14、交換機有幾種端口類型？

    選擇交換機時，需要根據實際的使用需求，以及具體的端口類型、端口數量和設備性能等參數，決定購買哪款交換機。

    千兆以太網端口

    大部分交換機都配置了 RJ-45 的千兆以太網接口，連接千兆接口要使用增強型 5 類雙絞線。通過自適應功能，還可以連接百兆接口。

    光纖端口

    箱式交換機會配置光纖端口，主要是用于連接上行鏈路。為了連接萬兆以太網的上行鏈路，通常會搭載 SFP+ 接口。

    框式交換機中，一般會配置多個千兆以太網 SFP 或萬兆以太網 SFP+ 接口的接口卡。

    PoE 端口

    接入交換機還會配 PoE 端口。Poe 端口使用網線連接 IP電話或無線 AP ，并通過網線對設備進行供電。

    為了讓 IP 電話或無線 AP 無需外接電源也能接入網絡，通過一根網線給設備供電的技術就是 PoE 技術。PoE 技術有簡化布線、節省人工成本，管理方便，使用靈活，安全等優點，得到廣泛的應用。

    PoE 技術作為 IEEE 802.af 在 2003 年完成了標準化工作，這個技術還用于網絡攝像頭、POS 終端等連接以太網的硬件設備。

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

PoE 的供電標準是 IEEE 802.3af ，最大能提供 15.4W 的功率，可以為 IP 電話、無線 AP 等終端設備供電。PoE+ 是 PoE 的增強版，供電標準是 IEEE 802.3at ，最大能提供 30W 的功率，可以為視頻電話、 攝像機等終端設備供電。PoE++ 是 PoE+ 的增強版，供電標準是 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、室外熱感攝像機等終端設備提供更大功率的供電。

    支持 PoE 功能的交換機，會說明每個端口最大支持 ×× W ，設備最大供電 ×× W 等電能信息，可以算出交換機最多可接入的 PoE 設備數量。

    上行鏈路端口

    接入交換機和匯聚交換機要集中下行連接的所有設備流量，并將流量傳輸到上行的網關或核心交換機中，向網關、核心交換機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。在箱式交換機中一般會配置 2~4 個萬兆上行鏈路端口。

    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。一臺交換機或一塊板塊，能提供 24 或 48 個接口。

    交換機堆疊

    通過堆疊線纜可以把多臺交換機連接起來，成為邏輯上的一臺交換機。

    15、交換機有哪些功能？

    交換機的完整功能說明，可以查看官網的產品文檔，里面進行了詳細的描述。

    MAC 地址數

    MAC 地址數是指一臺交換機最大可以學習到的 MAC 地址表數量。

    生成樹功能

    為了避免二層環路，我們使用生成樹協議（ STP ），讓交換機知道對方的存在，具體做法是在交換機之間交換 BPDU 數據幀。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的多條線路匯聚成一條邏輯線路在網絡中使用。有多個稱呼：端口聚合、鏈路捆綁、綁定等。

    如果不使用鏈路聚合功能，直接將交換機的多個物理端口連接起來，可能會導致網絡環路。如果使用生成樹協議，又會避開某些鏈路，導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，因此通信也不會中斷，到達線路冗余的效果。

    VLAN

    將廣播域分割成一個個邏輯網段的功能叫做 VLAN 。

    端口鏡像

    將某個端口接收和發送的數據幀復制到鏡像端口的功能叫做端口鏡像，被復制的源端口叫做監控端口。

    為了分析網絡故障或檢測網絡中的流量，交換機會將收到的數據幀復制一份并轉發到網絡分析設備或流量監控設備中。

    QoS 優先級隊列

    QoS 是 Quality of Service 的縮寫，也叫做服務質量。當數據通過網絡設備時，根據通信種類控制通信優先級和帶寬的功能。通常是將聲音、視頻等數據定義為高優先級，高優先數據優先處理，保障這類數據的穩定和低延遲。除了交換機在二層進行的 QoS 控制外，還有路由器和三層交換機的三層（ IP ）的 QoS 控制，以及 TCP 進行的四層的 QoS 控制。

    IEEE 802.1p 標準完成了對二層的 QoS 優先級控制的標準化工作。通過 3bit 長度的優先級控制信息，定義了從 0 到 7 的 8 個優先級，即 CoS 值（服務等級值），交換機會優先轉發值大的數據幀。

    MAC 地址過濾

    為了網絡安全，只讓指定的設備接入網絡。二層交換機提供了以數據幀的頭部信息進行過濾的功能。具體過程是，先設置一個過濾條件，比如目的 MAC 地址、源 MAC 地址等，滿足條件的數據幀通過，阻斷不滿足條件的數據幀。

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

    基于端口的認證

    在交換機中，只有通過認證的客戶端才能使用有線端口。這個功能由 IEEE 802.1X 完成標準化，對接入 LAN 的客戶端進行認證的機制。

    當 PC 連接交換機時，認證過程啟動。根據發送方的 MAC 地址信息進行客戶端識別，通過用戶名、口令或證書等認證信息進行用戶認證。對于沒有認證的客戶端發來的數據幀，交換機只接收包含認證信息的數據幀，其余的全部丟棄。對于認證失敗的客戶端發來的數據幀，交換機就直接丟棄不會進行轉發。

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

    802.1X 認證中使用 PPP 的擴展協議 EAP ，通過 EAPOL 協議封裝 EAP 認證消息，然后在 LAN 中進行傳輸。認證結束之前，客戶端電腦只能進行 EAPOL 通信。

    網絡管理

    遠程管理、監控和配置網絡設備可以使用 SNMP 協議。SNMP 協議可以對整個網絡結構內的交換機和其它網絡設備進行集中統一的管理。

    被 SNMP 管理的網絡設備叫做 Agent ，管理網絡的設備叫做 Manager 。

    16、交換機的架構是由什么組成？

    交換機的基本架構是由 RJ-45 接口、PHY 、MAC 等模塊的 NIC 和管理由 NIC 收發幀緩存、轉發表的軟件組成，通過查看轉發表信息，在 NIC 之間進行數據幀交互。

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