互联网计算系列整理主要内容来自软院 2020 级学长 EagleBear2002 的博客，为博主本人阅读后提炼整理的内容。
内容不算全面，仅推荐大家复习时参考。

# 交换机

交换机是基于硬件的。

# 基本功能

根据 MAC 地址建立和维护交换表（类似于网桥表）
将帧切换出接口到目标

# 对称交换

对称交换（Symmetric Switching）可在具有相同带宽（10/10 Mbps 或 100/100 Mbps）的端口之间提供交换连接。

# 非对称交换

** 非对称交换（Asymmetric Switching）** 通过将带有服务器的网段连接到更高带宽的端口（100 Mbps），减少了服务器上潜在瓶颈的可能性。

非对称交换需要在交换器中进行内存缓冲。

内存缓冲：交换机中存储目标和传输数据的内存区域，直到可以将其切换出正确的端口为止。

# 交换方式

# 储存转发

储存转发（Store-and-Forward）：网桥、路由器等通过软件转发的设备使用。

交换机接收整个帧，最后校验其 CRC，然后再将其发送到目的地。

# 直通

直通（Cut-through）

上述存储转发会增加延迟，通过使用直通切换方法可以减少延迟。分为下面两种

快速转发切换（Fast forward switching）：仅在立即转发帧之前检查目标 MAC，即只要看到帧的目的地址就转发，而不看帧的后面的部分

碎片释放（Fragment Free）：在转发帧之前读取前 64 个字节以减少错误：避免碰撞和帧碎片

# 不同层的交换机

一般用第二层。略

# 生成树协议

生成树协议（STP, The Spanning-Tree Protocol）

往往是第二层交换机的冗余导致的桥回路。

# 生成树协议综述

生成树协议的元素：

主要功能：在交换机 / 桥接网络中允许冗余路径，而不会因环路的影响而引起延迟。
STP 通过计算稳定的生成树网络拓扑来防止环路
生成树帧（称为桥协议数据单元，bridge protocol data unit，BPDU）用于确定生成树拓扑

在正常情况下禁用一些端口来防止出现冗余。

# 桥协议数据单元

BPDU 是交换机之间的流量；它们不承载最终用户（end-user）流量。
STP 建立一个称为根网桥的根节点，生成的树源自根桥。

# 网桥标识 BID

网桥 ID（BID）：8 个字节（2 + 6）

高阶子字段（2 个字节）：网桥优先级，值域：0-65535（默认值：32,768），通常以十进制格式表示
低阶子字段（6 个字节）：分配给交换机的 MAC 地址，以十六进制格式表示

# 路径代价

记住 g 口相连代价为 4，f 口相连代价为 19

# 初始 STP 收敛

# 根交换机决定

具有最低 BID 的交换机成为根交换机

# 选择根端口

每个非根交换机都需要选择一个根端口。

离根交换机的 cost 最低
若 cost 相同，则选择对端端口 ID（PID）最小的。（PID：优先级 + 端口号）

# 选择指定端口

每个网段都需要有一个指定端口。

根交换机的所有端口都是指定端口
根端口的对端肯定是指定端口
端口到根交换机的 cost 最低
若 cost 相同，则选择本端交换机 BID 最小的

# VLAN

虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN）

VLAN：

在第 2 层和第 3 层工作
控制网络广播
允许用户由网络管理员分配
提供更严格的网络安全性

# VLAN 的结构

# 骨干网 BackBone

# 路由器的作用

通过路由器，vlan1 向 vlan2 发送信息

trunk 链路要用交叉线来连接

# VLAN 的实现

# 静态 VLAN

写死在交换机端口上

# 动态 VLAN

交换机通过 MAC 地址或者哪一个协议，指定是哪一个 VLAN。

# 访问连接 Access Links

访问连接是仅作为一个 VLAN 成员的交换机上的连接。

此 VLAN 被称为端口的本机 VLAN，连接到端口的任何设备都完全不知道 VLAN 存在。

# 主干链路 Trunk Links

主干链路能够支持多个 VLAN

主干链路通常用于将交换机连接到其他交换机或路由器。

一般 Trunk 就是 BackBone。

# VLAN 配置

Switch# vlan database
Switch(vlan)# vlan [vlanid]
Switch(vlan)# exit

Switch# show vlan [vlanid]

不也可以直接在 config 里配置 vlan 吗。

# 在局域网之间的路由

可以使用子接口，在路由器指定接口上划分多个接口。

如果是 Trunk Link：应该使用交叉线，而不是直通线
如果是 Access Link：直通线

# VLAN 题目备注

同一 VLAN 中的两台主机可以跨越多台交换机
必须是第三层及以上的交换机才能用来构建 VLAN

复习资料