交换机的116个知识点
交换机基础知识大全
交换机基础知识一、交换机定义：交换（switching）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。
交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。
广域的交换机（switch）就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。
交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。
实际上，交换机有时被称为多端口网桥。
许多新型的Client／Server应用程序以及多媒体技术的出现，导致了传统的共享式网络远远不能满足要求，这也就推动了局域网交换机的出现。
局域网交换机拥有许多端口，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。
交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐量。
为了进一步提高性能，每个端口还可以只连接一个设备。
为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连接，局域网交换机一般拥有一个或几个高速端口，如100M以太网端口、FDDI端口或155M ATM端口，从而保证.整个网络的传输性能在计算机网络系统中，交换概念的提出改进了共享工作模式。
而HUB集线器就是一种物理层共享设备，HUB本身不能识别MAC 地址和IP地址，当同一局域网内的A主机给B 主机传输数据时，数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据报头的MAC地址来确定是否接收。
也就是说，在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。
这种方式就是共享网络带宽。
通俗的说，普通交换机是不带管理功能的，一根进线，其他接口接到电脑上就可以了。
二、交换机原理：工作在数据链路层，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MAC地址，并把它添加入内部MAC地址表中。
全解以太网交换机知识
收藏：全解以太网交换机知识交换机定义交换机（Switch），就是进行数据交换的机器，任何数据的相互转发都可以称之为数据交换，网络数据经过交换可以到达指定的端口。
而交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。
意思是说交换机可以“学习”MAC地址，并将其存放在内部地址表中，通过在帧的始发者和接受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。
交换机作用01端口扩展顾名思义就是当网络设备（如路由器、上层交换机）端口不够使用时，可以扩展端口。
02传输距离扩展在设备间使用交换机延长传输距离。
交换机分类常用的交换机分类主要是按照两种分类方法：01按可管理性划分可划分为：非网管交换机、网管交换机。
主要区别在对于高级网络管理功能的支持。
02按OSI七层网络模型划分网管型交换机以基于交换地址的不同而分为二层和三层。
二层交换机是基于MAC地址进行数据转发的交换设备，它位于OSI模型的第二层——数据链路层；三层交换机可以基于IPC地址进行交换，即OSI模型的第三层——网络层。
交换机管理方式01Web管理通过浏览器访问交换机的Web配置页面对交换机进行各项功能的设置和管理。
WEB管理方式简单、方便、易操作，适合各类交换机管理人员。
02CLI管理CLI（Command-Line Interface，命令行界面）管理，即通过终端工具访问交换机的命令行界面对交换机进行各项功能的设置和管理。
CLI管理有多种实现方式，常见的主要有以下三种：CLI管理方式相对而言比较复杂、不易操作，但比较高效，适合专业网络管理人员。
03SNMPSNMP（Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议）是一组协议和服务。
SNMP管理能够让网络管理员在网络上的任何节点进行设备信息查询、修改，寻找故障节点，完成故障诊断。
SNMP管理便于获取整个网络的拓扑信息和故障排查，适合管理中大型的网络。
交换机基础知识.
2.2 交换机的分类与性能指标
2. 交换机的分类
从应用区域划分：广域网交换机和局域网交换机
• 广域网交换机: 主要应用于电信领域，提供通信基础平台。
•
局域网交换机则: 应用于局域网络，用于连接终端设备， 如PC机及网络打印机等。
注意交换机的分类
按组建园区网的网络拓扑结构层次，可划分为：接入层交换 机、汇聚层交换机和核心层交换机。 • 核心层交换机: 一般采用机箱式模块化设计，机箱中可承载 管理模块、光端口模块、高速电口模块、电源等，具有很高的 背板容量； • 汇聚层交换机: 可以是机箱式模块化交换机，也可以是固定 配置的交换机，具有较高的接入能力和带宽，一般会包含光端 口、高速电口等端口；
2. 交换机的分类
按照交换机的可管理性，可分为：
交换机概述
.2 交换机的交换模式
存储转发(Store and Forward)
特点：交换机接收到数据包后，首先将数据包存储到缓冲 器中，进行CRC循环冗余校验,如果这个数据包有 CRC错误，则该包将被丢弃；如果数据包完整， 交换机查询地址映射表将其转发至相应的端口。 优点：没有残缺数据包转发，可减少潜在的不必要的数据 转发 缺点：转发速率比直接转发方式慢。 适用环境：存储转发技术适用于普通链路质量或质量较为 恶劣的网络环境，这种方式要对数据包进行处理， 所以，延迟和帧的大小有关。
• 接入层交换机: 一般是固定配置的交换机，端口密度较大， 具有较高的接入能力，以10/100M端口为主，以固定端口或扩展 槽方式提供1000Mbps的上联端口。
2. 交换机的分类
根据传输介质、传输速度以及发展历史上看，局域网 交换机有这样一些类型：
• 以太网交换机 • 快速以太网交换机 • 千兆以太网交换机 • 万兆以太网交换机 • FDDI交换机 • ATM交换机 • 令牌环交换机 • ……
交换机基础知识介绍
9、堆叠支持
• 交换机堆叠是通过厂家提供的一条专用连接电缆，从一
•
台交换机的“UP”堆叠端口直接连接到另一台交换机的 “DOWN”堆叠端口。以实现单台交换机端口数的扩充。 堆叠中的所有交换机可视为一个整体的交换机来进行管 理，也就是说，堆叠中所有的交换机从拓扑结构上可视为 一个交换机。堆栈在一起的交换机可以当作一台交换机来 统一管理。 交换机堆叠技术采用了专门的管理模块和堆栈连接电缆， 这样做的好处是，一方面增加了用户端口，能够在交换机 之间建立一条较宽的宽带链路，另一方面多个交换机能够 作为一个大的交换机，便于统一管理。
• 链路聚合是将多个物理以太网端口聚合在一起形成一个逻
辑上的聚合组，使用链路聚合服务的上层实体把同一聚合 组内的多条物理链路视为一条逻辑链路。
• 链路聚合可以实现出/入负荷在聚合组中各个成员端口之
间分担，以增加带宽。同时，同一聚合组的各个成员端口 之间彼此动态备份，提高了连接可靠性。
12、ARP协议
力，单位为Gbps，也叫交换带宽，一般的交换机 的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换 机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强， 但同时设计成本也会越高。 3100系列背板19.2Gbps
•
3600系列背板32Gbps 5500系列背板192/240Gbps
6、包转发率
•
包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。 单位一般位pps（包每秒），一般交换机的包转发 率在几十Kpps到几百Mpps不等。包转发速率是指 交换机每秒可以转发多少百万个数据包（Mpps） 3100系列转发率为：6.55/13.2Mpps 3600系列转发率为：9.6/13.1Mpps 5500系列转发率为：92/132Mpps
交换机知识
交换机的基础知识许多新型的Client／Server应用程序以及多媒体技术的出现，导致了传统的共享式网络远远不能满足要求，这也就推动了局域网交换机的出现。
1、交换机的定义局域网交换机拥有许多端口，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。
交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐量。
为了进一步提高性能，每个端口还可以只连接一个设备。
为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连接，局域网交换机一般拥有一个或几个高速端口，如100M以太网端口、FDDI端口或155M ATM端口，从而保证整个网络的传输性能。
2、交换机的特性通过集线器共享局域网的用户不仅是共享带宽，而且是竞争带宽。
可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少，甚至被迫等待，因而也就耽误了通信和信息处理。
利用交换机的网络微分段技术，可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加每个用户的可用带宽，从而缓解共享网络的拥挤状况。
由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽，能保护用户以前在介质方面的投资，并提供良好的可扩展性，因此交换机不但是网桥的理想替代物，而且是集线器的理想替代物。
与网桥和集线器相比，交换机从下面几方面改进了性能：（1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。
（2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备或连接一个工作组，有效地解决拥挤现像。
这种方法人们称之为网络微分段（Micro一segmentation）技术。
（3）虚拟网（VirtuaI LAN）技术的出现，给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性。
我们将在后面专门介绍虚拟网。
（4）端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络系统都是有一个或几个服务器，而绝大部分都是普通的客户机。
客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。
《交换机基础知识》课件
交换机安全威胁
非法访问和恶意攻击
01
未经授权的访问和恶意攻击是交换机面临的主要安全威胁，可
能导致数据泄露、网络瘫痪等严重后果。
病毒感染和传播
02
交换机如果感染病毒，可能会成为病毒传播的源头，影响整个
网络的正常运行。
拒绝服务攻击
03
通过大量无效的网络流量或请求，导致交换机资源耗尽，无法
MAC地址表大小
交换机能够学习的MAC地址数量，影响交 换机的转发能力。
03
交换机的应用场景
企业网络中的应用
企业网络中，交换机主要用于连接各 个部门和分支机构，实现内部数据的 高速传输和共享。
企业网络中的交换机通常具备较高的 端口密度和扩展性，以满足大规模网 络连接需求。
交换机能够提供多种安全特性，如访 问控制列表（ACL）、端口安全等， 保障企业网络安全。
02
交换机的工作原理
交换机转发原理
交换机根据目的MAC地址进行数据帧的转发。
交换机通过学习源MAC地址与端口映射关系，建立MAC地址表，实现快速转发。
当收到数据帧时，交换机查找MAC地址表，确定目的端口，并将数据帧转发到对应 端口。
交换机的交换方式
01
02
03
直通式交换
数据帧头部的信息被直接 传输到目的端口，不经过 CPU处理。
存储转发式交换
数据帧先存储在缓冲区， 然后根据MAC地址表进行 转发。
碎片隔离式交换
数据帧长度达到一定值后 才会转发，以减少冲突和 丢包。
交换机的性能指标
吞吐量
交换机每秒传输的数据量，Hale Waihona Puke 常以Mbps为 单位。背板带宽
交换机内部总线的数据传输能力，决定了交 换机的数据处理能力。
交换机技术基础知识
交换机技术基础知识交换技术可分为：端口交换、帧交换和信元交换。
下面是整理的交换机技术基础知识，希望对你有帮助!1.端口交换技术端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段(每条网段为一个广播域)，不用网桥或路由连接，网络之间是互不相通的。
以大主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上，端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。
根据支持的程度，端口交换还可细分为：模块交换：将整个模块进行网段迁移。
端口组交换：通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。
端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。
这种交换技术是基于OSI第一层上完成的，具有灵活性和负载平衡能力等优点。
如果配置得当，那么还可以在一定程度进行容错，但没有改变共享传输介质的特点，自而未能称之为真正的交换。
2.信元交换技术ATM技术采用固定长度53个字节的信元交换。
由于长度固定，因而便于用硬件实现。
ATM采用专用的非差别连接，并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但并不会影响每个节点之间的通信能力。
ATM还容许在源节点和目标、节点建立多个虚拟链接，以保障足够的带宽和容错能力。
ATM采用了统计时分电路进行复用，因而能大大提高通道的利用率。
ATM的带宽可以达到25M、155M、622M甚至数Gb的传输能力。
但随着万兆以太网的出现，曾经代表网络和通讯技术发展的未来方向的ATM技术，开始逐渐失去存在的意义。
3.帧交换技术帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。
一般来讲每个公司的产品的实现技术均会有差异，但对网络帧的处理方式一般有以下几种：直通交换：提供线速处理能力，交换机只读出网络帧的前14个字节，便将网络帧传送到相应的端口上。
存储转发：通过对网络帧的读取进行验错和控制。
前一种方法的交换速度非常快，但缺乏对网络帧进行更高级的控制，缺乏智能性和安全性，同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。
交换机基本功能学习总结
没有划分vlan时报文转发
VLAN有什么用？
用于在二层交换机上分割广播域 的技术，使第二层的单播、广播 和多播帧在一个 VLAN 内转发、 扩散，而不会直接进入其它的 VLAN 之中。
划分vlan后报文转发
二、交换机功能介绍——VLAN
N中几个基本概念： （1）VID （2）PVID（或称Native Vlan） （3）Allowed Vlan
ACL三种类型总结
二、交换机功能介绍——IGMP Snooping
什么是IGMP Snooping？
IGMP Snooping是Internet Group Management Protocol Snooping(互联网 组管理协议窥探)的简称，它是运行在二层设备上的组播约束机制，用于管 理和控制组播组。
SMAC
6 Octets
0x8100
TPID
TCI
Type/ Length
2 Octets
DATA
46 -1500 Octets
FCS
4 Octets
User Priority
3 bits
CFI
1 bit
VLAN ID
12 bit
4
一、交换机基本原理——交换机转发原理
交换机的核心思想：
交换技术基础入门知识
交换技术基础入门知识交换技术基础入门知识交换机是网络中重要的组成部分，学习高级交换，店铺觉得下面的东西我们必须掌握!1、vlan的`配置(vlan的作用：逻辑划分广播域)第一种：switch#vlan database (进入vlan数据库)switch(vlan)#vlan 1-100 (建立100个vlan)switch(vlan)#exit (保存并退出)switch#show vlan (查看vlan 配置)第二种：switch(config)#vlan database (进入vlan数据库)switch(config-vlan)#vlan 1-100 (建立100个vlan)switch(config-vlan)#do show vlan(查看vlan配置)2、vtp域的配置switch(config)#vtp domain ciscoswitch(config)#vtp password ciscoswitch(config)#vtp version 2switch(config)#vtp mode server/client/tranparentswitch(config)#do show vtp3、stp生成树的各种类型与配置(作用：实现在冗余状态下无环路)选举的顺序：根桥-根端口-指定端口-阻塞端口a、传统生成树stp他会自动的在三台交换机上建立(不做配置了)b、pvst每vlan生成树(指定谁是根桥，阻塞那个端口)switch(config)#spanning-tree vlan x root primaryswitch(config)#spanning-tree valn y root secondaryc、mst多vlan生成树switch(config)#spanning-tree mst configurlationswitch(config-mst)#instance 1 vlan 1-50switch(config-mst)#instance 2 vlan 51-100switch(config-mst)#exitswitch(config)#spanning-tree mode mstswitch (config)#do show spanning-tree4、backup gateway protocol(备份网关协议)@、hsrp(hot standby route protocol)(cisco私有)支持track router(config)#interface f0/1router(config-if)#ip add 1.1.1.1 255.255.255.0router(config-if)#standby 1 ip 1.1.1.10router(config-if)#standby 1 priority 105router(config-if)#standby 1 preemyrouter(config-if)#do show standby注意，两个路由器上必须同时配置，内容也必须相同。
交换机介绍精要
非POE模块化产品 要敷设网络线和电源线，增加施工量，增加成
本，延长工期。 电源线和网络线单独敷设，容易造成干扰。 采用固定功率的电源适配器供电，供电过程中
造成电能的浪费。
维护的成本高，需要维护的对象有电源线、网 线、电源插座、电源适配器等。
供电的范围比较宽广，要分散到各个摄像机。
前端要隐藏电源适配器等，影响美观。
有背为1板62.2根带5G。宽,背＝板3.带12宽● ●5G增×1大2背背（一根倍板板总）线带容）宽量×2（的取组）标决×2（准与双是背引擎板≥）×布212×（线槽端位，）口＝一1数80般0量G来＝×1.8说T端。，（口后背续带引板擎宽容的总量线速都率也会会升级 交换容量＝30G×2（大双引于擎）交×1换2（槽机位容）＝量720G进。因行为布目前线销售，的引交擎换只用机了一背组总板线容，二量代引和擎推交出换后，容每个引擎用两 组系端，，口9容则5产量交品换＝2的容4G总量E线＝×17采2量换2＝0用G28一背×8B82/G＝10般板E1B；.4编4（持仅T码后，，平更续背故还板为换，有总3更线.1交但2带高5G宽密换是×升度12级机现的×后0G.E板在8，端=交3口就一0换G板）容可些推量出变以设，为支提计2持.88更T升中。大（整，的3端0机为G口的容性了交量换）能以容量后，和每一能槽不般位背也更板有一定的关
POE (Power Over Ethernet)指的是在现有的以 太网Cat.5布线基础架构不作做何改动的情况下， 在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域 网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的 同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。 该方式主要用于高清网络数字监控系统。
Байду номын сангаас
PoE供电技术优势
交换机的基础知识
交换机的基础知识许多新型的Client／Server应用程序以及多媒体技术的出现，导致了传统的共享式网络远远不能满足要求，这也就推动了局域网交换机的出现。
1、交换机的定义局域网交换机拥有许多端口，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。
交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐量。
为了进一步提高性能，每个端口还可以只连接一个设备。
为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连接，局域网交换机一般拥有一个或几个高速端口，如100M以太网端口、FDDI端口或155M ATM端口，从而保证整个网络的传输性能。
2、交换机的特性通过集线器共享局域网的用户不仅是共享带宽，而且是竞争带宽。
可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少，甚至被迫等待，因而也就耽误了通信和信息处理。
利用交换机的网络微分段技术，可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段，减少竞争带宽的用户数量，增加每个用户的可用带宽，从而缓解共享网络的拥挤状况。
由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽，能保护用户以前在介质方面的投资，并提供良好的可扩展性，因此交换机不但是网桥的理想替代物，而且是集线器的理想替代物。
与网桥和集线器相比，交换机从下面几方面改进了性能：（1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。
（2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备或连接一个工作组，有效地解决拥挤现像。
这种方法人们称之为网络微分段（Micro一segmentation）技术。
（3）虚拟网（VirtuaI LAN）技术的出现，给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性。
我们将在后面专门介绍虚拟网。
（4）端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络系统都是有一个或几个服务器，而绝大部分都是普通的客户机。
客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。
交换机相关基础知识
以太网交换机1、以太网以太网是在70年代初期由Xerox公司Palo Alto研究中心推出的。
1979年Xerox、Intel和DEC公司正式发布了DIX版本的以太网规范，1983年IEEE 802.3标准正式发布。
初期的以太网是基于同轴电缆的，到八十年代末期基于双绞线的以太网完成了标准化工作，即我们常说的10BASE-T。
随着市场的推动，以太网的发展越来越迅速，应用也越来越广泛。
MAC地址：MAC地址有48位，它可以转换成12位的十六进制数，这个数分成三组，每组有四个数字，中间以点分开。
MAC地址有时也称为点分十六进制数。
为了确保MAC地址的唯一性，IEEE对这些地址进行管理。
每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。
供应商代码代表NIC（网络接口卡）制造商的名称，它占用MAC的前六位12进制数字，即24位二进制数字。
序列号由供应商管理，它占用剩余的6位地址，或最后的24位二进制数字。
以太网的MAC地址可以分为三类，分别是单播地址、多播地址、广播地址。
CSMA/CD：以太网使用CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，带有冲突监测的载波侦听多址访问）。
在CSMA/CD方式下，在一个时间段，只有一个节点能够在导线上传送数据。
如果其他节点想传送数据，必须等到正在传输的节点的数据传送结束后才能开始传输数据。
以太网之所以称作共享介质就是因为节点共享同一根导线这一事实。
以太网的典型设备-HUBHUB是一个多端口的转发器，当以HUB为中心设备时，网络中某条线路产生了故障，并不影响其它线路的工作。
所以HUB在局域网中得到了广泛的应用。
大多数的时候它用在星型与树型网络拓扑结构中，以RJ45接口与各主机相连（也有BNC接口），HUB按照不同的说法有很多种类。
HUB按照对输入信号的处理方式上，可以分为无源HUB、有源HUB、智能HUB。
交换机的个知识点
交换机的116个知识点1. 以太网最初基于同轴电缆．1972年发明，1979年Xeroxinter和DEC提出DIX版.2. 1983年，IEEE802.3标准提出.3. CSMA/CD 通讯过程，传输—监听—干扰—随机等待—传输。
4. 传统以太网用网桥来分割主机，用路由器连接网段。
5. 交换式以太网，平时主机都不连通，当需要通信时，通过交换设备连接对端主机，完成后断开。
交换设备包括，交换式集线器和交换机。
6. 交换式以太网物理逻辑均为星型。
分割冲突域，将网络冲突限制到最小范围。
7. RMON共九组，常用的端口统计、历史、告警、事件4组。
8. 数据流量区分，按组织行政构成、按主机类型、按物理分布、根据应用类型。
9. 80／20规则，80％在本地，20％其他网段。
20／80规则，相反。
10. 交换机单个百兆口64字节包转发1488810pps，路由器整机64字节包转发小与100100pps。
11. 三层交换技术的实现硬件的路由转发，转发路由表也是由软件通过路由协议建立的。
12. 三层交换与路由均为根据逻辑地址确定路径、运行三层校验和、使用TTL、对信息处理和相应，分析报文、用MIB更新SNMP管理。
13. 三层交换优点：基于硬件包转发、低时延、低花费。
14. 四层交换基于数据流，实现一次路由，多次交换。
考虑端口号和协议字段。
15. 局域网设计原则，考察物理链路、分析数据流特征、采用层次化模型、考虑冗余16. 局域网管理系统功能：配置功能、监控功能、故障隔离。
17. 必须保证的网络性能，带宽和时延。
其取决的一个重要因素，线缆的类型和布局。
18. 为用户增加带宽，增加总体带宽&减少在一个共享介质上的用户数量。
19. 快速以太网（100M）标准为802.3u。
20. 自协商使用物理芯片来完成，不需要专用的数据报文。
发送16bi的报文，整个保文按16ms间隔重复。
21. 速率不通过自协商一样可完成，但工作方式会产生问题。
交换机的基础知识
交换机基础知识一、交换方式目前交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采用直通式交换、存储转发式和碎片隔离方式三种数据包交换方式。
目前的存储转发式是交换机的主流交换方式。
1、直通交换方式（Cut-through）采用直通交换方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。
它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。
由于它只检查数据包的包头（通常只检查14个字节），不需要存储，所以切入方式具有延迟小，交换速度快的优点。
所谓延迟（Latency）是指数据包进入一个网络设备到离开该设备所花的时间。
它的缺点主要有三个方面：一是因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力；第二，由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入／输出端口直接接通，而且容易丢包。
如果要连到高速网络上，如提供快速以太网（100BASE－T）、FDDI或ATM连接，就不能简单地将输入／输出端口“接通”，因为输入／输出端口间有速度上的差异，必须提供缓存；第三，当以太网交换机的端口增加时，交换矩阵变得越来越复杂，实现起来就越困难。
2、存储转发方式（Store-and-Forward）存储转发（Store and Forward）是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一，以太网交换机的控制器先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包错误。
确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。
正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，并且能支持不同速度的输入／输出端口间的交换，可有效地改善网络性能。
它的另一优点就是这种交换方式支持不同速度端口间的转换，保持高速端口和低速端口间协同工作。
交换机基础知识课件
一种远程登录协议，用于远程管理和配置交换机 。使用Telnet需要谨慎，因为明文传输的用户名 和密码可能存在安全风险。
SSH（安全外壳协议）
一种加密的网络协议，用于远程登录和管理交换 机。SSH提供了更高的安全性，建议优先使用。
06
交换机的发展趋势与新技术
高速以太网交换机
总结词
高速以太网交换机是交换机技术的一个重要发展方向，它能够提供更高的数据传输速率和更大的吞吐 量，以满足不断增长的网络带宽需求。
03
交换机的应用场景
企业网络
企业网络中，交换机主要用于连 接内部计算机和其他网络设备，
实现快速、可靠的数据传输。
企业网络对交换机的要求较高， 需要具备高性能、高可用性和可 扩展性，以满足不断增长的网络
需求。
企业网络中使用的交换机通常具 备安全功能，如访问控制列表（ ACL）和防火墙，以保护网络安
网吧对交换机的要求包括高带宽、低 延迟和良好的散热性能，以保证网络 的流畅和稳定性。
04
交换机的选购与配置
选购原则
01
02
03
04
需求分析
根据网络规模、拓扑结构、业 务需求等因素，明确交换机所
需具备的功能和性能。
品牌信誉
选择知名品牌，确保设备的质 量和售后服务的可靠性。
性能参数
关注交换机的吞吐量、延迟、 端口密度等关键性能参数，以
05
交换机的维护与管理
日常维护
01
02
03
硬件检查
定期检查交换机的硬件设 备，包括风扇、电源、接 口等，确保设备正常运行 。
端口安全
定期检查交换机的端口安 全设置，防止未经授权的 设备接入网络。
交换机基础知识课件
+ Access： 1. Access端口的PVID就是其所在的VLAN，不能配置。 2. 接收到不带标签的报文后打上PVID标签，发送时剥离数据帧的标
签。 3. 常用于连接不需要识别VLAN标签的设备，如主机、路由器等。
四、交换机基本调试配置（十）
+ High 50
3.55 1.44 -10.00
5.00
+ Low 30 3.01 1.01 -30.00 0.00
七、交换机故障排除（三）
+ 故障类型2: + 同一交换机上的两台终端不能互相通
信 + 处理方法： 1. 终端自检：
① 终端的本地连接是否已就绪 ② 两台终端是否同一IP网段 ③ 两台终端的防火墙是否关闭，或允许相应数据帧通过
+ （三）交换机基本配置 + 交换机接口类型讲解（2）：
+ Trunk： 1. 允许多个VLAN数据帧通过的端口称为Trunk端口。 2. Trunk链路上除了缺省VLAN的数据帧，其他的都是带着标签走。
Trunk端口转发PVID的数据帧时剥掉标签，接收到不带标签的数据 帧时打上PVID。 3. 一般用于交换机互联，或上联。
的端口关联起来
三、交换机的工作原理（五）
+ （三）数据帧转发 1. PCA发出目的到PCD的数据帧 2. 交换机根据帧中的目的地址，从相应的
端口E1/0/4发送出去 3. 交换机不在其他端口上转发此单播数据
帧
课程提纲
一．交换机的作用和特点 二．交换机的分类 三．交换机工作原理 四．交换机基本调试配置 五．光纤基础知识 六．光模块基础知识 七．交换机故障排除
交换机基本知识 交换机知识入门
交换机基本知识交换机知识入门交换机是日常生活工作中经常用到的物品，但不少人队交换机基本知识却不是很了解，本文从交换机的起源、类型、应用、交换方式等方面介绍了交换机基本知识（入门知识），希望对大家有所帮助。
交换机定义什么是交换机？交换机英文名称为Switch，也称为交换式集线器，交换机是构建网络平台的“基石”，又称网络开关它是一种基于MAC地址(网卡的硬件标志)识别，能够在通信系统中完成信息交换功能的设备。
其工作原理可以简单地描述为“存储转发”四个字。
因为交换机支持“全双工”模式，所以B在接收A发送数据的同时，还可以向A或其他的计算机发送数据。
如果在MAC地址中没有B的地址信息，那么交换机可以通过“MAC地址学习”功能将连接到自身的B计算机MAC地址记住，形成一个节点与MAC地址的对应表。
交换和交换机最早起源于电话通讯系统（PSTN），我们现在还能在老电影中看到这样的场面：首长（主叫用户）拿起话筒来一阵猛摇，局端是一排插满线头的机器，戴着耳麦的话务小姐接到连接要求后，把线头插在相应的出口，为两个用户端建立起连接，直到通话结束。
这个过程就是通过人工方式建立起来的交换。
当然现在我们早已普及了程控交换机，交换的过程都是自动完成。
交换机的类型交换机类型的了解是交换机的基本知识，必须掌握。
交换机有多种分类方式：从网络覆盖范围划分交换机可以分为以下两类：广域网交换机和局域网交换机根据传输介质和传输速度分：以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、10千兆以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机。
根据交换机应用网络层次划分企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机。
根据交换机端口结构划分固定端口交换机和模块化交换机。
根据工作协议层划分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机根据是否支持网管功能划分网管型交换机和非网管理型交换机交换机的应用作为局域网的主要连接设备，交换机成为应用普及最快的网络设备之一。
交换机基础知识
交换机工作原理
交换（switching）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自 动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统 称。广义的交换机（switch）就是一种在通信系统中完成信息交换功 能的设备。 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若不存在才广播到所有的端口，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。
交换机应用技术
IGMP探测（IGMP Snooping）：是组播约束机制，交换机用他来完成组播组的 动态注册，运行IGMP侦听的交换机通过侦听和分析主机与组播路由器之间交互 的IGMP报文来管理和控制组播组，从而可以有效抑制组播数据在网络中扩散。
交换机工作原理
交换机体系结构 （1）总线结构 各个模块共享同一背板，每个端口的输入部件和输出部件都直接 连接到总线上； （2）共享存储器结构 总线结构的变形，每个端口的输入部件和输出部件先连接到存储 器上，存储器相当于数据缓冲池； （3）矩阵结构 每条输入线路和输出线路都有一个交叉点，在CPU或者交换矩阵 控制器的控制下，将交叉点的开关闭合，数据就从入单元发到出单元
交换机基础知识介绍
报告人：王伟 产品管理部 2012/3/8
目录
1
常用网络设备
2
3 3 4
交换机工作原理
交换机分类 交换机应用技术
常用网络设备
网卡：Network Interface Card,是工作在数据链路层的网路组件，是局域网中 连接计算机和传输介质的接口；
交换机培训资料
故障排除
根据诊断结果，确定故障的具体位置，并采取相应的措施 进行修复。例如，如果发现某个端口不工作，可以检查该 端口的配置或物理状态。
验证和测试
在修复故障后，重新启动交换机并进行测试，以确保故障 已经完全解决。
使用日志进行故障排除
日志记录
在交换机上开启日志记录功能， 以便记录故障发生时的状态和信 息。这有助于后续的分析和故障
防ICMP攻击
防止网络设备被ICMP洪水攻击导致瘫痪。
3
防TCP SYN攻击
通过识别并拒绝异常连接，保护网络设备免受攻 击。
802.1x认证
支持基于端口的认证
01
通过认证和授权方式，确保只有合法用户可以访问网络资源。
支持动态VLAN分配
02
根据用户认证信息，动态分配相应的VLAN，提高网络安全性。
Console口
用于配置和管理交换机， 通常使用RJ45或USB接口 。
交换机的性能指标
包转发率
衡量交换机转发数据包的速度 ，单位为pps（每秒包数）。
管理功能
包括远程管理、配置管理、故 障排除等。
背板带宽
衡量交换机数据处理能力的指 标，单位为Mbps。
缓冲区容量
交换机用于存储数据包的内建 内存大小，单位为Byte。
排除。
日志分析
分析日志中记录的信息，找出故 障发生的原因。这可能需要一定 的技术知识和经验，因此可以参 考日志分析工具或寻求专业支持
。
问题解决
根据日志分析结果，采取相应的 措施解决问题。例如，如果发现 某个端口频繁出现故障，可能需 要检查该端口的物理连接或配置
。
交换机的维护和监控
定期维护
定期对交换机进行检查和维护，以确保其正常运行。例如，清理灰尘、检查散热风扇等。
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1. 以太网最初基于同轴电缆．1972年发明，1979年Xeroxinter和DEC提出DIX版.
2. 1983年，IEEE802.3标准提出.
3. CSMA/CD 通讯过程，传输—监听—干扰—随机等待—传输。
4. 传统以太网用网桥来分割主机，用路由器连接网段。
91. 组播分发树包括最短路径树SPT和汇接点树RPT。切换由最后一跳DR发起，常用流量统计来决定是否切换。
92. ACL主要用途：包过滤、报文监控、景像、流量限制CAR、流量统计、分配对列优先级。
93. 二层流分类根据帧的数据类型、源／目的mac、封装格式、vlan id、出／入端口。
78. IGMP当有多个组播路由器时选择查询器，ip最小的为查询器。
79. IGMP报告抑制，主机受到查询消息并不立即发送响应报告，随机等待一段时间发送，若在等待当中该组有一个成员发送响应报告了，则就不再发送响应报告。
80. IGMP消息有三种，0x11 组播组查询、0x16 版本二组播组查询报告 0x17 表示离开组播组、0x12 表示版本1组播组报告
46. BPDU包括：根桥ID、最小路径开销、指定网桥ID、指定端口ID。
47. 网桥ID用网桥优先级和mac地址组合来表示。
48. BPDU采用固定mac地址01-80-c2-00-00-00来作为目的地址。SAP值0x42。
49. 根桥为网桥ID最小的那个。
50. BPDU优先级比较原则：4者依次，最小的为优。
85. 协议无关多播PIM UDP端口号103 组播地址224.0.0.13
86. PIM-DM 密集模式，默认所有接口上都有接收者。扩散－减枝－嫁接。
87. 断言机制（assert）当路由器受到其他路由器发来的重复组播数据时，向其发出断言消息，含有本路由器优先级、到源的路径开销、IP地址等信息，到对端比较：优先级低、路由开销小、ip地址大的获胜。本端获胜，对方减枝。
69. 域内组播稀疏性 CBT、PIM-SM。
70. 二层组播协议，IGMP snooping、HGMP、HMVR、RGMP、GMRP等。常用的为IGMP snooping。
71. 组播地址224.0.0.0 到239.255.255.255。保留组播224.0.0.0 到 224.0.0.255。本地管理组地址239.0.0.0到239.255.255.255. 用户组播地址224.0.1到238.255.255.255.
9. 80／20规则，80％在本地，20％其他网段。20／80规则，相反。
10. 交换机单个百兆口64字节包转发1488810pps，路由器整机64字节包转发小与100100pps。
11. 三层交换技术的实现硬件的路由转发，转发路由表也是由软件通过路由协议建立的。
12. 三层交换与路由均为根据逻辑地址确定路径、运行三层校验和、使用TTL、对信息处理和相应，分析报文、用MIB更新SNMP管理。
72. 组播mac前三位01-00-5e，后面三位为ip地址后三位10进制转成16进制。
73. 224.0.0.1全体用户，224.0.0.2全体路由器，224.0.0.13全体pim路由器。
74. 组播转发采用RPF（逆向路径转发），查找组播报是否是从连接相应源地址的接口上转发而来的。而对源地址的检查是通过查询单模路由表来实现的。
40. GVRP 分3类：normal 可动态创建、注册和注销vlan。Fixed 允许手工创建和注册vlan，防止vlan的注销和其他接口注册此接口所知vlan。 Forbidden 注销除了vlan1以外的所有vlan，禁止在接口上创建和注册其他vlan。
41. PVLAN配置，isolate-user-vlan enable ，建立映射关系后要对接口进行操作必须先解除原来的映射关系。
33. 虚拟桥接局域网（VLAN）标准－802.1Q。
34. 802.1Q定义了vlan的架构（MAC帧格式）、所提供的服务、实施中涉及的协议和算法。
35. dot1q标签头包含了2字节标签协议标识（TPID）和两字节标签控制信息（TCL）。TPID固定值0x8100。TCL包括priority、CFI和VLAN ID。
29. 流控命令 flow－control
30. 配置端口聚合（干路）link－aggregation port_num1 to port。E0/1、e0/9、e0/17、G1/1
32. vlan划分：基于端口、基于mac、基于协议、基于子网
22. 自协商优先级：100BASE-TX全双工、100BASE-T4、100BASE-TX、10BASE-T全双工、10BASE-T
23. 千兆以太网自协商已经实现，但光纤上的以太网自协商不能成功。
24. 交换机属于MDIX设备，PC为MDI设备。物理芯片实现。
25. 半双工采用后推压力（backpressure）技术实现，流量控制。
13. 三层交换优点：基于硬件包转发、低时延、低花费。
14. 四层交换基于数据流，实现一次路由，多次交换。考虑端口号和协议字段。
15. 局域网设计原则，考察物理链路、分析数据流特征、采用层次化模型、考虑冗余
16. 局域网管理系统功能：配置功能、监控功能、故障隔离。
17. 必须保证的网络性能，带宽和时延。其取决的一个重要因素，线缆的类型和布局。
55. mac地址表老化时间值大于生成树重新计算所需时间，一盘情况使用较长值15min，生成树重新计算后使用较短的缓冲区超时值。
56. 快速生成树改进：1. 若旧的根端口已经阻塞，新的根端口连接网段的指定端口正好处于转发态，那新的根端口可无延时进入转发。2. 等待进入转发的指定非边缘接口向下游发送一个握手报文，下游若回应赞同，则此接口无延时进入转发。握手必须在点对点链路中，会向下传递握手直到网络边缘。 3. 边缘接口无时延进入转发。
81. IGMP消息封装在IP报文内，协议号为2
82. IGMP v2与v1兼容，自动变为v1。
83. 解决2层交换机实现组播功能的办法，IGMP监听，针对ipv4，作好用IGMP snooping来避免不必要的组播泛滥。
84. 启动组播 multicast routing-enable
61. STP 可debug error、packet、event。
62. 组播向一组主机发送消息，存在于某个组的所有主机都可接受到消息。组播源只发送一份数据报，杂需要复制的地方会被复制分发，每个网段内都保持有一分数据流。
63. 组播应用，多媒体会议、数据分发、实时数据组播、游戏与仿真。
18. 为用户增加带宽，增加总体带宽&减少在一个共享介质上的用户数量。
19. 快速以太网（100M）标准为802.3u。
20. 自协商使用物理芯片来完成，不需要专用的数据报文。发送16bi的报文，整个保文按16ms间隔重复。
21. 速率不通过自协商一样可完成，但工作方式会产生问题。一段强制10m全双工，另一端会自协商为10m半双工。
26. 全双工流控遵行802.3x标准，采用64字节“PAUSE” MAC帧。该帧采用组播地址01-80-c2-00-00-01。
27. PAUSE应用于终端和交换机之间，不能解决稳定状态的拥塞，端到端的流量控制和比简单停－起更复杂的操作。
28. 端口聚合只适用于802.3协议族的MAC机制。
5. 交换式以太网，平时主机都不连通，当需要通信时，通过交换设备连接对端主机，完成后断开。交换设备包括，交换式集线器和交换机。
6. 交换式以太网物理逻辑均为星型。分割冲突域，将网络冲突限制到最小范围。
7. RMON共九组，常用的端口统计、历史、告警、事件4组。
8. 数据流量区分，按组织行政构成、按主机类型、按物理分布、根据应用类型。
94. 三／四层流分类根结协议类型、源／目的ip、源／目的端口号、dscp。
95. 配置时间段 time-range
96. ACL 1－99基本 100－199 高级 1000－1999 接口 200－299 基于二层的
75. 二层交换机组播功能实现：目的地址为组播mac，端口包含所有接受组播数据的主机端口。
76. IGMP V1 RFC1112、IGMP V2 RFC2236。
77. IGMP当中，路由器定时发送普通查询消息，根据组成员发送的关系报告来确定特定组是否由主机存在。当主机想加入组，主动发送组成员关系报告。当主机要离开组时，如果他是组内的最后一个成员则发送离开组消息，若不是则安静的离开。在一定时间内路由器没收到该组的报告，则删除组。
42. trunk只允许缺省vlan不打标签，hybird允许多个vlan 不打标签通过。
43. 以太网帧长固定，三层交换机采用与路由器最长地址掩码匹配不同的方法－精确地址匹配处理报文。
44. 基于流的交换，第一个报文经过三层处理，其他的进行2次转发。包交换，每个包都要进行三层检查。
45. 802.1D生成树协议，在网桥间传递一种特殊的配置信息BPDU。功能：选择根桥、计算最短路径、选出指定网桥、选择个端口、选择包含在生成树上的端口。
54. stp 端口的几种状态：disabled 不收发任何报文。Blocking 不接收和发送数据，接受但 不发送bpdu，不进行地址学习。Listening不接收和发送数据，接受并发送bpdu，不进行地址学习。Learning 不接收或转发数据，接受并发送bpdu，开始地址学习。 Forwarding 接受并转发数据，接受并发送bpdu，学习地址。
36. 所有具有dot1q的标签头的帧为tagged 帧。
37. GARP通用属性注册协议，其应用为GVRP和GMRP
38. GARP消息有5种，join in、leave、empty、join empty、leave all。