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1、网络中存在的单点故障,故障,网络中的单点故障可导致网络的无法访问,交换网络中的冗余链路,故障,在网络中提供冗余链路解决单点故障问题,冗余链路出现的问题-环路,发送一个广播帧,广播风暴,冗余链路会造成网络环路,当交换网络中出现环路会产生广播风暴、多帧复制和MAC地址表不稳定等现象。严重影响网络正常运行。,环路问题的解决,主要链路正常时，断开备份链路,主要链路出故障时,自动启用备份链路,生成树协议,生成树协议（spanning-tree protocol）由IEEE 802.1d标准定义,生成树协议实现了在交换网络中通过SPA（生成树算法）生成一个没有环路的网络，当主要链路出现故障时，能够自动切换
2、到备份链路，保证网络的正常通信。,生成树协议的作用是为了提供冗余链路，解决网络环路问题,生成树工作机制,1.网络中选择了一个交换机为根交换机（Root Bridge）；,2.每个交换机都计算出了到根交换机（Root Bridge）的最短 路径；,3.所有非根交换机都有一个根口（Root Port），即提供最短路径到根交换机（Root Bridge）的端口；,4.每个LAN都有了指定交换机（Designated Bridge），位于该LAN与根交换机之间的最短路径中。指定交换机和LAN相连的端口称为指定端口（Designated port）；,6.其他的冗余端口就处于阻塞状态（Blocking或
3、Discarding）。,5.根口（Roor port）和指定端口（Designated port）进入转发Forwarding状态；,1,生成树协议的工作过程,switchA,switchC,switchB,1、选举根交换机（RootBridge）,BPDU,BPDU,BPDU,A为根交换机,2、所有非根交换机选择一条到达根交换机的代价最小路径,此为代价最小路径,此为代价最小路径,3、所有非根交换机产生一个根端口,根端口,4、每个LAN确定指定端口,指定端口,5、将所有根端口和指定端口设为转发状态,6、将其他端口设为阻塞状态,最短路径的选择,1、比较本交换机到达根交换机路径的开销，选择开销最
4、小的路径。,带宽 IEEE802.1d IEEE802.1t-10Mbps 100 2000000 100Mbps 19 200000 1000Mbps 4 20000,最短路径的选择,假设SwA为根交换机,最短路径的选择,2、如果路径开销相同，则比较发送BPDU交换机的Bridge ID,Mac:00d0f80000f1,Sw C,Sw B,Sw D,Sw A,Mac:00d0f80000d1,Mac:00d0f80000f2,最短路径的选择,3、如果发送者Bridge ID相同，即同一台交换，则比较发送者交换机的port ID,Mac:00d0f80000f1,Sw C,Sw B,Sw D
5、,Sw A,Mac:00d0f80000d1,f0/1,f0/2,Port ID:端口信息由1字节端口优先级和1字节端口ID组成,最短路径的选择,4、如果发送者Port ID相同，则比较接收者的portID,生成树协议端口的状态,生成树经过一段时间（默认值是50秒左右）稳定之后，所有端口要么进入转发状态，要么进入阻塞状态。,IP地址计算及子网掩码(重点）,IP地址：IP地址是一个32位二进制数的地址,由4个8位字段组成，每个字段之间用点号隔开,用于标识Internet上的每个计算机，现在采用的是IPV4（4的含义）。,IP 地址的分类（五类）：图 IP 地址分类,常用的IP地址的范围A类地址范
6、围：1.0.0.1到126.255.255.25410.0.0.0到10.255.255.255是私有地址 127.0.0.0到127.255.255.255是保留地址，用做循环测试B类地址范围：128.0.0.1到191.255.255.254172.16.0.0到172.31.255.255是私有地址169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，这时你将会从169.254.0.0到169.254.255.255中临得获得一个IP地址。C类地址范围：192.0.0.1到223.255.255.
7、254192.168.0.0到192.168.255.255是私有地址*所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址,划分子网的原因：一个单位分配到的 IP 地址是 IP 地址的网络号(net_id)，后面的主机号(host_id)则由本单位自行分配，本单位所有的主机都使用同一个网络号。为了便于管理，可将本单位所属的主机划分为若干个子网(subnet)，用 IP 地址中的主机号字段中的前若干个比特作为子网号字段，后面剩下的仍是主机号字段，这样就可以在本单位的各子网之间用路由器来互连。,子网掩码 网络内部根据需要进一步划分为若干个小的网络，就必须在传统的两级网络地址上增加一个子网
8、层：网络分配号、子网号和主机号。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。子网掩码的设定必须遵循一定的规则。,子网掩码的含义,例题一：IP地址为1921681005 子网掩码是2552552550。算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。一）分步骤计算 1）将IP地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全1的是网络地址，后面的是主机地址。虚线前为网络地址，虚线后为主机地址,2）IP地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址,3）将上面的网络地址中的网络地址部分不变，主机地址变为全1，结果就是广播地址。,4）地址范围
9、就是含在本网段内的所有主机 网络地址+1即为第一个主机地址，广播地址-1即为最后一个主机地址，由此可以看出 地址范围是：网络地址+1 至 广播地址-1 本例的网络范围是：1921681001 至 192168100254 也就是说下面的地址都是一个网段的。1921681001、1921681002。19216810020。192168100111。192168100254 5）主机的数量 主机的数量=2二进制的主机位数-2 减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。本例二进制的主机位数是8位。主机的数量=28-2=254,我们把上边的例子合起来计算一下过程如下：,例题二：,IP地址为128361
10、993 子网掩码是2552552400。算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。,1）将IP地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全1的是网络地址，后面的是主机地址，虚线前为网络地址，虚线后为主机地址,2）IP地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址,3）将运算结果中的网络地址不变，主机地址变为1，结果就是广播地址。,4）地址范围就是含在本网段内的所有主机 网络地址+1即为第一个主机地址，广播地址-1即为最后一个主机地址，由此可以看出 地址范围是：网络地址+1 至 广播地址-1 本例的网络范围是：128361921 至 12836207254 5）主机的数量 主机的数量=2二进制位数的主机
11、-2 主机的数量=212-2=4094,IPv6 协议简介,1.IPv6的提出随着Internet 发展，原IP协议不足之处体现出来了，如IP地址不够用，难以支持实时多媒体信息及QoS，难以满足移动站点上网的需求等。1992年7月，IETF发布了征求下一代IP协议的计划，1994年7月选定了IPv6作为下一代IP标准。,2.IPv6增加的功能IPv6是Internet的新一代通信协议，在兼容了IPv4的所有功能的基础上，增加了一些更新的功能，如地址扩展(128位)、简化了IP报头的格式、可扩展性、安全性和引入流标号等。,3IPv6的地址结构和形式IPv6的地址长度为128位。IPv6不是利用子
12、网掩码到达划分地址类型的，它依靠地址头部的标识符识别地址的类别。IPv6是按接口界面分配地址而不是按节点（路由器或主机）分配地址的。IPv6有单播、任播和多播地址三种寻址方式。,IPv6有基本表示、简略表示和混合表示三种地址表示形式。基本表示形式为：128位地址被划分为8个16位的部分，每部分分别用十六进制表示，中间用冒号“：”隔开。,IPv6 的表示 IPv6 的设计者们建议使用冒号十六进制表示 例：冒号十六进制 68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:96A:FFFF 对应的点分十进制 104.230.140.100.255.255.255.255.0.0.17.128.150.10.255.255,冒号十六进制的两个技术优势：冒号十六进制表示可以允许零压缩，即一连串连续的零可以被一对冒号所取代 例：FF05:0:0:0:0:0:B3 可以写成：FF05:B3 冒号十六进制表示可以结合点分十进制表示的后缀 例：0:0:0:0:0:0:128.10.2.1 注意：这是一个合法的冒号十六进制表示，被冒号所分隔的每个值是一个 16bit 的量，但每个点分十进制部分的值则是一个八位组的值。加上零压缩之后的表示:128.10.2.1,
