像路由那样会在路由器中形成地 址层次。这样,每个节点将不得不经过“获取”后存放在RAM(内存)或缓存中的表中。本 章将描述这一过程,然后介绍过程中将出现的一些问题以及解决这些问题的方法。 在以太网中,作出转发决定的过程称为透明桥接。但是,在令牌环网环境中,这一过程 有一点不同,称为源路由桥接,这将在第3章中加以讨论。 21透明网桥的三个功能 透明网桥主要用在以太网环境中,并设计成对于末端节点透明。透明网桥有如下的三个 主要功能 1)获取功能。 2)转发和过滤功能 3)消除循环功能。 当透明网桥的三个主要功能都能使用时,它们是在网络中是同时起作用的。应该注意 有些书中列出了网桥的四种功能,在这四种功能中,转发功能和过滤功能成为两个单独的 功能。因为 Cisco认为这两种功能是同一种功能,我也比较赞同这种看法,所以在本书中只列 出了三种功能。 2.1.1获取 桥基于目标MAC(介质访问控制)地址作出转发决定。所以它必须“获取”MAC地址 的位置,这样才能准确地作出转发决定。每个以太网物理网段上的工作站都将对所有在网段 上传输的帧进行监听。当网桥与物理网段连接时,它会对它监测到的所有帧进行检查。网桥 读取帧的源MAC地址字段后便作出一个假定。这个假定是,如果它监测到一个来自特殊端口 上节点的帧,发送帧工作站的信息就必须驻留在这个端口上。网桥将这个信息放置在一个网 桥表中,它在将条目引入网桥表之前,还将执行FCS,以阻止错误的条目进入网桥表。在 Catalyst交换机中,这个表称为CAM( content addressable memory,内容可寻址内存)表。网 桥表和CAM表基本上是相同的,只有一些小的差别,在后面将会提到 图2-1给出了四个工作站:A、B、C和D。四个工作站分为两个物理网段,网段中间为网 桥,网段通过网桥的两个端口与网桥相连。当工作站A向工作站B传输信息时,网桥和工作站 B都将收到这个信息。 网桥收到这个信息后,得知工作站A与端口1相连,因为从这个端口收到了帧信息。网桥

下载 第2章 透 明 桥 接 在第1章中，我们谈到了交换机、网桥和路由器所能提供的网段类型，但是，没有对网桥 或交换机怎样作出转发决定加以讨论。本章将对以太网环境中的网桥 /交换机的功能加以介绍。 实际上，网桥和交换机以相同的方式对帧进行转发，在本章的大部分内容中，只使用网桥这 一词。不过本章所提到的各种概念也同样适用于交换机。 因为网桥只基于目标 M A C地址作出转发决定，所以它不像路由那样会在路由器中形成地 址层次。这样，每个节点将不得不经过“获取”后存放在 R A M（内存）或缓存中的表中。本 章将描述这一过程，然后介绍过程中将出现的一些问题以及解决这些问题的方法。 在以太网中，作出转发决定的过程称为透明桥接。但是，在令牌环网环境中，这一过程 有一点不同，称为源路由桥接，这将在第 3章中加以讨论。 2.1 透明网桥的三个功能 透明网桥主要用在以太网环境中，并设计成对于末端节点透明。透明网桥有如下的三个 主要功能。 1) 获取功能。 2) 转发和过滤功能。 3 ) 消除循环功能。 当透明网桥的三个主要功能都能使用时，它们是在网络中是同时起作用的。应该注意， 在有些书中列出了网桥的四种功能，在这四种功能中，转发功能和过滤功能成为两个单独的 功能。因为C i s c o认为这两种功能是同一种功能，我也比较赞同这种看法，所以在本书中只列 出了三种功能。 2.1.1 获取 网桥基于目标M A C（介质访问控制）地址作出转发决定。所以它必须“获取” M A C地址 的位置，这样才能准确地作出转发决定。每个以太网物理网段上的工作站都将对所有在网段 上传输的帧进行监听。当网桥与物理网段连接时，它会对它监测到的所有帧进行检查。网桥 读取帧的源M A C地址字段后便作出一个假定。这个假定是，如果它监测到一个来自特殊端口 上节点的帧，发送帧工作站的信息就必须驻留在这个端口上。网桥将这个信息放置在一个网 桥表中，它在将条目引入网桥表之前，还将执行 F C S，以阻止错误的条目进入网桥表。在 C a t a l y s t交换机中，这个表称为C A M（content addressable memory，内容可寻址内存）表。网 桥表和C A M表基本上是相同的，只有一些小的差别，在后面将会提到。 图2 - 1给出了四个工作站： A、B、C和D。四个工作站分为两个物理网段，网段中间为网 桥，网段通过网桥的两个端口与网桥相连。当工作站 A向工作站B传输信息时，网桥和工作站 B都将收到这个信息。 网桥收到这个信息后，得知工作站 A与端口1相连，因为从这个端口收到了帧信息。网桥

24cca)与交换米 China-pub.com 下载 把条目引入记录工作站A的MAC地址的网桥表,如图2-2所示。 0000OCAAAAAA 00000CBBBBBB B 00000CAAAAAA 00000CBB 网桥端口1 00000CCCCCCC 0000OCDDDDDD 网桥端口2 2wM 图2-1工作站A将信息传递至以太网网段1上的工作站B 00000CBBBBBB 00000CAAAAAA B 源地址 目标地址 网桥表 WAC地址端口 网桥端口1 00000CAAAAAA 00000CcCcccc 00000CDDDDDD c 图2-2网桥得知工作站A与端口1相连 相反,当工作站B对工作站A的信息作出反应后,网桥监测到工作站B反发送出的帧,并 将其MAC地址作为条目引入网桥表中,如图2-3所示 网桥连续地进行“获取”。这时条目保存在网桥表中。如果这时没有监测到来自MAC地址 的信息,5分钟后网桥将停止“获取”。这个时间间隔对于几乎所有的交换机和网桥都是可以 配置的,称为老化时间。条目也可以以手工方式输入网桥表。 最后所有的MAC地址都将被网桥获取(假定所有的工作站都在使用中

把条目引入记录工作站A的M A C地址的网桥表，如图2 - 2所示。 图2-1 工作站A将信息传递至以太网网段1上的工作站B 图2-2 网桥得知工作站A与端口1相连 相反，当工作站 B对工作站A的信息作出反应后，网桥监测到工作站 B反发送出的帧，并 将其M A C地址作为条目引入网桥表中，如图 2 - 3所示。 网桥连续地进行“获取”。这时条目保存在网桥表中。如果这时没有监测到来自 M A C地址 的信息，5分钟后网桥将停止“获取”。这个时间间隔对于几乎所有的交换机和网桥都是可以 配置的，称为老化时间。条目也可以以手工方式输入网桥表。 最后所有的M A C地址都将被网桥获取（假定所有的工作站都在使用中）。 24 Cisco Catalyst 局域网交换技术 下载 源地址 目标地址 以太网网段 1 以太网网段 2 网桥端口 1 网桥端口 2 WAC 地址 端口 源地址 目标地址 网桥表 以太网网段 1 以太网网段 2 网桥端口 2 网桥端口 1

第透哪桥接25 下载 00000CBBBBBB 00000CAAAAAA 原地址 CAAAAAA 00oOocBBBBBB 以太网网段1 网桥表 MAC地址端 网桥端口1 0OCAAAAAA 00000CCCCcCC 000ooCBBBBBB 0o00000 D 图2-3网桥得知工作站B与端口1相连 2.1.2转发和过滤 网桥的第二个功能是转发功能和过滤功能。使用网桥表后,网桥可以作出转发或不转发 (即过滤)帧的决定。这个决定取决于帧报头中的目标MAC地址。 如果工作站A向工作站C传送信息,并且工作站C在网桥表中有一个条目,网桥把帧发送 至以太网网段2(见图2-4) DO00OCAAAAAA 00000CBBBBBB A B 源地址 目的地址 00000CAAAAAAoooooccccccc 网桥表 以太网网段 MAC Address Port 网桥端口1 000ccCCCCC 00000CDDDDDD 网桥端口2 目的地址 源地址 以太网网段2 00000CAAAAAA 图24转发 如果工作站A向工作站B传送信息,帧的发送没有必要,因为工作站B与工作站A在同一个

图2-3 网桥得知工作站B与端口1相连 2.1.2 转发和过滤 网桥的第二个功能是转发功能和过滤功能。使用网桥表后，网桥可以作出转发或不转发 （即过滤）帧的决定。这个决定取决于帧报头中的目标 M A C地址。 如果工作站A向工作站C传送信息，并且工作站 C在网桥表中有一个条目，网桥把帧发送 至以太网网段2（见图2 - 4）。 图2-4 转发 如果工作站A向工作站B传送信息，帧的发送没有必要，因为工作站 B与工作站A在同一个 第2章 透 明 桥 接 25 下载 目的地址 源地址 以太网网段 1 以太网网段 2 网桥端口 2 MAC 地址 网桥端口 1 网桥表 端口 网桥表 目的地址 目的地址 源地址 网桥端口 2 网桥端口１ 以太网网段 1 以太网网段 2 源地址

26 Cisco C局网交换技术 CMa°dow 下载 物理网段上。这时,网桥进行过滤,即不发送帧信息(见图2-5) 如果工作站A向工作站C发送帧,而在网桥表中没有工作站C,那会出现什么情况呢?网 桥将把这个发往网桥不知道的目标MAC地址的帧发至所有端口。在这种情况下,网桥充当的 是集线器的角色,以确保它没有使信息停止传送(见图2-6、见图2-7)。 00000CAAAAAA 00000CBBBBBB 原地址 目的地址 0000CAAAAAA 0000OBBBBB 以太网网段1 网桥表 MAC Address 网桥端口1 00000CCccccc 0000CDDDDDD D :y-wM 图2-5过滤(即不转发) 00000CAAAAAA 0000CBBBBBB A ,源地址 目的地址 日=, 00000CAAAAAAO00OOCCCCC 以太网网段1 网桥表 MAc地址 桥端口1 0000OCCCCCCC 0o0oocBB 日 00000CDDDDDD c 网桥端口2 回 以太网网段 图26网桥表中没有目标MAC地址的情况 如果网桥没有对不知道目标MAC地址的帧进行发送,工作站A不会与工作站C进行连通 直至工作站C传送一个帧。这种情况是不能接受的 网桥也转发广播而且向端口进行多点传送,其方式和不知道目标端口的帧的发送方式

物理网段上。这时，网桥进行过滤，即不发送帧信息（见图 2 - 5） 如果工作站A向工作站 C发送帧，而在网桥表中没有工作站 C，那会出现什么情况呢？网 桥将把这个发往网桥不知道的目标 M A C地址的帧发至所有端口。在这种情况下，网桥充当的 是集线器的角色，以确保它没有使信息停止传送（见图 2 - 6、见图2 - 7）。 图2-5 过滤（即不转发） 图2-6 网桥表中没有目标MAC地址的情况 如果网桥没有对不知道目标 M A C地址的帧进行发送，工作站 A不会与工作站C进行连通， 直至工作站C传送一个帧。这种情况是不能接受的。 网桥也转发广播而且向端口进行多点传送，其方式和不知道目标端口的帧的发送方式一 样。 26 Cisco Catalyst 局域网交换技术 下载 源地址 目的地址 网桥表 以太网网段 1 以太网网段 2 网桥端口 1 网桥端口 2 源地址 目的地址 网桥表 MAC 地址 网桥端口 2 网桥端口 1 以太网网段１ 以太网网段 2

Chinapub.com 第透明桥接27 下载 00000CAAAAAA 00000CBBBBBB 网桥表 MAC AddressPort 端口1 00ooocAAAAAA 1 00000CCCCCCC I-s 目的地址 原地址 图2-7网桥向所有的端口发送帧 2.1.3消除循环 透明网桥的最后一个功能是消除循环,这个功能与其他两个功能比较起来是最难理解的 图28为一个有冗余的多重网桥。广播信息从图中右上角的工作站发出 [A FFFFFFFFFFFF X 图28网桥循环 在图2-9中,网桥ⅹ、Y都与第一个物理网段相连,它们先对广播进行监测,监测到广播 信息后,便将信息发送至所有的其他端口,这个例子中只有一个其他端口,即端口Z。 在图2-10中,广播在第二个和第三个物理网段进行传播,而这两个网段都和网桥Z相连 网桥Z监测到这个广播后,又将广播发送到第三个和第二个物理网段

图2-7 网桥向所有的端口发送帧 2.1.3 消除循环 透明网桥的最后一个功能是消除循环，这个功能与其他两个功能比较起来是最难理解的。 图2 - 8为一个有冗余的多重网桥。广播信息从图中右上角的工作站发出。 图2-8 网桥循环 在图2 - 9中，网桥X、Y都与第一个物理网段相连，它们先对广播进行监测，监测到广播 信息后，便将信息发送至所有的其他端口，这个例子中只有一个其他端口，即端口 Z。 在图2 - 1 0中，广播在第二个和第三个物理网段进行传播，而这两个网段都和网桥 Z相连， 网桥Z监测到这个广播后，又将广播发送到第三个和第二个物理网段。 第2章 透 明 桥 接 27 下载 网桥表 MAC Address 目的地址 源地址 网桥端口 2 网桥端口 1 以太网网段 1 以太网网段 2 广播