14、交換機(jī)有幾種端口類型？

    選擇交換機(jī)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際的使用需求，以及具體的端口類型、端口數(shù)量和設(shè)備性能等參數(shù)，決定購買哪款交換機(jī)。

    千兆以太網(wǎng)端口

    大部分交換機(jī)都配置了 RJ-45 的千兆以太網(wǎng)接口，連接千兆接口要使用增強(qiáng)型 5 類雙絞線。通過自適應(yīng)功能，還可以連接百兆接口。

    光纖端口

    箱式交換機(jī)會(huì)配置光纖端口，主要是用于連接上行鏈路。為了連接萬兆以太網(wǎng)的上行鏈路，通常會(huì)搭載 SFP+ 接口。

    框式交換機(jī)中，一般會(huì)配置多個(gè)千兆以太網(wǎng) SFP 或萬兆以太網(wǎng) SFP+ 接口的接口卡。

    PoE 端口

    接入交換機(jī)還會(huì)配 PoE 端口。Poe 端口使用網(wǎng)線連接 IP電話或無線 AP ，并通過網(wǎng)線對設(shè)備進(jìn)行供電。

    為了讓 IP 電話或無線 AP 無需外接電源也能接入網(wǎng)絡(luò)，通過一根網(wǎng)線給設(shè)備供電的技術(shù)就是 PoE 技術(shù)。PoE 技術(shù)有簡化布線、節(jié)省人工成本，管理方便，使用靈活，安全等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。

    PoE 技術(shù)作為 IEEE 802.af 在 2003 年完成了標(biāo)準(zhǔn)化工作，這個(gè)技術(shù)還用于網(wǎng)絡(luò)攝像頭、POS 終端等連接以太網(wǎng)的硬件設(shè)備。

    PoE（ IEEE 802.3af ） PoE+（ IEEE 802.3at ）PoE++（ IEEE 802.3bt ）

PoE 的供電標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE 802.3af ，最大能提供 15.4W 的功率，可以為 IP 電話、無線 AP 等終端設(shè)備供電。PoE+ 是 PoE 的增強(qiáng)版，供電標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE 802.3at ，最大能提供 30W 的功率，可以為視頻電話、 攝像機(jī)等終端設(shè)備供電。PoE++ 是 PoE+ 的增強(qiáng)版，供電標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE 802.3bt ，最大能夠提供 60W 的功率，能夠滿足更多的終端功率需求，可以為基站、室外熱感攝像機(jī)等終端設(shè)備提供更大功率的供電。

    支持 PoE 功能的交換機(jī)，會(huì)說明每個(gè)端口最大支持 ×× W ，設(shè)備最大供電 ×× W 等電能信息，可以算出交換機(jī)最多可接入的 PoE 設(shè)備數(shù)量。

    上行鏈路端口

    接入交換機(jī)和匯聚交換機(jī)要集中下行連接的所有設(shè)備流量，并將流量傳輸?shù)缴闲械木W(wǎng)關(guān)或核心交換機(jī)中，向網(wǎng)關(guān)、核心交換機(jī)傳輸流量的端口叫做上行鏈路端口，反向就叫做下行鏈路端口。在箱式交換機(jī)中一般會(huì)配置 2~4 個(gè)萬兆上行鏈路端口。

    下行鏈路端口

    通常下行鏈路是 RJ-45 的接口，也有使用光纖接口的。一臺交換機(jī)或一塊板塊，能提供 24 或 48 個(gè)接口。

    交換機(jī)堆疊

    通過堆疊線纜可以把多臺交換機(jī)連接起來，成為邏輯上的一臺交換機(jī)。

    15、交換機(jī)有哪些功能？

    交換機(jī)的完整功能說明，可以查看官網(wǎng)的產(chǎn)品文檔，里面進(jìn)行了詳細(xì)的描述。

    MAC 地址數(shù)

    MAC 地址數(shù)是指一臺交換機(jī)最大可以學(xué)習(xí)到的 MAC 地址表數(shù)量。

    生成樹功能

    為了避免二層環(huán)路，我們使用生成樹協(xié)議（ STP ），讓交換機(jī)知道對方的存在，具體做法是在交換機(jī)之間交換 BPDU 數(shù)據(jù)幀。詳情可看《圖解 STP 》和《圖解 RSTP 和 MSTP 》。

    鏈路聚合

    鏈路聚合是將交換機(jī)的多條線路匯聚成一條邏輯線路在網(wǎng)絡(luò)中使用。有多個(gè)稱呼：端口聚合、鏈路捆綁、綁定等。

    如果不使用鏈路聚合功能，直接將交換機(jī)的多個(gè)物理端口連接起來，可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)環(huán)路。如果使用生成樹協(xié)議，又會(huì)避開某些鏈路，導(dǎo)致只有一條物理鏈路可用。如果使用鏈路聚合，把幾條物理鏈路聚合成一條邏輯鏈路，即使某一條物理鏈路斷開，由于邏輯線路還有其它物理鏈路在維持，因此通信也不會(huì)中斷，到達(dá)線路冗余的效果。

    VLAN

    將廣播域分割成一個(gè)個(gè)邏輯網(wǎng)段的功能叫做 VLAN 。

    端口鏡像

    將某個(gè)端口接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)幀復(fù)制到鏡像端口的功能叫做端口鏡像，被復(fù)制的源端口叫做監(jiān)控端口。

    為了分析網(wǎng)絡(luò)故障或檢測網(wǎng)絡(luò)中的流量，交換機(jī)會(huì)將收到的數(shù)據(jù)幀復(fù)制一份并轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)備或流量監(jiān)控設(shè)備中。

    QoS 優(yōu)先級隊(duì)列

    QoS 是 Quality of Service 的縮寫，也叫做服務(wù)質(zhì)量。當(dāng)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，根據(jù)通信種類控制通信優(yōu)先級和帶寬的功能。通常是將聲音、視頻等數(shù)據(jù)定義為高優(yōu)先級，高優(yōu)先數(shù)據(jù)優(yōu)先處理，保障這類數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和低延遲。除了交換機(jī)在二層進(jìn)行的 QoS 控制外，還有路由器和三層交換機(jī)的三層（ IP ）的 QoS 控制，以及 TCP 進(jìn)行的四層的 QoS 控制。

    IEEE 802.1p 標(biāo)準(zhǔn)完成了對二層的 QoS 優(yōu)先級控制的標(biāo)準(zhǔn)化工作。通過 3bit 長度的優(yōu)先級控制信息，定義了從 0 到 7 的 8 個(gè)優(yōu)先級，即 CoS 值（服務(wù)等級值），交換機(jī)會(huì)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)值大的數(shù)據(jù)幀。

    MAC 地址過濾

    為了網(wǎng)絡(luò)安全，只讓指定的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)。二層交換機(jī)提供了以數(shù)據(jù)幀的頭部信息進(jìn)行過濾的功能。具體過程是，先設(shè)置一個(gè)過濾條件，比如目的 MAC 地址、源 MAC 地址等，滿足條件的數(shù)據(jù)幀通過，阻斷不滿足條件的數(shù)據(jù)幀。

    考慮到偽造 MAC 地址的情況發(fā)生，還可以跟 802.1X 一起使用。三層交換機(jī)或路由器可以根據(jù) IP 頭部信息完成 IP 通信過濾的功能。

    基于端口的認(rèn)證

    在交換機(jī)中，只有通過認(rèn)證的客戶端才能使用有線端口。這個(gè)功能由 IEEE 802.1X 完成標(biāo)準(zhǔn)化，對接入 LAN 的客戶端進(jìn)行認(rèn)證的機(jī)制。

    當(dāng) PC 連接交換機(jī)時(shí)，認(rèn)證過程啟動(dòng)。根據(jù)發(fā)送方的 MAC 地址信息進(jìn)行客戶端識別，通過用戶名、口令或證書等認(rèn)證信息進(jìn)行用戶認(rèn)證。對于沒有認(rèn)證的客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)幀，交換機(jī)只接收包含認(rèn)證信息的數(shù)據(jù)幀，其余的全部丟棄。對于認(rèn)證失敗的客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)幀，交換機(jī)就直接丟棄不會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

    要使用基于端口的認(rèn)證功能，客戶端的電腦和交換機(jī)都要支持 802.1X 認(rèn)證功能，缺一不可。

    802.1X 認(rèn)證中使用 PPP 的擴(kuò)展協(xié)議 EAP ，通過 EAPOL 協(xié)議封裝 EAP 認(rèn)證消息，然后在 LAN 中進(jìn)行傳輸。認(rèn)證結(jié)束之前，客戶端電腦只能進(jìn)行 EAPOL 通信。

    網(wǎng)絡(luò)管理

    遠(yuǎn)程管理、監(jiān)控和配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以使用 SNMP 協(xié)議。SNMP 協(xié)議可以對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)的交換機(jī)和其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行集中統(tǒng)一的管理。

    被 SNMP 管理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備叫做 Agent ，管理網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備叫做 Manager 。

    16、交換機(jī)的架構(gòu)是由什么組成？

    交換機(jī)的基本架構(gòu)是由 RJ-45 接口、PHY 、MAC 等模塊的 NIC 和管理由 NIC 收發(fā)幀緩存、轉(zhuǎn)發(fā)表的軟件組成，通過查看轉(zhuǎn)發(fā)表信息，在 NIC 之間進(jìn)行數(shù)據(jù)幀交互。

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