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二层交换

交换基础

所谓的二层交换机指的是针对数据的二层头部（以太网帧头）中的MAC地址进行寻址并转发数据的交换设备。二层交换机不具备路由功能，它工作在OSI七层模型的第二层，因此被称为二层交换机。

上图中，PC1、PC2、PC3、PC4连接在同一台交换机上，连接在同一台交换机上的PC属于同一VLAN，也处于同一个广播域。
广播域：指的是一个数据多能泛洪的范围，例如PC1发送一个广播报文，交换机收到这个报文后，会为除了接受该报文的接口之外的其他所有接口都发送出去，接在同一交换机上的所有PC都会收到这个广播报文。
例如：PC1发送一个数据给PC4时，会发生怎样的情况？

• PC1报文头部里源IP为自己的IP地址，目的IP为PC4的IP地址。源MAC为自己的MAC地址，目标MAC为PC4的MAC。
• 这个数据帧被送到交换机上，交换机在做二层交换时依据的是MAC地址表。MAC地址表中包含的表项指示出MAC地址与交换机某个接口的对应关系。在初始情况下，交换机的MAC地址表是空的。当交换机收到PC1发送出来的数据帧时，它首先在MAC地址表中查询该数据帧的目的MAC地址，由于在MAC地址表中并没有该目的MAC的条目，因此交换机会对这个数据帧进行泛洪。
• 接下里，交换机将该数据帧中的源MAC地址学习到MAC地址表中，与接口GE0/0/1关联。
• 由于交换机的泛洪行为，导致连接在该交换机上的其他PC都能收到这个数据帧，除了PC4之外的其他PC在收到这个数据帧之后，将bit流还原成帧并查看帧头部的目的MAC，发现该MAC与本机的MAC并不一致，于是丢弃。而PC4在查看目的MAC与自己的MAC想通之后，会进行CRC校验（校验数据的完整性）。校验成功之后解封装，将内层的IP数据给IP协议栈处理。进一步查看IP头部，发现IP头部中的目的IP为自己的IP，于是将IP头部解封装，将内层的数据交给上层协议处理。PC1-PC4数据传输完成。
• 现在PC4要回送数据到PC1，交换机收到数据后，首先在自己的MAC地址表中查看目的MAC地址（PC1的MAC地址），发现有一个匹配的表项，而且该表项显示这个MAC地址连接在GE0/0/1接口上，于是交换机将这个数据帧从此接口发送出去。同时交换机还会将数据帧的源MAC地址（PC4的MAC地址）记录在自己的MAC地址表中，并与接口GE0’/4/4进行关联。
• PC1收到数据帧。
  display mac-address 命令可以进行MAC地址表的查询。

VLAN及Trunk

VLAN（Virtual Lan）

通过VLAN技术，可以在交换机上根据接口等信息进行vlan的划分，从而实现设备的隔离。
如图：

在上图中，用户在交换机上创建了两个VALN，然后将对应的接口添加到指定的VLAN中。可以看出PC1、PC2属于同一LAN、同一广播域内。这些PC只要配置同一个网段的IP地址就可以直接进行互访。而PC3、PC4属于VALN20，为另外一个广播域。不同的VLAN之间，用户是被隔离的（除非借助路由设备，这样的通信称为三层通信）

• 一个vlan中所有设备都在同一广播域，不同的vlan为不同的广播域。
• 一个vlan一般使用一个IP子网。
• vlan中成员多基于交换机的接口分配，此时划分vlan就是将交换机的接口划分到特定的vlan中。

Access接口类型

在交换机上，二层接口类型有：Access、Trunk和hybrid三种。

• Access类型的接口只能加入一个vlan，该vlan又被称为Access接口的缺省vlan。
• Access接口只能发送不带标记的数据帧（untagged帧），通常也只接收untagged帧以及打了缺省vlan的标记帧。
• Access这种类型的接口一般用于连接PC、服务器等终端设备。
  acces接口接收帧：
  （1）如果该帧是untagged帧，则接收帧并打上接口的PVID（也就是该Access接口的default vlan或缺省vlan）。
  （2）如果该帧是tagged帧，则当其vlan-id与接口PVID相同时，接收该帧，否则丢弃。
  access接口发送帧：
  在发送帧时，剥离其tag，发出的帧是原始以太网帧，也就是untagged帧。

Trunk接口类型

Trunk接口一般用于交换机之间连接的接口。trunk口可以加入多个vlan，可以接收和发送多个vlan的tagged帧。
trunk接口接收帧：
（1）如果收到的帧是untagged帧，则为数据帧打上接口的PVID。如果PVID在接口允许通行（allow-pass）的vlan列表里，则接收该帧，若PVID不在允许通行的vlan列表里，则丢弃。
（2）如果收到的帧是tagged帧，且其vlan-id在接口允许通行的vlan列表里，则接收该帧，否则丢弃。
trunk接口发送帧：
（1）如果该帧与接口PVID相同，且该vlan在允许通行的vlan列表里，则去掉tag，发送数据帧。
（2）如果该帧与接口PVID不同，且该vlan在允许通行的vlan列表里，则保持原有tag发送该帧。如果数据帧的vlan-id不在允许通行的vlan列表里，则禁止从该接口发出。

Hybrid接口类型

hybrid接口接收帧：
（1）如果收到的帧是untagged帧，则为数据帧打上接口的PVID。如果PVID在接口允许通行（allow-pass）的vlan列表里，则接收该帧，若PVID不在允许通行的vlan列表里，则丢弃。
（2）如果收到的帧是tagged帧，且其vlan-id在接口允许通行的vlan列表里，则接收该帧，否则丢弃。
hybrid发送帧：
如果收到的帧是tagged帧，且其vlan-id在接口允许通行的vlan列表里，则接收该帧，否则丢弃。

VLAN相关配置

创建vlan10并进入vlan10视图：
[Quidway] vlan 10
[Quidway-vlan 10]
将指定的接口配置为access类型，并加入特定vlan：
[Quidway] interface gigabitEthernet0/0/1
[Quidway-gigabitEthernet0/0/1] port link-type access
[Quidway-gigabitEthernet0/0/1] port default vlan 10
将特定接口配置为trunk类型，然后配置trunk接口允许通行的vlan：
[Quidway] interface gigabitEthernet0/0/24
[Quidway-gigabitEthernet0/0/24] port link-type trunk
[Quidway-gigabitEthernet0/0/24] port trunk allow-pass vlan 10 20 #将vlan10、20添加到该接口允许通行的vlan列表