Switch

一、二层Switch使用场景

1.1 二层Switch简介

交换机是计算机网络中用于数据链路层（Layer 2）的核心设备，负责在局域网（LAN）内智能地转发数据帧，实现设备间高效通信。

1）非网管交换机（高性能hub）

2）可网管交换机：交换网络特性，vlan，trunk，access，stp，eth-trunk

二、二层Switch原理

2.1 二层Switch的工作原理

2.1.1 BUM流量

# 交换机对于BUM流量进行泛洪操作，交换机的所有接口在一个广播域（broadcast domain）
BUM：
B：broadcast
U：unknow unicast
M：multicast
# Switch  flood the BUM frame

交换机对于BUM流量进行泛红处理，对于已知单播帧基于Mac地址表转发

2.2 二层Switch的工作流程

# PC3通信流程图
┌──────────────┐
│ 1. 查询路由表 │
└──────┬───────┘
        │
        ├─ 无路由条目 → 终止发送
        │
        └─ 有路由条目 → 
            │
            ▼
┌───────────────────────┐
│2. 封装ICMP Echo-Request│
│   SIP: 172.16.1.1      │
│   DIP: 172.16.1.2      │
│   SMAC: PC1_MAC        │
│   DMAC: ? (待解析)     │
└──────────┬────────────┘
            │
            ▼
┌───────────────────────┐
│3. 查询ARP表            │
│   └─ 无172.16.1.2条目  │
│       │                │
│       ├─ 创建Incomplete│
│       ▼                │
│ ┌─────────────────────┐│
│ │4. 发送ARP Request    ││
│ │   SMAC: PC1_MAC      ││
│ │   DMAC: FF:FF:FF:FF ││
│ │   SenderIP: 1.1      ││
│ │   TargetIP: 1.2      ││
│ └─────────────────────┘│
└────────────────────────┘

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
# SW2的动作
1.g1口收到一个广播帧，学习源mac，把源mac和入接口对应形成MAC地址表
		Pc1m-------g1
		交换机MAC地址表示例：
+-------------------+------------+---------+----------+-------------+
| MAC地址           | 端口       | VLAN ID | 类型      | 老化时间     |
+-------------------+------------+---------+----------+-------------+
| 00:1A:2B:3C:4D:5E | Gig0/1     | 10      | 动态     | 280秒       |
| AA:BB:CC:DD:EE:FF | Gig0/2     | 20      | 静态     | 永久        |
| 12:34:56:78:90:AB | Gig0/3     | 10      | 动态     | 150秒       |
| FF:FF:FF:FF:FF:FF | 所有端口   | -       | 广播    ...

		
2.基于目的mac
    1）#目的mac是广播或者组播，动作：泛洪：除了源接口以外所有激活接口复制一份转发出去
    2）如果是单播查询mac地址表进行转发
        1）如果目的mac在mac地址表中有表象（已知单播mac）点对点转发
        2）如果目的mac在mac地址表中没有表象（未知单播mac）动作：泛洪
			
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PC4处理ARP请求流程图：
┌─────────────────────────┐
│ 1. 接收比特流 → 解析为帧 │
└──────────┬──────────────┘
           │
           ▼
┌─────────────────────────┐
│ 检查目标MAC是否为广播    │
│ (dmac=FF:FF:FF:FF:FF:FF) │
└──────────┬──────────────┘
           ├─ 非广播 → 丢弃
           │
           ▼
┌─────────────────────────┐
│ 解封装ARP请求包          │
│ （Type=0x0806）          │
└──────────┬──────────────┘
           ▼
┌─────────────────────────┐
│ ARP进程处理：            │
│ 检查Target IP=172.16.1.2 │
└──────────┬──────────────┘
           ├─ 不匹配 → 忽略
           │
           ▼
┌─────────────────────────┐
│ 更新本地ARP缓存：        │
│ 172.16.1.1 → PC1_MAC     │
└──────────┬──────────────┘
           ▼
┌─────────────────────────┐
│ 构造ARP Reply:           │
│ ├─ SMAC: PC2_MAC         │
│ ├─ DMAC: PC1_MAC         │
│ ├─ SenderIP: 172.16.1.2  │
│ └─ TargetIP: 172.16.1.1  │
└──────────┬──────────────┘
        
			
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#SW1：纯二层交换机
1.g10口收到一个单播帧（IG=0），学习源mac，把源mac和入接口对应形成MAC地址表
		Pc1m-------g1
		Pc2m-------g10
		
2.转发基于目的mac
    1）如果目的mac是广播或者组播，动作：泛洪：除了源接口以外所有激活接口复制一份转发出去
    2）如果是单播查询mac地址表进行转发
       # 1）如果目的mac在mac地址表中有表象（已知单播mac），点对点转发
         2）如果目的mac在mac地址表中没有表象（未知单播mac），动作：泛洪
 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 PC3
	收到ARP reply，更新ARP表象
	172.16.1.2 --------- pc2m
后续封装数据，直接转发

三、三层Switch

3.1 三层Switch简介

三层交换机 = 二层交换能力 + 三层路由功能

专门为高性能局域网设计的网络设备，可以基于MAC地址或IP地址及进行数据转发

3.2 三层Switch机制

3.2.1 Vlanif虚拟接口

[!NOTE]

​ VLANIF接口是一种三层虚拟接口，可以实现VLAN间的三层互通

在配置的时候，下行链路可以设置Acc，实现路由器接口的效果。但在进入的链路可以是ACC或者Trunk的任何线路，因为虚拟的路由器通过Tag识别（其实交换机内部都是Tag帧）。

3.3 三层Switch典型配置

3.3.1 三层网关

#
interface Vlanif10
ip address 192.168.1.254 255.255.255.0
#
interface Vlanif20
ip address 192.168.2.254 255.255.255.0

3.3.2 二三层切换

[~HUAWEI-GE1/0/0]undo portswitch 
[*HUAWEI-GE1/0/0]ip add 192.168.1.1 24