交换机

交换机基本功能：1、基于源MAC地址学习   2、基于目标MAC地址转发   3、数据过滤   4、防环

交换机基于MAC地址表进行转发，MAC地址表默认自动产生

当交换机从某个端口收到一个数据包时，会先读取包头中的源MAC地址，将该MAC地址和端口对应起来（一对一绑定），将其添加到交换机内存里的地址表中。然后再读取包头中的目的MAC地址，对照内存里的地址表看该MAC地址与哪个端口对应，如果地址表中有该MAC地址的对应端口，则将该数据包直接复制到对应的端口上，如果没有找到，则将该数据帧作为一个广播帧发送到所有的端口（即泛洪），对应的MAC地址设备会进行回复，同时，交换机将接受该帧数据的端口与这个目的MAC地址对应起来放入内存中的地址表中

泛洪（洪泛）：交换机收到一个需要被泛洪的数据帧，会将该数据帧通过除了接收数据接口之外的其他所有接口转发出去

默认泛洪的数据帧：1.广播 FFFF.FFFF.FFFF  2.组播 （01-00-5E-）3.未知单播

MAC地址组成三元组：Mac地址、端口、VLAN

MAC地址与端口进行绑定后会有一个存活时间，默认MAC条目信息存活时间为300s，可以修改

查看存活时间：

修改存活时间：

查看：

ARP ：地址解析协议 

是一种基于二层的封装协议。

功能：基于已知IP地址解析MAC地址

假设主机A和B在同一个网段，主机A要向主机B发送信息，具体的地址解析过程如下：

(1) 主机A首先查看自己的ARP表，如果ARP表中含有主机B对应的ARP表项，则主机A直接利用ARP表中的MAC地址，对IP数据包进行帧封装，并将数据包发送给主机B。

(2) 如果主机A在ARP表中找不到对应的MAC地址，则将缓存该数据报文，然后以广播方式发送一个ARP请求报文。ARP请求报文中的源IP地址和源MAC地址为主机A的IP地址和MAC地址，目标IP地址和目标MAC地址为主机B的IP地址和全0的MAC地址。由于ARP请求报文以广播方式发送，该网段上的所有主机都可以接收到该请求，但只有被请求的主机（即主机B）会对该请求进行处理。

(3) 主机B比较自己的IP地址和ARP请求报文中的目标IP地址，当两者相同时进行如下处理：将ARP请求报文中的发送端（即主机A）的IP地址和MAC地址存入自己的ARP表中。之后以单播方式发送ARP响应报文给主机A，其中包含了自己的MAC地址。

(4) 主机A收到ARP响应报文后，将主机B的MAC地址加入到自己的ARP表中以用于后续报文的转发，同时将IP数据包进行封装后发送出去。

工作原理分析：

A的ARP缓存---ARP请求---B的ARP缓存---ARP响应---A的缓存

分类：

1.正向ARP：通过IP解析MAC地址

2.反向ARP：通过MAC地址解析IP

3.免费ARP：

VLAN 技术---虚拟局域网，隔离广播域

VLAN 特点： 一个VLAN 就是一个广播域，一个VLAN内部在同一广播域内可以进行二层通信，不同VLAN 在不同广播域内，无法进行二层通信。一个VLAN = 一个广播域 = 一个网段

VLAN优点：1.灵活的网络设计，增加网络可扩展性   2.限制广播域范围 ，增加网络安全性 

VLAN 实现原理：不同的VLAN 可以在数据中加入不同的标记，同一VLAN 标记运行通信。

VLAN 标记协议：802.1Q，又称为dot1q

VLAN 分类：

1.基于接口划分：

PVID：端口VLAN 标识符，默认为VLAN 1 ,默认所有接口PVID为1

取值：1~4094

2.基于MAC地址划分：网络管理员预先配置MAC地址和VLAN之间的映射表

VLAN 接口类型：

1.access ：接入接口，该接口只能属于某一个VLAN 。连接终端用户PC/server/router等设备

2.trunk：中继接口，trunk接口可以属于多个VLAN ，运行多个VLAN 流量同时传输。常用于交换机之间传递多VLAN流量

3.hybrid：混杂接口，能够传递某一个VLAN流量（类似Access），也可以传递多个VLAN流量（类似trunk）

接口工作原理：

Access

Trunk

Hybrid

部署

创建VLAN ：

创建多个连续VLAN

创建多个不连续的VLAN

查看：

接口划入VLAN （定义Access ）

接口定义为Access

修改接口PVID

接口定义trunk

接口类型定义为trunk

定义trunk接口的PVID

定义VLAN 允许列表（华为默认不允许任何VLAN传递）

定义hybrid接口

定义接口类型为hybrid

修改PVID

定义接口允许或过滤VLAN 列表

总结：

VLAN 间路由

1.VLAN 单臂路由

子接口（Sub-Interface）是基于路由器以太网接口所创建的逻辑接口，以物理接口ID 子接口ID进行标识，子接口同物理接口一样可进行三层转发。

子接口不同于物理接口，可以终结携带VLAN Tag的数据帧。由于三层子接口不支持VLAN报文，当它收到VLAN报文时，会将VLAN报文当成是非法报文而丢弃。因此，需要在子接口上将VLAN Tag剥掉，也就是需要VLAN终结（VLAN Termination）。

基于一个物理接口创建多个子接口，将该物理接口对接到交换机的Trunk接口，即可实现使用一个物理接口为多个VLAN提供三层转发服务。

部署：

路由器部分：

创建子接口

定义子接口识别VLAN 信息

定义IP地址（网关信息）

开启ARP广播功能

查看：

交换部分：

2.物理接口方式

借助路由器实现不同网段通信

部署：略

3.VLAN-if接口

使用交换机三层路由功能实现不同VLAN 之间通信。

VLAN-if---VLAN接口：交换机上针对VLAN定义的三层接口，用于在交换机上用于区别不同的VLAN ，同时可以使远程控制设备提供可能。

VLAN-if接口存在的条件：1.存在该VLAN ，并且本交换机上存在属于该VLAN的活动接口

                                            2.存在trunk链路，并且该VLAN属于trunk接口的VLAN允许列表之内

三层VLAN-if和二层VLAN-if对比:

1.三层支持路由功能  ； 二层不支持

2.三层设备支持多个VLAN-if，同时存在；二层仅仅支持一个活动的VLAN-if

部署：

创建VLAN-if：

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