计算网络机作业Word格式文档下载.docx

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这正是交换机的最大优点

MIE-5208系列自愈环工业以太网交换机

■产品介绍：

MIE-5208系列自愈环以太网交换机，采用世界最新光纤技术，结合目前应用最广的以太网技术，是一款集光通信、以太网接入一体的综合通信单元，专门为电力配网自动化、工业自动化、SCADA（数据采集及监控）等工业行业数据通信领域而设计。

MIE-5208系列自愈环以太网交换机可以组成一个快速恢复的自愈环网，为用户的网络安全提供有力的保障。

MIE-5208系列自愈环以太网交换机支持对光纤环路的自动检测和倒换，全负载下故障恢复时间＜20ms。

MIE-5208双环自愈以太网光端机支持2个环路光口。

可组建链形、环形等各种光纤网络。

设备使用工业级元件生产，支持电源冗余，符合工业级设计要求。

■功能特性：

环网光口兼容IEEE802.3标准；

具有广播风暴抑制功能,自动对数据包进行过滤和MAC地址记忆，MAC地址表8k

环路、支路光接口均兼容IEEE802.3U-100Base-FX；

MIE5208系列支持2个光口环路传输，每站最高带宽200Mbit/s；

即插既用的MR-Ring冗余环网协议（自愈时间<

20ms）；

光口可组建链形、环形、T形、复合形等各种光纤网络；

网络链路中最多容纳站点数为128，要求每站地址唯一；

具有光路断、环路断、数据LINK等多种LED指示；

设备具有完善的网管系统，支持带内全局网管，标准9.6K串行接口；

MAC接口最高过滤和转发速率64-148810帧/秒，支持VLAN；

设备支持AC/DC220v、DC－48V、DC24v供电并采用工业级标准设计，支持电源冗余（适于DC24v），并提供一路供电安全报警信号

1.

工作原理

　　交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。

交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。

　　使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照MAC地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。

通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。

　　交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。

每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。

当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。

假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于2×

10Mbps＝20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。

　　总之，交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。

交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。

以太网交换机生成树协议（STP）的实现

摘要：

生成树算法和协议是自动生成网络拓扑结构的基础。

本文阐述了生成树算法和协议的内容，并给出了在以太网交换机中的具体实现过程。

我们通过实践证明，该方尖对于解析最优网络拓扑结构效果良好。

关键词：

以太网交换机　网桥　拓扑结构　生成树　BPDU

以太网交换机在第二层即MAC层必须具有路由功能。

目前普遍使用的MAC层路由方式是IEEE802.1组织发布的标准：

基于生成树算法的路由。

在局域网内的交换机执行了生成树算法以后，会组成一个生成树动态拓扑结构，该拓扑结构使局域网内任意两个工作站之间不存在回路，以防止由此产生的局域网广播风暴，同时，生成树算法还负责监测物理拓扑结构的变化，并能在拓扑结构发生变化之后建立新的生成树。

例如当一个交换机坏了或某一条数据通咱断了后，能提供一定的容错能力而重新配置生成树的拓扑结构。

交换机根据生成树动态拓扑结构的状态信息来维护和更新MAC路由表，最终实现MAC层的路由。

一、以太网交换机在MAC层体系结构

以太网交换机在MAC层的功能主要是实现LAN的互连。

根据IEEE802.1D协议的规定，在MAC层工作的体系结构必须包含以下内容：

（1）一个用于连接交换机端口的MAC转发实体；

（2）至少两个端口；

（3）高层协议实体，其中包括交换机协议实体。

如图1所示。

MAC转发实体主要实现交换机不同端口间的内部通信。

该实体存储各个端口的工作状态并维护一个过滤数据库。

数据库中存放了一张MAC地址表，用以实现MAC层的路由。

当数据帧从一个端口的底层服务进程传上来时，MAC实体首先判断目的端口的工作状态，如果目的端口没有被阻塞，MAC转发实体将依据MAC地址表的对应关系将该帧从目的端口转发出去。

同时MAC转发实体还可以进行过滤、记录MAC地址等操作。

交换机端口的功能是从与其相连的LAN上接收或传送数据。

端口的状态由生成树算法规定，包括转发、学习、监听、阻塞和禁止状态。

高层协议实体位于LLC层，主要用于计算和配置LAN的拓扑结构。

下面介绍的生成树协议算法就是运行在该协议实体内，用来实现MAC层的路由。

在运行生成树算法时，高层协议实体可以直接调用MAC转发实体提供的服务，并能读取或更改MAC实体数据库中维护的信息，如从MAC实体中读取或更改某端口的状态信息等。

在运行生成树算法时，交换机的高层协议实体将使用一个统一的组地址01-80-C2-00-00-00作为目的MAC地址，该数据被称为BPDU（桥协议数据单元）。

BPDU中携带了实现生成树算法的有关信息。

在实现生成树算法时，从端口接收上来BPDU，由LLC层的服务进程将其传给交换机协议实体。

在执行了生成树算法以后，交换机的协议实体将根据算法的结果更新端口的状态信息并更新过滤数据库，以决定交换机端口的工作状态（阻塞或转发等），从而建立生成树拓扑结构。

二、生成树协议

1、生成树协议介绍

生成树协议基于以下几点：

（1）有一个唯一的组地址（01-80-C2-00-00-00）标识一个特定LAN上的所有的交换机。

这个组地址能被所有的交换机识别；

（2）每个交换机有一个唯一的标识（BridegIdentifier）；

（3）每个交换机的端口有一个唯一的端口标识（PortIdentifier）。

对生成树的配置进行管理还需要：

对每个交换机调协一个相对的优先级；

对每个交换机的每个端口调协一个相对的优先级；

对每个端口调协一个路径花费。

具有最高优先级的交换机被称为根（root）交换机。

每个交换机端口都有一个根路径花费，根路径花费是该交换机到根交换机所经过的各个跳段的路径花费的总和。

一个交换机中根路径花费的值为最低的端口称为根端口，若有多个端口具有相同的根路径花费，则具有最高优先级的端口为根端口。

在每个LAN中都有一个交换机被称为选取（designated）交换机，它属于该LAN中根路径花费最少的交换机。

把LAN和选取交换机连接起来的端口就是LAN的选取端口（designatedport）。

如果选取交换机中有两个以上的端口连在这个LAN上，则具有最高优先级的端口被选为选取端口。

拓扑结构如图2所示。

由于交换机A具有最高优先级（桥标识最低），被选为根交换机，所以交换机A是LANA和LANB的选取交换机；

假设交换机B的根路径花费为6，交换机C的根路径花费为4，那么交换机C被选为LANC的选取交换机，亦即LANC与交换机A之间的消息通过交换机C转发，而不是通过交换机B。

LANC与交换机B之间的链路是一条冗余链路。

2、BPDU编码

交换机之间定期发送BPDU包，交换生成树配置信息，以便能够对网络的拓扑、花费或优先级的变化做出及时的响应。

BPDU分为两种类型，包含配置信息的BPDU包称为配置BPDU（ConfigurationBPDU），当检测到网络拓扑结构变化时则要发送拓扑变化通知BPDU（TopologycHANGEnOTIFICATIONBPDU）。

配置BPDU编码如图3所示。

拓扑变化通知BPDU编码如图4所示。

对于配置BPDU，超过35个字节以外的字节将被忽略掉；

对于拓扑变化通知BPDU，超过4个字节以外的字节将被忽略掉。

3、形成一个生成树所必需决定的要素

（1）决定根交换机

a、最开始所有的交换机都认为自己是根交换机；

b、交换机向与之相连的LAN广播发送配置BPDU，其root_id与bridge_id的值相同；

c、当交换机收到另一个交换机发来的配置BPDU后，若发现收到的配置BPDU中root_id字段的值大于该交换机中root_id参数的值，则丢弃该帧，否则更新该交换机的root_id、根路径花费root_path_cost等参数的值，该交换机将以新值继续广播发送配置BPDU。

（2）决定根端口

一个交换机中根路径花费的值为最低的端口称为根端口。

若有多个端口具有相同的最低根路径花费，则具有最高优先级的端口为根端口。

若有两个或多个端口具有相同的最低根路径花费和最高优先级，则端口号最小的端口为默认的根端口。

（3）认定LAN的选取交换机

a、开始时，所有的交换机都认为自己是LAN的选取交换机。

b、当交换机接收到具有更低根路径花费的（同一个LAN中）其他交换机发来的BPDU，该交换机就不再宣称自己是选取交换机。

如果在一个LAN中，有两个或多个交换机具有同样的根路径花费，具有最高优先级的交换机被先为选取交换机。

在一个LAN中，只有选取交换机可以接收和转发帧，其他交换机的所有端口都被置为阻塞状态。

c、如果选取交换机在某个时刻收一了LAN上其他交换机因竞争选取交换机而发来的配置BPDU，该选取交换机将发送一个回应的配置BPDU，以重新确定选取交换机。

（4）决定选取端口

LAN的选取交换机中与该LAN相连的端口为选取端口。

若选取交换机有两个或多个端口与该LAN相连，那么具有最低标识的端口为选取端口。

除了根端口和选取端口外，其他端口都将置为阻塞状态。

这样，在决定了根交换机、交换机的根端口、以及每个LAN的选取交换机和选取端口后，一个生成树的拓扑结构也就决定了。

4、拓扑变化

拓扑信息在网络上的传播有一个时间限制，这个时间信息包含在每个配置BPDU中，即为消息时限。

每个交换机存储来自LAN选取端口的协议信息，并监视这些信息存储的时间。

在正常稳定状态下，根交换机定期发送配置消息以保证拓扑信息不超时。

如果根交换机失效了，其他交换机中的协议信息就会超时，新的拓扑结构很快在网络中传播。

当某个交换机检测到拓扑变化，它将向根交换机方向的选取交换机发送拓扑变化通知BPDU，以拓扑变化通知定时器的时间间隔中定期发送拓扑变化通知BPDU，直到收到了选取交换机发来的确认拓扑变化信息（这个确认信号在配置BPDU中，即拓扑变化标志位置位），同时选取交换机重复以上过程，继续向根交换机方向的交换机发送拓扑变化通知BPDU。

这样，拓扑变化的通知最终传到根交换机。

根交换机收到了这样一个通知，或其自身改变了拓扑结构，它将发送一段时间的配置BPDU，在配置BPDU中拓扑变化标志位被置位。

所有的交换机将会收到一个或多个配置消息，并使用转发延迟参数的值来老化过滤数据库中的地址。

所有的交换机将重新决定根交换机、交换机的根端口、以及每个LAN的选取交换机和选取端口，这样生成树的拓扑结构也就重新决定了。

三、结果及结论

按照上述原理和方法实现的生成树算法运行正常，能够解析出最优的网络拓扑结构。

当管理员使某一个端口无效或某一条链路断开后，该算法能及时响应网络的拓扑变化而重新配置生成树的拓扑结构。

操作系统

微软Windows7旗舰版主要参数

产品类型：

Windows

参考报价：

￥2450商家报价：

￥1225-￥3600元

版本类型：

旗舰版

软件版本：

Windows7

语言版本：

简体中文

快速定位：

基本参数

微软Windows7旗舰版基本参数

Windows

产品类型

版本类型

软件版本

Windows7

语言版本

产品概述

Windows7的设计主要围绕五个重点-针对笔记本电脑的特有设计；

基于应用服务的设计；

用户的个性化；

视听娱乐的优化；

用户易用性的新引擎。

更易用，更快速，更简单，更安全，更低的成本，更好的连接

硬件要求

最低配置：

CPU：

1.6GHZ及以上,CPU只要性能好，应该没什么问题吧！

内存:

：

256M及以上,虽然256MB很卡，可是也能正常运行！

硬盘:

12GB以上可用空间,安装后就这大小，最好保证那个分区有20GB的大小;

显卡:

集成显卡64MB以上,这个不是开AERO的配置，所以省点力气吧！

其他设备:

DVDR/RW驱动器:

安装用;

Internet连接:

需要在线激活，如果不激活，最多只能使用30天;

推荐配置:

CPU:

2.0GHZ及以上,windows7包括32位及64位两种版本，如果您希望安装64位版本，则需要CPU的支持;

512MDDR及以上,最好还是1GDDR2以上;

20GB以上可用空间,因为软件等东西可能还要用几G;

DirectX9显卡支持,WDDM1.1或更高版本（显存大于128MB）,包括集成显卡只要大于128MB就能运行（不确定）;

其他设备:

Internet连接,需要在线激活，如果不激活，最多只能使用30天

主要特点

Windows7的设计主要围绕五个重点——针对笔记本电脑的特有设计；

更易用

Windows7做了许多方便用户的设计，如快速最大化，窗口半屏显示，跳跃列表，系统故障快速修复等，这些新功能令Windows7成为最易用的Windows。

更快速

Windows7大幅缩减了Windows的启动时间，据实测，在2008年的中低端配置下运行，系统加载时间一般不超过20秒，这比WindowsVista的40余秒相比，是一个很大的进步。

更简单

Windows7将会让搜索和使用信息更加简单,包括本地、网络和互联网搜索功能,直观的用户体验将更加高级,还会整合自动化应用程序提交和交叉程序数据透明性。

更安全

Windows7包括了改进了的安全和功能合法性,还会把数据保护和管理扩展到外围设备。

Windows7改进了基于角色的计算方案和用户账户管理,在数据保护和坚固协作的固有冲突之间搭建沟通桥梁,同时也会开启企业级的数据保护和权限许可。

更低的成本

Windows7可以帮助企业优化它们的桌面基础设施，具有无缝操作系统、应用程序和数据移植功能，并简化PC供应和升级，进一步朝完整的应用程序更新和补丁方面努力。

更好的连接

Windows7进一步增强了移动工作能力,无论何时、何地、任何设备都能访问数据和应用程序,开启坚固的特别协作体验,无线连接、管理和安全功能会进一步扩展。

令性能和当前功能以及新兴移动硬件得到优化，拓展了多设备同步、管理和数据保护功能。

最后,Windows7会带来灵活计算基础设施，包括胖、瘦、网络中心模型。

Windows7是Vista的“小更新大变革”

微软已经宣称Windows7将使用与Vista相同的驱动模型，即基本不会出现类似XP至Vista的兼容问题。

能在系统中运行免费合法XP系统

微软新一代的虚拟技术——WindowsvirtualPC，程序中自带一份WindowsXP的合法授权，只要处理器支持硬件虚拟化，就可以在虚拟机中自由运行只适合于XP的应用程序，并且即使虚拟系统崩溃，处理起来也很方便。

注：

现在已有一些虚拟机软件可以突破处理器虚拟化限制，可以利用WindowsvirtualPC的系统安装镜像来安装虚拟机，并且没有系统版本限制。

更人性化的UAC（用户账户控制）

Vista的UAC可谓令Vista用户饱受煎熬，但在Windows7中，UAC控制级增到了四个，通过这样来控制UAC的严格程度，令UAC安全又不繁琐。

能用手亲自摸上一把的Windows

Windows7原生包括了触摸功能，但这取决于硬件生产商是否推出触摸产品。

系统支持10点触控，Windows不再是只能通过键盘和鼠标才能接触的操作系统了。

只预装基本应用软件，其他的网上找

Windows7只预装基本的软件——例如WindowsMediaPlayer、写字板、记事本、照片查看器等。

而其它的例如MovieMaker、照片库等程序，微软为缩短开发周期，不再包括于内。

用户可以上WindowsLive的官方网站，自由选择WindowsLive的免费软件。

迄今为止最华丽但最节能的Windows

Windows7的Aero效果更华丽，有碰撞效果，水滴效果，还有丰富的桌面小工具。

这些都比Vista增色不少。

　　但是，Windows7的资源消耗却是最低的。

不仅执行效率快人一筹，笔记本的电池续航能力也大幅增加。

微软总裁称，Windows7是最绿色，最节能的系统。

更绚丽透明的窗口

说起WindowsVista，很多普通用户的第一反应大概就是新式的半透明窗口AeroGlass。

虽然人们对这种用户界面褒贬不一，但其能利用GPU进行加速的特性确实是一个进步，也继续采用了这种形式的界面，并且全面予以改进，包括支持DX10.1。

　　Windows7及其桌面窗口管理器（DWM.exe）能充分利用GPU的资源进行加速，而且支持Direct3D11API。

这样做的好处主要有：

1、从低端的整合显卡到高端的旗舰显卡都能得到很好地支持，而且有同样出色的性能。

2·

处理器将用来渲染窗口模糊效果，即俗称的毛玻璃。

3、每个窗口所占内存（相比Vista）能降低50％左右。

4、支持更多、更丰富的缩略图动画效果，包括“ColorHot-Track”——鼠标滑过任务栏上不同应用程序的图标的时候，高亮显示不同图标的背景颜色也会不同。

并且执行复制及下载等程序的状态指示进度也会显示在任务栏上，鼠标滑过同一应用程序图标时，该图标的高亮背景颜色也会随着鼠标的移动而渐变。

下驱动不用愁，Update一下就OK

Vista第一次安装时仍需安装显卡和声卡驱动，这显然是很麻烦的事情，对于老爷机来说更是如此。

但Windows7却不用考虑这个问题，用WindowsUpdate在互联网上搜索，就可以找到适合自己的驱动。

windows7的数字音频方面有什么变化呢？

支持非微软的音频格式

　　经过多番辗转，微软这回妥协了，Windows7原生支持了AAC格式播放，这个在iTunes上很流行的音频格式，微软也想咬一口了。

之前WindowsMediaPlayer都只能播放微软自己的音频格式，看来时代变了。

网络音乐

　　微软在Windows7中改进了家庭网络的易用性，当然网络音频也不例外。

你可以在一切联网设备上播放Windows7PC上的流媒体，只要该设备支持1.5版DLNA标准。

WindowsMediaPlayer还可以将你的媒体转换成设备所支持的格式。

蓝牙音频

　　Windows7包含蓝牙音频驱动，意味着它将原生支持蓝牙耳机或者扬声器，而无需过多的设置和安装。

（缺乏蓝牙支持的vista引来了用户的不少抱怨）

智能型路由库

　　音频能自由选择设备，比如，播放音乐时将由扬声器发声，打网络电话时将智能选择你的耳机。

　　这是Windows7的新功能，可以对你PC甚至是所有你联网的PC的同类型文件进行分类，将他们分别归在不同文件夹下。

所以你PC里的音乐将全部归到MusicLibrary下，这样就能更好管理音乐。

　　这想法显然是好的，对于软件工程师而言，这使得建立数据库等工作变得简单，但对于普通用户而言，要理解如此抽象的概念显然不是那么容易的。

　　这些虚拟文件夹在Windows7中成为“库”，这会是“简洁VS易用'

讨论中的重头戏。

这些库将会形成一个系统，而用户几乎无法从其他地方了解到这个系统的任何信息。