交换机知识点白皮书

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1、 科 技 构 建 平 安 交换机的交换机的 116 116 个知识点个知识点 1. 以太网最初基于同轴电缆1972 年发明，1979 年 Xeroxinter 和 DEC 提出 DIX 版. 2. 1983 年，IEEE802.3 标准提出. 3. CSMA/CD 通讯过程，传输监听干扰随机等待传输。 4. 传统以太网用网桥来分割主机，用路由器连接网段。 5. 交换式以太网，平时主机都不连通，当需要通信时，通过交换设备连接对端主机，完成 后断开。交换设备包括，交换式集线器和交换机。 6. 交换式以太网物理逻辑均为星型。分割冲突域，将网络冲突限制到最小范围。 7. RMON 共九组，常用的端口统

2、计、历史、告警、事件 4 组。 8. 数据流量区分，按组织行政构成、按主机类型、按物理分布、根据应用类型。 9. 8020 规则，80在本地，20其他网段。2080 规则，相反。 10. 交换机单个百兆口 64 字节包转发 1488810 ，路由器整机 64 字节包转发小与 100100 。 11. 三层交换技术的实现硬件的路由转发，转发路由表也是由软件通过路由协议建立的。 12. 三层交换与路由均为根据逻辑地址确定路径、运行三层校验和、使用 TTL、对信息处理 和相应，分析报文、用 MIB 更新 MP 管理。 13. 三层交换优点：基于硬件包转发、低时延、低花费。 14. 四层交换基于数据流

3、，实现一次路由，多次交换。考虑端口号和协议字段。 15. 局域网设计原则，考察物理链路、分析数据流特征、采用层次化模型、考虑冗余 16. 局域网管理系统功能：配置功能、监控功能、故障隔离。 17. 必须保证的网络性能，带宽和时延。其取决的一个重要因素，线缆的类型和布局。 18. 为用户增加带宽，增加总体带宽&am 减少在一个共享介质上的用户数量。 19. 快速以太网（100M）标准为 802.3u。 科 技 构 建 平 安 20. 自协商使用物理芯片来完成，不需要专用的数据报文。发送 16bi 的报文，整个保文按 16ms 间隔重复。 21. 速率不通过自协商一样可完成，但工作方式会产生问题。

4、一段强制 10m 全双工，另一 端会自协商为 10m 半双工。 22. 自协商优先级：100BASE-TX 全双工、100BASE-T4、100BASE-TX、10BASE-T 全双工、 10BASE-T 23. 千兆以太网自协商已经实现，但光纤上的以太网自协商不能成功。 24. 交换机属于 MDIX 设备，PC 为 MDI 设备。物理芯片实现。 25. 半双工采用后推压力（backpre ure）技术实现，流量控制。 26. 全双工流控遵行 802.3x 标准，采用 64 字节“PAUSE” MAC 帧。该帧采用组播地址 01-80-c2-00-00-01。 27. PAUSE 应用于终端和

5、交换机之间，不能解决稳定状态的拥塞，端到端的流量控制和比简 单停起更复杂的操作。 28. 端口聚合只适用于 802.3 协议族的 MAC 机制。 29. 流控命令 flowcontrol 30. 配置端口聚合（干路）linkaggregation port_num1 to port_num2 31. 3526 可实现 3 个以太网分组和一个光分组，每组 8 个。E0/1、e0/9、e0/17、G1/1 32. vlan 划分：基于端口、基于 mac、基于协议、基于子网 33. 虚拟桥接局域网（VLAN）标准802.1Q。 34. 802.1Q 定义了 vlan 的架构（MAC 帧格式） 、所提

6、供的服务、实施中涉及的协议和算法 35. dot1q 标签头包含了 2 字节标签协议标识（TPID）和两字节标签控制信息（TCL） 。TPID 固定值 0x8100。TCL 包括 priority、CFI 和 VLAN ID。 36. 所有具有 dot1q 的标签头的帧为 tagged 帧。 37. GARP 通用属性注册协议，其应用为 GVRP 和 GMRP 38. GARP 消息有 5 种，join in、leave、empty、join empty、leave all。 39. GVRP 是动态 VLAN 注册协议，开启为 gvrp。 40. GVRP 分 3 类：normal 可动态创

7、建、注册和注销 vlan。Fixed 允许手工创建和注册 vlan，防止 vlan 的注销和其他接口注册此接口所知 vlan。 Forbidden 注销除了 vlan1 科 技 构 建 平 安 以外的所有 vlan，禁止在接口上创建和注册其他 vlan。 41. PVLAN 配置，isolate-user-vlan enable ，建立映射关系后要对接口进行操作必须先 解除原来的映射关系。 42. trunk 只允许缺省 vlan 不打标签，hybird 允许多个 vlan 不打标签通过。 43. 以太网帧长固定，三层交换机采用与路由器最长地址掩码匹配不同的方法精确地址匹 配处理报文。 44.

8、 基于流的交换，第一个报文经过三层处理，其他的进行 2 次转发。包交换，每个包都 要进行三层检查。 45. 802.1D 生成树协议，在网桥间传递一种特殊的配置信息 DU。功能：选择根桥、计算最 短路径、选出指定网桥、选择个端口、选择包含在生成树上的端口。 46. DU 包括：根桥 ID、最小路径开销、指定网桥 ID、指定端口 ID。 47. 网桥 ID 用网桥优先级和 mac 地址组合来表示。 48. DU 采用固定 mac 地址 01-80-c2-00-00-00 来作为目的地址。SAP 值 0x42。 49. 根桥为网桥 ID 最小的那个。 50. DU 优先级比较原则：4 者依次，最小

9、的为优。 51. 拓扑改变消息包括拓扑改变通知消息、拓扑改变应答消息、拓扑改变消息。 52. STP 定时发送的周期为 hello time，配置消息生存周期为 me age age，最大生存周期 为 max age。 53. 避免临时回路的方法：设置中间状态，阻塞态经过一个 forward delay 进入中间状态， 中间状态经过一个 forward delay 进入转发态。 54. stp 端口的几种状态：disabled 不收发任何报文。Blocking 不接收和发送数据，接受 但不发送 du，不进行地址学习。Listening 不接收和发送数据，接受并发送 du，不进行地 址学习。Le

10、arning 不接收或转发数据，接受并发送 du，开始地址学习。 Forwarding 接 受并转发数据，接受并发送 du，学习地址。 55. mac 地址表老化时间值大于生成树重新计算所需时间，一盘情况使用较长值 15min，生 成树重新计算后使用较短的缓冲区超时值。 56. 快速生成树改进：1. 若旧的根端口已经阻塞，新的根端口连接网段的指定端口正好处 于转发态，那新的根端口可无延时进入转发。2. 等待进入转发的指定非边缘接口向下游发 送一个握手报文，下游若回应赞同，则此接口无延时进入转发。握手必须在点对点链路中， 会向下传递握手直到网络边缘。 3. 边缘接口无时延进入转发。 57. 点对

11、点链路，1.为聚合链路。2. 端口自协商在全双工模式。3. 端口被配置为全双工。 科 技 构 建 平 安 58. STP 与 RSTP 区别：协议版本不同、端口状态转换方式不同、配置消息报文格式不同、 拓扑改变消息传播方式不同。 59. RSTP 也是单生成树实例，网络直径最好不要超过 7。 60. STP 可配参数，网桥优先级 32768 步长 4096、端口优先级 128 步长 16、路径开销 2w、hellotime 2smax age 20sforward delay 15s、交换网络直径 7。 61. STP 可 debug error、packet、event。 62. 组播向一组

12、主机发送消息，存在于某个组的所有主机都可接受到消息。组播源只发送一 份数据报，杂需要复制的地方会被复制分发，每个网段内都保持有一分数据流。 63. 组播应用，多媒体会议、数据分发、实时数据组播、游戏与仿真。 64. 组播优势在与提高效率、优化性能和分布式应用。 65. 组播基于 udp、尽最大努力传送、无阻塞控制、数据报重复和无序缴付。 66. 组成员关系协议为主机与路由器间包括 IGMP。 67. 组播路由协议为路由器与路由器之间包括域内组播路由协议和域间组播路由协议。 68. 域内组播密集型 DVMRP 、PIM-DM 、MOSPF。 69. 域内组播稀疏性 CBT、PIM-SM。 70.

13、 二层组播协议，IGMP snooping、 HGMP、HMVR、 RGMP、GMRP 等。 常用的为 IGMP snooping。 71. 组播地址 224.0.0.0 到 239.255.255.255。保留组播 224.0.0.0 到 224.0.0.255。 本地管理组地址 239.0.0.0 到 239.255.255.255. 用户组播地址 224.0.1 到 238.255.255.255. 72. 组播 mac 前三位 01-00-5e，后面三位为 ip 地址后三位 10 进制转成 16 进制。 73. 224.0.0.1 全体用户，224.0.0.2 全体路由器，224.0.

14、0.13 全体 pim 路由器。 74. 组播转发采用 RPF（逆向路径转发） ，查找组播报是否是从连接相应源地址的接口上转 发而来的。而对源地址的检查是通过查询单模路由表来实现的。 75. 二层交换机组播功能实现：目的地址为组播 mac，端口包含所有接受组播数据的主机 端口。 76. IGMP V1 RFC1112、IGMP V2 RFC2236。 77. IGMP 当中，路由器定时发送普通查询消息，根据组成员发送的关系报告来确定特定组 是否由主机存在。当主机想加入组，主动发送组成员关系报告。当主机要离开组时，如果他科 技 构 建 平 安 是组内的最后一个成员则发送离开组消息，若不是则安静的

15、离开。在一定时间内路由器没收 到该组的报告，则删除组。 78. IGMP 当有多个组播路由器时选择查询器，ip 最小的为查询器。 79. IGMP 报告抑制，主机受到查询消息并不立即发送响应报告，随机等待一段时间发送， 若在等待当中该组有一个成员发送响应报告了，则就不再发送响应报告。 80. IGMP 消息有三种，0x11 组播组查询、0x16 版本二组播组查询报告 0x17 表示离开组 播组、0x12 表示版本 1 组播组报告 81. IGMP 消息封装在 IP 报文内，协议号为 2 82. IGMP v2 与 v1 兼容，自动变为 v1。 83. 解决 2 层交换机实现组播功能的办法，IG

16、MP 监听，针对 ipv4，作好用 IGMP snooping 来避免不必要的组播泛滥。 84. 启动组播 multicast routing-enable 85. 协议无关多播 PIM UDP 端口号 103 组播地址 224.0.0.13 86. PIM-DM 密集模式，默认所有接口上都有接收者。扩散减枝嫁接。 87. 断言机制（assert）当路由器受到其他路由器发来的重复组播数据时，向其发出断言消 息，含有本路由器优先级、到源的路径开销、IP 地址等信息，到对端比较：优先级低、路 由开销小、ip 地址大的获胜。本端获胜，对方减枝。 88. 周期性发送 hello 报文到所有 PIM 路由器， 通过 hello 报文比较， 优先级低的为 DR， 优先级相同 IP 地址大的获胜。 89. 启动 PIM-DM，在每个 vlan 接口上起 pim dm。 90. P