分类： 系统运维
2011-02-25 15:29:12
5.3.2 网桥与交换机
【考点速记】
网桥在数据链路层完成数据帧接收、转发与地址过滤功能，用于实现多个局域网之间的数据交换。
网桥转发数据的依据是MAC地址表。MAC地址表中记录不同节点的物理地址与网桥转发端口关系。
透明网桥标准是IEEE 802.1d。该标准规定了STP协议，能够逻辑地阻断网络中存在的冗余链路以消除路径中的环路，并可以在活动路径出现故障时，重新激活冗余链路来保证网络的正常工作。
由每个透明网桥自己来进行路由选择，局域网上的各节点不负责路由选择。
透明网桥的MAC地址表要记录3类信息：站地址、端口号和帧到达时间。
构造生成树首先要选择一个网桥作为生成树的根。实现方法是选择桥标识(BridgeID)最小的网桥作为根网桥。
指定网桥负责转发到根网桥的数据。
对于每个非根网桥，都需要从它的端口中选出1个到达根网桥路径最短的端口作为根端口，根端口一般处于转发状态。
对于每个网段需要选择1个距离根网桥最近的端口作为指定端口，负责将本网段的数据发送到根网桥。一个网段中只有1个指定端口。STP为每个网段选择1个指定端口，其他的端口均处于阻塞状态。
网桥存在帧转发速率低和广播风暴等两个主要问题。评价网桥性能的主要参数有：帧过滤速率和帧转发速率。
交换机以硬件方式实现多个端口的并发连接，而网桥的端口以共享存储空间方式来连接。
【真题链接】
试题1(2008年4月试题16)
网桥转发数据的依据是 (1) 。
A．ARP表 B．MAC地址表
C．路由表 D．访问控制列表
要点解析：网桥转发数据的依据是MAC地址表。MAC地址表中记录不同节点的物理地址与网桥转发端口关系。如果没有MAC地址表，网桥无法确定帧是否需要转发，以及如何进行转发。网桥最重要的维护工作是构建和维护MAC地址表。
【同步训练】
试题1
透明网桥的MAC地址表要记录站地址、端口号和 D 。
A．IP地址 B．子网号
C．转发标记 D．帧到达时间
要点解析：透明网桥的MAC地址表要记录3类信息，即站地址、端口号和帧到达时间。透明网桥刚连接入局域网时，其MAC地址表是空的。当透明网桥接收到一个帧时，它将记录所接收帧的源MAC地址、帧进入该网桥的端口号以及该帧进入网桥的时间，然后将该帧向所有其他端口转发。网桥在转发过程中逐渐建立起MAC地址表。
之所以要记录帧到达网络的时间，是因为局域网的拓扑经常会发生变化。为了使MAC地址表能反映整个网络的最新拓扑，需要记录每个帧到达网桥的时间，以便在MAC地址表中保留网络拓扑的最新状态信息。网桥中的端口管理软件周期性地扫描MAC地址表，只要是在一定时间(例如几分钟)以前登记的都要删除，从而使得MAC地址表能反映当前网络拓扑状态。
试题2
透明网桥的MAC地址表要记录的信息有 (2) 。
Ⅰ．IP地址 Ⅱ．源站MAC地址 Ⅲ．端口号
Ⅳ．帧到达时间 Ⅴ．帧转发标记
A．Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ B．Ⅰ、Ⅱ和Ⅴ
C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ D．Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ
要点解析：网桥转发数据的依据是MAC地址表。透明网桥的MAC地址表要记录3类信息，即站地址、端口号和帧到达时间。
试题3
STP协议定义在 (3) 标准中。
A．IEEE 802.1q B．IEEE 802.1d
C．IEEE 802.3u D．IEEE 802.3z
要点解析：根据生成树算法制定的协议称为生成树协议(STP，Spanning Tree Protocol)。IEEE 802.1d标准规定了STP协议，它能够逻辑地阻断网络中存在的冗余链路，以消除路径中的环路，并可以在活动路径出现故障时，重新激活冗余链路来恢复网络的连通，保证网络的正常工作。
试题4
以下关于透明网桥特点描述中，错误的是 A 。
A．根网桥负责整个局域网的路由选择
B．用于两个MAC层协议相同的网段之间的互连
C．是一种即插即用的网络互连设备
D．定义于IEEE 802.1d标准中
要点解析：透明网桥标准是IEEE 802.1d。透明网桥主要特点如下。
(1) 由每个网桥自己来进行路由选择，局域网上的各节点不负责路由选择，网桥对于互连局域网的各节点是"透明"的。
(2) 通常用于两个MAC层协议相同的网段之间的互连，例如连接两个以太网或两个令牌环网。
(3) 其最大优点是容易安装，是一种即插即用设备。
试题5
对于每个非根网桥，都需要从它的端口中选出一个到达根网桥路径最短的端口作为根端口。该根端口一般处于 D 。
A．阻塞状态 B．侦听状态
C．学习状态 D．转发状态
要点解析：根网桥是从网络中选择的1个作为属性拓扑的树根。对于每个非根网桥，都需要从它的端口中选出1个到达根网桥路径最短的端口作为根端口，根端口一般处于转发状态。
指定网桥负责转发到根网桥的数据。每个网段需要选择1个距离根网桥最近的端口作为指定端口，负责将本网段的数据发送到根网桥。1个网段中只有1个指定端口。生成树协议为每个网段选择1个指定端口，其他的端口均处于阻塞状态，称这些其他端口为阻塞端口。换言之，除了根端口和指定端口进入转发状态之外，交换机的其他端口都将置为阻塞状态。网桥端口的各种工作状态说明见表5-4。
表5-4 网桥端口各工作状态说明表
状 态 | 接收和 发送报文 | 地址 学习 | 发送 BPDU | 接收 BPDU |
不可用(Disabled) | × | × | × | × |
阻塞(Blocking) | × | × | × | √ |
侦听(Listening) | × | × | √ | √ |
学习(Learning) | × | √ | √ | √ |
转发(Forwarding) | √ | √ | √ | √ |
试题6
下列关于网桥的描述中，错误的是 B 。
A．选择桥标识(BridgeID)最小的网桥作为根网桥
B．一个网段中只有根端口，可以有多个指定端口
C．除根端口和指定端口进入转发状态之外，交换机的其他端口都处于阻塞状态
D．网桥存在帧转发速率低和广播风暴等主要问题
要点解析：构造生成树首先要选择一个网桥作为生成树的根。实现方法是选择桥标识(BridgeID)最小的网桥作为根网桥。接着，按照根到每个网桥的最短路径来构造生成树。如果某个网桥或局域网失败，则重新计算。该算法的结果是建立起从每个局域网到根网桥的惟一路径。该过程由生成树算法软件自动产生。当有拓扑结构变化时将重新计算生成树。
根网桥是从网络中选择的1个作为属性拓扑的树根。对于每个非根网桥，都需要从它的端口中选出1个到达根网桥路径最短的端口作为根端口，根端口一般处于转发状态。
指定网桥负责转发到根网桥的数据。对于每个网段需要选择1个距离根网桥最近的端口作为指定端口，负责将本网段的数据发送到根网桥。1个网段中只有1个指定端口。生成树协议为每个网段选择1个指定端口，其他的端口均处于阻塞状态。换言之，除了根端口和指定端口进入转发状态之外，网桥的其他端口都将置为阻塞状态。
网桥存在帧转发速率低和广播风暴等两个主要问题。评价网桥性能的参数主要是：帧过滤速率与帧转发速率。
