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  • 交换机的端口工作模式

    千次阅读 2012-02-22 15:23:22
    交换机的端口工作模式一般可以分为三:Access(普通模式),Multi(多vlan模式),Trunk(中继模式)。 1、允许多个vlan的是multi模式,而不是trunk模式。 2、个都设为trunk模式: 一:如果在同一交换机上,...

    交换机的端口工作模式一般可以分为三种:Access(普通模式),Multi(多vlan模式),Trunk(中继模式)。

    1、允许多个vlan的是multi模式,而不是trunk模式。

    2、两个都设为trunk模式:

    一:如果在同一交换机上,则决不会在同一vlan;

    二:如果是两个交换机上,且两端口物理连接的话,共享vlan信息。

    但是这两个端口已经被使用,所以只能说,使用与这两个端口相同vlan的端口的计算机是同一虚拟局域网。

    3、access和multi模式下,端口用于计算机;

    trunk模式下,端口用于交换机间连接。所以access和trunk没有可比性。

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  • 网卡bond是通过把多张网卡绑定为一个逻辑网卡,实现本地... Mode=1(active-backup) 表示主备模式,只有一块网卡是active,另外一块是备standby,这时如果交换机是捆绑,将不能正常工作,因为交换机块网卡发...

     

    网卡bond是通过把多张网卡绑定为一个逻辑网卡,实现本地网卡的冗余,带宽扩容和负载均衡。在应用部署中是一种常用的技术,我们公司基本所有的项目相关服务器都做了bond,这里总结整理,以便待查。

    bond模式:

    1. Mode=0(balance-rr) 表示负载分担round-robin,和交换机的聚合强制不协商的方式配合。
    2. Mode=1(active-backup) 表示主备模式,只有一块网卡是active,另外一块是备的standby,这时如果交换机配的是捆绑,将不能正常工作,因为交换机往两块网卡发包,有一半包是丢弃的。
    3. Mode=2(balance-xor) 表示XOR Hash负载分担,和交换机的聚合强制不协商方式配合。(需要xmit_hash_policy)
    4. Mode=3(broadcast) 表示所有包从所有interface发出,这个不均衡,只有冗余机制...和交换机的聚合强制不协商方式配合。
    5. Mode=4(802.3ad) 表示支持802.3ad协议,和交换机的聚合LACP方式配合(需要xmit_hash_policy)
    6. Mode=5(balance-tlb) 是根据每个slave的负载情况选择slave进行发送,接收时使用当前轮到的slave
    7. Mode=6(balance-alb) 在5的tlb基础上增加了rlb。

    5和6不需要交换机端的设置,网卡能自动聚合。4需要支持802.3ad。0,2和3理论上需要静态聚合方式
    但实测中0可以通过mac地址欺骗的方式在交换机不设置的情况下不太均衡地进行接收。

     

    常用的有三种

    mode=0:平衡负载模式,有自动备援,但需要”Switch”支援及设定。

    mode=1:自动备援模式,其中一条线若断线,其他线路将会自动备援。

    mode=6:平衡负载模式,有自动备援,不必”Switch”支援及设定。

    需要说明的是如果想做成mode 0的负载均衡,仅仅设置这里options bond0 miimon=100 mode=0是不够的,与网卡相连的交换机必须做特殊配置(这两个端口应该采取聚合方式),因为做bonding的这两块网卡是使用同一个MAC地址.从 原理分析一下(bond运行在mode 0下):

    mode 0下bond所绑定的网卡的IP都被修改成相同的mac地址,如果这些网卡都被接在同一个交换机,那么交换机的arp表里这个mac地址对应的端口就有 多 个,那么交换机接受到发往这个mac地址的包应该往哪个端口转发呢?正常情况下mac地址是全球唯一的,一个mac地址对应多个端口肯定使交换机迷惑 了。所以 mode0下的bond如果连接到交换机,交换机这几个端口应该采取聚合方式(cisco称 为 ethernetchannel,foundry称为portgroup),因为交换机做了聚合后,聚合下的几个端口也被捆绑成一个mac地址.我们 的解 决办法是,两个网卡接入不同的交换机即可。

    mode6模式下无需配置交换机,因为做bonding的这两块网卡是使用不同的MAC地址。

    来段英文的

    • mode=0 (Balance Round Robin) per packet
    • mode=1 (Active backup)
    • mode=2 (Balance XOR)
    • mode=3 (Broadcast)
    • mode=4 (802.3ad)
    • mode=5 (Balance TLB)
    • mode=6 (Balance ALB)

    Modes of bonding :

    RHEL bonding supports 7 possible “modes” for bonded interfaces. These modes determine the way in which traffic sent out of the bonded interface is actually dispersed over the real interfaces. Modes 0, 1, and 2 are by far the most commonly used among them.

      • Mode 0 (balance-rr)
        This mode transmits packets in a sequential order from the first available slave through the last. If two real interfaces are slaves in the bond and two packets arrive destined out of the bonded interface the first will be transmitted on the first slave and the second frame will be transmitted on the second slave. The third packet will be sent on the first and so on. This provides load balancing and fault tolerance.
      • Mode 1 (active-backup)
        Mode 1 places one of the interfaces into a backup state and will only make it active if the link is lost by the active interface. Only one slave in the bond is active at an instance of time. A different slave becomes active only when the active slave fails. This mode provides fault tolerance.
      • Mode 2 (balance-xor)
        Transmits based on XOR formula. (Source MAC address is XOR’d with destination MAC address) modula slave count. This selects the same slave for each destination MAC address and provides load balancing and fault tolerance.
      • Mode 3 (broadcast)
        The broadcast mode transmits everything on all slave interfaces. This mode is least used (only for a specific purpose) and provides only fault tolerance.
      • Mode 4 (802.3ad)
        The 802.3ad mode is known as Dynamic Link Aggregation mode. It creates aggregation groups that share the same speed and duplex settings. This mode requires a switch that supports IEEE 802.3ad Dynamic link. Slave selection for outgoing traffic is done according to the transmit hash policy, which may be changed from the default simple XOR policy via the xmit_hash_policy option. Note that not all transmit policies may be 802.3ad compliant, particularly in regards to the packet mis-ordering requirements of section 43.2.4 of the 802.3ad standard. Differing peer implementations will have varying tolerances for noncompliance.
      • Mode 5 (balance-tlb)
        This is called as Adaptive transmit load balancing. The outgoing traffic is distributed according to the current load and queue on each slave interface. Incoming traffic is received by the current slave.
      • Mode 6 (balance-alb)
        This is Adaptive load balancing mode. This includes balance-tlb + receive load balancing (rlb) for IPV4 traffic. The receive load balancing is achieved by ARP negotiation. The bonding driver intercepts the ARP Replies sent by the server on their way out and overwrites the src hw address with the unique hw address of one of the slaves in the bond such that different clients use different hw addresses for the server.
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  • 它可以为接入交换机的任意个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层;交换机的传输模式有全双工,半双工,全双工/半双工自适应;交换机所有...

    1.交换机的介绍

    1.1 交换机的概念

    • 交换机是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。

    1.2 SW工作原理

    • 基于源MAC地址的学习;
    • 基于目标MAC地址的转发;
    • 对于没有目标MAC地址表项的帧,向本VLAN的其他所有接口转发;
    • 收发广/组播帧,向本VLAN的其他所有接口转发;
    • 同一个MAC地址被多个接口学习到时,选择后学习到的接口;
    • 同一个接口可以学习到多个MAC地址。

    1.3 综述

    • 交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层;
    • 交换机的传输模式有全双工,半双工,全双工/半双工自适应;
    • 交换机所有接口都在一个广播域(路由器一个接口对应一个广播域);

    2.STP生成树和环路:

    2.1 环路产生的问题

    • 环路产生的问题有:广播风暴和MAC地址不稳定;

    2.2 stp生成树的作用

    • 因为当有环路存在时,广播的发送会引起全网的广播风暴,因此需要打破环路生成的条件,而生成树协议就是解决二层广播风暴的重要手段,另外我们会阻塞一些端口,打破环路生成,当链路出现问题时,这些被阻塞的端口可以过渡到转发状态,实现链路的备份的作用。

    简而言之:STP生成树起着打破环路,实现链路备份的作用

    3.BPDU-网桥协议数据单元

    3.1 BPDU的分类

    (1)配置BPDU—通常由根网桥以周期性间隔发出,包括了STP参数,用于进行各种选举;
    (2)TCN(拓扑变更通告)BPDU—这种BPDU是交换机检测到拓扑发生变更时产生的,可由非根网桥发出。

    3.2 BPDU的功能

    (1)选举根桥;
    (2)确定冗余路径的位置;
    (3)通过阻塞特定端口来避免环路;
    (4)通告网络的拓扑变更;
    (5)监控生成树的状态。

    4.stp生成树选举根交换机的规则

    lowest BID = 网桥优先级 + MAC地址(越小越优)

    • 交换机默认网桥优先级是2^15=32768

    拓展:

    设置成根网桥的两种方法:

    • 修改网桥优先级命令:stp priority 数值(设定为4096的倍数)
    • 设置此网桥为根网桥:stp root primary (即把优先级变为零)

    修改网桥接口优先级命令:

    • stp port priority 数值(16的倍数)

    查看端口状态命令:

    • display stp brief

    5.stp生成树的端口角色和端口状态

    5.1 端口角色

    • RP:根端口。每个非根网桥上有且只有一个,选举到达根网桥上路径开销值最小的成为根端口;
    • DP:指定端口。根网桥上每个端口都是指定端口,非根网桥上需要转发数据的端口也是指定端口;
    • AP:预备端口。该接口状态为blocking状态,只收BPDU,不发BPDU。

    5.2 端口状态

    Disabled(禁用状态):不转发数据帧,不学习MAC地址表,不参与生成树计算;
    Blocking(阻塞状态):不转发数据帧,不学习MAC地址表,接收并处理BPDU,不发送BPDU;
    Listening(侦听状态):不转发数据帧,不学习MAC地址表,参与生成树计算,接收并发送BPDU;
    Learning(学习状态):不转发数据帧,学习MAC地址表,参与生成树计算,接收并发送BPDU;
    Forward(转发状态):转发数据帧,学习MAC地址表,参与生成树计算,接收并发送BPDU;

    6.stp生成树的根端口,指定端口,预备端口如何选举

    选举根端口与指定端口的规则:

    • Lowest path cost to root bridge(到达根网桥的最小路径开销);
    • Lowest sender BID(最小的发送方BID);
    • Lowest sender port ID(最小的发送方PID)端口优先级(默认128)+发送方端口号
      剩余的端口就是预备端口

    7.vlan综述

    7.1 概念与作用:

    • vlan:虚拟局域网,主要作用:逻辑上隔离广播域、安全、便于管理,端口划分VLAN的话需要设定端口类型。一般华为常用的端口类型是access,trunk,hybrid。

    7.2 端口介绍

    • access:接入类型接口,一个接口属于一个vlan。连接的对象是PC机;
    • trunk:单条链路承载多个vlan的数据流量,连接的对象是交换机;
    • hybrid:混合接口。可以选择access或trunk接口属性工作;
    • pvid:标签;
    • untagged:出交换机会把指定标签解除的一张列表;
    • tagged:当某些指定VLAN(有相应标签的)经过交换机时,无条件放行的一张列表;

    注意:同一个vlan只能存在于tagged和untagged表中其中一个

    逻辑上,一个VLAN(虚拟局域网) = 一个广播域 = 逻辑网段(子网)

    7.3 VLAN如何运作的

    • 每个逻辑的VLAN就像一个独立的物理桥;
    • 交换机上的每一个端口都可以分配给不同的VLAN,但只属于一个VLAN;
    • 默认的情况下,所有的接口都属于VLAN1;
    • 同一个VLAN可以跨越多个交换机。

    8.数据通信

    8.1 相同VLAN间通信:

    • 情况一:同一台交换机相同VLAN间通信,查看本地mac地址表,将打了相同pvid标签的数据包转发到对应的端口上去;
    • 情况二:跨交换机,通过trunk技术实现多VLAN数据通信。可以帮助我们实现相同VLAN间通信

    8.2 不同VLAN间通信(不同网段):

    • 单臂路由技术和三层交换技术

    8.2.1 单臂路由

    • 组成:一台二层交换机和一台路由;

    单臂路由技术:

    • 当只有二层交换机时,又要实现不同VLAN间通信时,需要用到单臂路由技术。

    8.2.2 三层交换

    • 组成:三层交换机

    三层交换机技术:

    • 三层交换机可以配置VLANIF接口,通过该接口可以配置IP地址,称为不同VLAN对应的网关,从而实现不同VLAN间路由。

    总结:

    • 相同VLAN间数据通信:相同部门间员工的数据通信;
    • 不同VLAN间数据通信:二层交换机+路由器(单臂路由)、三层交换机

    9.管理设备的方式

    管理设备的方式:带内管理和带外管理

    • 带内管理:指的是网络管理控制信息与用户承载业务的网络是同一个逻辑通道。即使用到带宽的管理方式;
      带内管理方式有:WEB、Telnet (teInet使用的外网的IP)
    • 带外管理:指的是网络管理控制信息与用户承载业务的网络不是同一个逻辑通道。即使用内网的管理方式,不占用带宽;
      带外管理方式有:Console、Telnet (teInet使用的是内网的IP)
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  • 交换机工作原理介绍

    2020-08-17 11:07:24
    交换机的传输模式有全双工,半双工,全双工/半双工自适应。接下来我们就来为大家详细介绍下交换机的原理以及交换机的工作原理,感兴趣的就一起来看看吧! 一、交换机原理 交换机是根据网桥的原理发展起来的,学习...

    交换机是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层。交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵,在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。交换机的传输模式有全双工,半双工,全双工/半双工自适应。接下来我们就来为大家详细介绍下交换机的原理以及交换机的工作原理,感兴趣的就一起来看看吧!

    一、交换机原理
    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:
    a、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。
    b、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。

    交换机工作原理

    二、交换机工作原理
    a、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。
    b、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。
    c、生存期
    (1)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计时,每次发送。
    (2)数据都要刷新记时。对于长期不发送数据的主机,其MAC地址的表项在生存期结束时删除。
    (3)所以端口地址表记录的总是最活跃的主机的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。
    d、三层交换机
    通常,普通的交换机只工作在数据链路层上,路由器则工作在网络层。而功能强大的三层交换机可同时工作在数据链路层和网络层,并根据 MAC地址或IP地址转发数据包。但是要注意到三层交换机并不能完全取代路由器,因为它主要是为了实现处于两个不同子网的Vlan进行通讯,而不是用来作数据传输的复杂路径选择。
    e、网管功能
    一台交换机所支持的管理程度反映了该设备的可管理性与可操作性。带网管功能的交换机可对每个端口的流量进行监测,设置每个端口的速率,关闭/打开端口连接。通过对交换机端口进行监测,便于对网络业务流量的区分和迅速进行网络故障定义,提高了网络的可管理性。
    f、端口聚合
    这是一种封装技术,它是一条点到点的链路,链路的两端可以都是交换机,也可以是交换机和路由器,还可以是主机和交换机或路由器。基于端口汇聚(Trunk)功能,允许交换机与交换机、交换机与路由器、主机与交换机或路由器之间通过两个或多个端口并行连接同时传输以提供更高带宽、更大吞吐量, 大幅度提供整个网络能力。

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