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二层以太网交换机联网范围主要受制于______。

admin2012-08-19  20
问题 二层以太网交换机联网范围主要受制于______。
选项 A、MAC地址
B、CSMA/CD
C、通信介质
D、网桥协议
答案D
解析  本题主要考查对二层设备工作原理和网桥协议的理解。网桥(以以太网为例说明)网桥是工作在OSI协议模型第二层的设备。其和中继器的主要区别是，它根据以太网的帧信息进行以太网帧的转发。在以太网中，传输信息是以以太网帧格式进行传输的。在以太网帧中，包含了DA-标识目的地址和SA-标识源地址。以太网帧格式如下。

网桥设备内部有一个转发表，称为网桥的路由表。表中存有以太网地址(简称MAC地址)和网桥物理端口的对应。如下图所示。

网桥在物理端口上收到以太网信息后，根据以太网帧中的目的地址，查自己的路由表进行转发。网桥能够区分不同的物理以太网网段，即用中继器互连的以太网。网桥的转发表是通过自己学习得到的。网桥的每个端口都监听本端口上的所有以太网帧，从监听到的以太网帧的源地址字段得到MAC地址和物理端口的对应关系，并填充自己的转发表。如果有设备同时出现在网桥的两个端口上，则网桥就不能正常工作了，因此用网桥互连的网络不能出现环路。二层交换设备二层交换设备本质上也是网桥，工作原理相同，但它是一种功能更强，性能更好的网桥。可以实现多个端口之间同时转发以太网帧网桥一般采用软件实现以太网帧的转发，转发数据时，同时只能在两个端口之间进行(无论网桥有多少个端口)。二层交换，一般指用硬件代替软件进行以太网帧的转发，并且同时能够在交换设备的多个端口之间同时进行转发。下图给出了网桥和交换机的转发差别。

网桥协议基于网桥的工作原理，用二层设备互连的网络不能有环路。但在实际连网时，我们希望不同网段之间有链路备份，即同一物理连接，具有两个或两个以上的连接通道。这时环路将大量存在。为了解决设备的环路问题，二层设备上必须运行网桥协议。网桥协议的核心算法是生成树算法。IEEE(电机和电子工程师学会)制定了802.1D的生成树协议(Spanning Tree Protocol)，它在防止产生环路的基础上提供路径冗余。生成树协议(STP)是通过生成树算法(STA：Spanning Tree Algorithm)计算出一条到根网桥的无环路路径来避免和消除网络中的环路，它是通过判断网络中存在环路的地方并阻断冗余链路来实现这个目的。通过这种方式，它确保到每个目的地都只有唯一路径，不会产生环路，从而达到管理冗余链路的目的。为了实现对冗余链路的管理，找出存在的冗余链路，STA在网络中选举根网桥作为依据，跟踪该可用路径。若发现存在冗余路径，它将选择最佳路径来进行数据包转发，并阻断其他冗余链路。
网桥协议的问题和连网距离STA运行需要二层设备不断交换链路信息(物理连接的信息)，其有信息广播的周期和STA算法收敛速度的问题。如果用二层设备组网的规模过大，信息传播和算法收敛将变的不可预测。按经验原则(无理论证明)，一般二层设备组网最大可到7级左右(7个二层设备级联)。
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