一、基本以太网

1、以太网标准：

以太网是Ethernet的意思，过去使用的是十兆标准，现在是百兆到桌面，千兆做干线。

常见的标准有：

10BASE-2细缆以太网

10BASE-5粗缆以太网

10BASE-T星型以太网

100BASE-T快速以太网

1000BASE-T千兆以太网

2、接线标准

星型以太网采用双绞线连接，双绞线是8芯，分四组，两芯一组绞在一起，故称双绞线。

8芯双绞线只用其中4芯：1、2、3、6。

常见接线方式有两种：

将T568B的1和3对调，2和6对调，就得到T568A。

3、接线方法

两边采用相同的接线方式叫做平接，两边采用不同的接线方式叫扭接。

不同的设备之间连接，使用平接线；相同的设备连接使用扭接线。

电脑、路由器与集线器、交换机连接时使用平接线。

这是因为网线中的4条线，一对是输入，一对是输出，输入应该与输出对应。

如果将1和3连接，2和4连接，相当于自己的输出送给自己的输入。

这样可以使网卡进入工作状态，阻止空接口关闭，而影响有些程序的运行。

二、交换机原理

1、冲突域和广播域

交换机是根据网桥的原理发展起来的，学习交换机先认识两个概念：


(1)冲突域

冲突域是数据必然发送到的区域。

HUB是无智能的信号驱动器，有入必出，整个由HUB组成的网络是一个冲突域。

交换机的一个接口下的网络是一个冲突域，所以交换机可以隔离冲突域。

(2)广播域

广播数据时可以发送到的区域是一个广播域。

交换机和集线器对广播帧是透明的，所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域。

路由器的一个接口下的网络是一个广播域。所以路由器可以隔离广播域。

2、交换机原理

(1)端口地址表

端口地址表记录了端口下包含主机的MAC地址。端口地址表是交换机上电后自动建立的，

保存在RAM中，并且自动维护。

交换机隔离广播域的原理是根据其端口地址表和转发决策决定的。

(2)转发决策

交换机的转发决策有三种操作：丢弃、转发和扩散。

丢弃：当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃。

转发：当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发。

扩散：当某端口下的主机访问未知端口下的主机时要扩散。

每个操作都要记录下发包端的MAC地址，以备其它主机的访问。

(3)成存期

生成期是端口地址列表中表项的寿命。每个表项在建立后开始进行倒记时，每次发送

数据都要刷新记时。对于长期不发送数据主机，其MAC地址的表项在生成其结束时删除。

所以端口地地表记录的总是最活动的主机的MAC地址。

3、交换网络中的环

以太网是总线或星型结构，不能构成环路，否则会产两个严重后果：

(1)产生广播风暴，造成网络堵塞。

(2)克隆帧会在各个口出现，造成地址学习(记录帧源地址)混乱。

解决环路问题方案:

(1)网络在设计时，人为的避免产生环路。

(2)使用生成树STP(SpanningTreeProtocol)功能，将有环的网络剪成无环网络。

STP被IEEE802规范为802.1d标准。

生成树协议术语

(1)网桥协议数据单元：BPDU(BridgeProtocolDataUnit)

BPDU是生成树协议交换机间通讯的数据单元，用于确定角色。

(2)网桥号：BridgeID

交换机的标识号，它由优先级和MAC地址组成，优先级16位，MAC地址48位。

(3)根网桥：Rootbridge

根网桥定义为网桥号最小的交换机，根网桥所有的端口都不会阻塞。

(4)根端口：Rootport

非根网桥到根网桥累计路径花费最小的端口，负责本网桥与根网桥通讯的接口。

(5)指定网桥：Designatedbridge

网络中到根网桥累计路径花费最小交换机，负责收发本网段数据。

(6)指定端口：Designatedport

网络中到根网桥累计路径花费最小的交换机端口，根网桥每个端口都是指定端口。

(7)非指定端口：NonDesignatedport

余下的端口是非指定端口，它们不参与数据的转发，也就是被阻塞的端口。

(根端口是从非根网桥选出，指定端口是网段中选出)。

生成树协议的状态：

生成树协议工作时，所有端口都要经过一个端口状态的建立过程。

生成树协议通过BPDU广播，确定各交换机及其端口的工作状态和角色，

交换机上的端口状态分别为：关闭、阻塞、侦听、学习和转发状态。

(1)关闭状态：Disabled不收发任何报文，当接口空连接或人为关闭时处于关闭状态。

(2)阻塞状态：Blocking在机器刚启动时，端口是阻塞状态(20秒)，但接收BPDU信息。

(3)侦听状态：listening不接收用户数据(15秒)，收发BPDU，确定网桥及接口角色。

(4)学习状态：learning不接收用户数据(15秒)，收发BPDU，进行地址学习。

(5)转发状态：Forwarding开始收发用户数据，继续收发BPDU和地址学习,维护STP。

4、关于VLAN

VLAN(VirtualLan)是虚拟逻辑网络，交换机通过VLAN设置，可以划分为多个逻辑网络，

从而隔离广播域。具有三层模块的交换机可以实现VLAN间的路由。

(1)端口模式

交换机端口有两种模式，access和trunk。access口用于与计算机相连，而交换机之间

的连接，应该是trunk。

交换机端口默认VLAN是VLAN1，工作在access模式。

Access口收发数据时，不含VLAN标识。具有相同VLAN号的端口在同一个广播域中。

Trunk口收发数据时，包含VLAN标识。Trunk又称为干线，可以设置允许多个VLAN通过。

(2)VLAN中继协议：

VLAN中继协议有两种：

ISL(Inter-SwitchLink)：ISL是Cisco专用的VLAN中继协议。

802.1q(dot1q)：802.1q是标准化的，应用较为普遍。

(3)VTP

VTP(VlanTrunkingProtocol)是VLAN传输协议，在含有多个交换机的网络中，可以

将中心交换机的VLAN信息发送到下级的交换机中。

中心交换机设置为VTPServer，下级交换机设置为VTPClient。

VTPClient要能学习到VTPServer的VLAN信息，要求在同一个VTP域，并要口令相同。

(4)VLAN共享

如果要求某个VLAN与其他VLAN访问，可以设置VLAN共享或主附VLAN。

共享模式的VLAN端口，可以成为多个VLAN的成员或同时属于多个VLAN。

在主附VLAN结构中，子VLAN与主VLAN可以相互访问，子VLAN间的端口不能互相访问。

一般的VLAN间使用不同网络地址；主附VLAN中主VLAN和子VLAN使用同一个网络地址。