交换机工作原理

冲突域和广播域

冲突域
竞争同一带宽的节点集合。传统的基于共享式集线器(HUB)的局域网中所有站点都处于同一个“冲突域”中。
广播域
接收同样广播消息的节点的集合。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是一个广播域。所以路由器可以隔离广播域

网络拓扑结构和环路

总线型： 结构简单、费用少、故障诊断困难；
星型： 结构简单、存在单点故障；
环形： 结构简单、存在单点故障：
网状： 可靠性高、网络复杂成本高；

网络环路： 会产生网络风暴，造成网络拥塞；解决方法：结构设计时避免环路；生成树协议（STP），树是没有环路的，所有的数据都只是在树所指示的路径上传输

交换机工作原理

MAC地址表：交换机端口与主机的MAC地址的对应关系，可初始化并自动学习。

转发：位于mac地址表中的单帧数据

广播：广播、组播、未知单帧数据。

交换机工作过程

MAC地址表初始化
MAC地址表学习
单帧转发
广播、组播和未知单播帧的转发

交换机可以使用VLAN（虚拟机局域网）来隔离广播

VLAN标签：交换机用VLAN标签来区分不同VLAN的以太网帧
Access端口：仅允许一个VLAN通过，用于连接终端
Trunk端口：允许多个VLAN通过，用于交换机之间连接

三层交换机

同时具备交换机的转发能力和路由器的路由功能，一般应用与核心及主干网络

访问网络设备，Console口本地访问，使用Telnet终端或者SSH终端访问

ARP协议

TCP/IP 分层结构

地址解析——ARP协议

地址解析协议(Address Resolution Protocol),在局域网中，当主机或其它网络设备有数据要发送给另一个主机或设备时，它必须知道对方的网络层地址（即IP地址）。但是仅仅有引P地址是不够的，因为IP数据报文必须封装成帧才能通过物理网络发送，因此发送站还必须有接收站的物理地址，所以需要一个从IP地址到物理地址的映射，APR就是实现这个功能的协议。

原理: 主机以广播的方式，发送包含目标P地址的包到网络上的所有主机，然后接收返回信息，以此来确定目标地址的MAC地址，收到响应信息后，将IP地址和MAC地址的映射缓存一段时间（下次请求可以先查缓存，这样节省时间）

发送过程

先在自己的缓存中查找有没有目的MAC地址和IP地址的映射关系；

如果有，就用IP与MAC地址的对应关系，将MAC地址按照协议写入MAC帧，然后局域网发送MAC帧；

如果没有，就发送广播MAC帧请求，FF-FF-FF-FF-FF-FF,主机B接收到后，向A发送ARP响应分组，响应分组中是包括IP与MAC的对应关系的。主机A会将这个对应关系进行缓存，下次使用。

分组格式

ARP命令

在Linux下使用 man arp 可以查看命令的使用方式，在windows下直接输入 arp 来查看命令使用方式

比如：

1 2	arp -a arp -n

RARP协议

RARP简介

反向地址解析协议。将主机的MAC地址转换为P地址，比如局域网中有一台主机只知道MAC地址而不知道IP地址，那么可以通过RARP协议发出征求自身IP地址的广播请求，然后由RARP服务器负责回答。RARP协议广泛用于获取无盘工作站的IP地址。RARP是一种逝去的地址分配技术，是Bootp和DHCP的鼻祖，目前只有部分无盘工作站等情况需要用到。