Day04-交换机与 VLAN
“保持清澈和愚蠢，保持在家中无人情况下给扫地机器人留一盏灯的善良。”
1.什么是冲突域：
在一个网络范围内，发送数据是产生冲突的区域就是冲突域。
冲突域是以太网的致命故障，导致信号冲突，数据丢失、损坏、传输缓慢等。
2.怎么去解决冲突域：
1）分割冲突域
减少一个网络范围内的主机数量，主机数量减少了，在同时发送数据的情况也就降低了，冲突的几率也就小了。
2）改变设备的接口模式为全双工模式
-单工模式：
传输的信道只有一个，只能接收数据，不能回复数据。
-半双工模式：
传输的信道只有一个，能接收，也能回复，但是不能同时进行
-全双工模式
传输数据的信道有两个，接口可以在同一时刻发送和接收数据。
3.交换机如何分割冲突域？
交换机：交换机的每一个接口，都是一个独立的冲突域，有专门的数据信道用来转发数据；且
交换机的所有接口，默认都是全双工模式。
以太网交换机
1.什么是交换机
把多台电脑连接在一起的设备，局域网内目前最受欢迎的设备，就是交换机，他分割了冲突域，实现全双工。
2.交换机的工作原理是什么。
核心：MAC 地址表，记录了接口和 MAC 的对应关系
| 接口 ID | MAC ID |
|---|---|
| G0/0/0 | XX：E1 |
1)当交换机从某个接口收到一个数据包，则读取包中的源MAC 地址，并生成 MAC 地址表，将源MAC 地址与接收的接口 ID对应。这样交换机就知道 MAC 地址来自哪个端口
2）接下来，提取包中的目标 MAC 地址，并在MAC地址表中查找是否有该 MAC 与接口的对应关系。
3）如果目标 MAC 在表中未知，则向除接收口之外的所有接口广播这个未知的目标 MAC 地址（flooding 泛洪），目标地址收到后会进行回复，交换机收到回复后将对应关系记录到 MAC 地址表中。下次（一段时间内）再收到发往这个目标 mac 地址的包后，就不需要进行广播了。
3.MAC 地址表：
1）在华为设备中，学习到的 MAC 地址表的老化时间是 300S
假如，PC1 和 PC2 这两台主机，在这 300S 之内没有进行任何的操作交互，则 300S 后，这两条对应关系会被删除。
如果在这 300S 之内，两台 PC 机又进行了交互，则这两个对应数据的老化时间会被重新刷新为300S
广播域问题
交换机解决了冲突域的问题（每一个接口都是一个独立的冲突域，且全双工模式），但是没有解决广播域的问题。默认情况下，一台交换机下面的所有的接口都属于在同一个广播域下，广播域过大，会造成一系列问题如:广播消息增多、网络没有层次性、安全性降低等。
广播域：广播消息所能到达的区域，称之为广播域（一个网段下面就是一个完整的广播域）
VLAN 虚拟局域网
VLAN(virtual Local Area Network):虚拟的局域网，逻辑上的广播域。用来在交换机上分割广播域。在交换机上，默认所有的接口都处于在 VLAN1 里。
1）划分VLAN的好处：
1.广播消息减少，降低网络的性能消耗。划分 VLAN 可以分割广播域，实现广播报文的隔离。
2.增强网络的层次性。
3.提高网络的安全性。
2）划分 VLAN 的步骤：
1.创建 VLAN
vlan 10 //创建 VLAN10
vlan batch 10 200 //一次创建多个 vlan，用空格隔开
display vlan //显示当前交换机内创建了哪些 VLAN
display current-configuration. //查看当前交换机的所有配置
2.将接口加入到规划的 VLAN
port link-type access //首先更改交换机的接口模式为 access
port default vlan 10 //将 VLAN10 加入到该接口
3.将VLAN从接口内删除
undo port default vlan. //删除这个接口下面的VLAN
交换机如何去区分不同的 VLAN 数据呢？（802.1q/dot1q）
1)要使交换机能区分不同的 VLAN 数据报文，需要在报文中间添加 VLAN 标识符。
2)802.1q/dot1q规定：在标准以太网帧的源MAC 字段之后、协议类型之前，插入 4 个字节的 VLAN 标签（VLAN Tag），用于标识 VLAN 信息
在 VLAN 交换网络当中，以太网帧分为：
1.有标签的帧（Tagged 帧）：加入了 4 个字节的 VLAN 标识。方便数据在交换机内部传播的时候，标识出自己来自于哪个 vlan
2.无标签的帧（Untagged 帧）:纯净的以太网数据帧
终端设备（电脑、服务器):只能识别纯净的 Untagged 帧
交换机/路由器: 既能收发 Tagged 帧，也能收发 Untagged 帧
VLAN 接口的三种模式
1）Access 模式
在这个模式下的接口，同时只能属于一个 VLAN，且只能允许该 VLAN 通过
交换机与终端设备相连的接口，一般为 access 模式
port link-type access //将接口模式设置为 access
port default vlan 10. //将该接口加入到VLAN10
2）Trunk 模式
在 trunk 模式下的接口，同时可以属于多个 VLAN，且可以同时允许多个 VLAN 通过。
交换机与交换机直接相连的接口，一般设置为 trunk 模式
port link-type trunk. //将接口模式设置为 trunk
port trunk allow-pass vlan all //允许所有VLAN 通过
将已经设置为 trunk 模式且允许所有 vlan 通过的接口，更改为 access 模式
undo port trunk allow-pass vlan all // 取消允许所有 vlan 通过的命令
port trunk allow-pass vlan 1 //将 trunk 接口恢复默认
port link-type accee //恢复默认后，才可以进行模式的更改
3）hybrid 模式（华为的私有接口）
可以类似于 access 端口，也可以类似于 trunk 端口工作
port link-type hybrid. //将接口模式设置为 hybrid
port hybrid pvid vlan 10 //将该接口加入到 VLAN10
port hybrid tagged vlan 10 //允许 vlan10 通过，且携带标签
port hybrid untagged vlan 20 //允许 vlan10 通过，但不携带标签
不同接口模式下，标签的分发机制
Access：
-接收数据帧时，若该帧不带VLAN标签，用接口PVID的数值作为标签，给数据帧打标签
-接收数据帧时，若该帧带VLAN标签，判断VLAN标签和本接口的PVID是否一致，一致则接收数据，不一致则丢弃数据
-发送数据帧时，一律剥离VLAN标签
Trunk：
-接收数据帧时，若该帧不带VLAN标签，用接口PVID的数值作为标签，给数据帧打标签，然后判断是否允许这个vlan标签通过，如果允许，则接收数据，如果不允许则丢弃数据
-接收数据帧时，若该帧带VLAN标签，判断是否允许这个vlan标签通过，如果允许则接收数据，不过不允许则丢弃数据
-trunk 发送数据帧时，一般不剥离vlan标签，通常都是携带vlan标签通过
但是有一个例外，就是当数据帧的vlan标签，和这个trunk接口的pvid相同时，会剥离vlan标签
Hybrid：
接收数据帧的时候：
接收无标记帧的时候，打VLAN标签（打上接口的PVID值作为VLAN标签），然后判断接口是否允许该VLAN标签通过，允许通过则接收该数据帧，不允许通过则丢弃数据帧
接收有标记帧的时候，查看是否允许通过，允许通过就接收数据帧，不允许通过就丢弃数据帧
发送的数据帧的时候：
可以灵活控制是否要剥离VLAN标签