一、交换机的基础原理

常见的以太网设备包括Hub、交换机等。交换机工作在数据链路层，它有效地隔离了以太网中的冲突域，极大地提升了以太网的性能。

1.1、交换机

1.2、小型交换网络

1、交换机工作在数据链路层，转发数据帧。（路由器是转发数据包）
2、交换机的所有接口同属于一个广播域，默认情况下都属于同一个网段。
3、连接同轴电缆或者集线器的设备属于同一个冲突域，交换机一个接口一个冲突域。

1.3、交换机的转发行为

1、泛洪：从设备的某个接口接收，从另外的所有接口发出。（类似于广播）
2、转发：从设备的某个接口接收，从另外的具体的接口发出。（类似于单播）
3、丢弃：从设备的某个接口接收，不做任何行为直接丢弃。

1.4、交换机转发原理

1.4.1、交换机初始状态

1、初始状态下，交换机MAC地址表为空。
2、MAC地址表的填充方式分为手动和自动。

1.4.2、学习MAC地址

1、交换机将收到的数据帧的源MAC地址和对应接口记录到MAC地址表中。
2、表项存在MAC表中的时间为300s。（老化时间：300s）

1.4.3、转发数据帧

当数据帧的目的MAC地址不在MAC表中，或者目的MAC地址为广播地址时，交换机会泛洪该帧。

1.4.4、目标主机回复

交换机根据MAC地址表将目标主机的回复信息单播转发给源主机。

1.5、基本配置

配置验证：

1.6、总结

当一台主机从交换机的一个端口移动到另外一个端口时，交换机的MAC地址表会发生什么变化？
1、当旧的表项已经失效时，交换机会重新学习新的表项。
2、当旧的表项还没有失效时，新的表项会覆盖旧的表项。

二、STP原理

为了提高网络可靠性，交换网络中通常会使用冗余链路。然而，冗余链路会给交换网络带来环路风险，并导致广播风暴以及MAC地址表不稳定等问题，进而会影响到用户的通信质量。生成树协议STP(Spanning Tree Protocol)可以在提高可靠性的同时又能避免环路带来的各种问题。

2.1、二层交换网络

交换机之间通过多条链路互连时（冗余网络），虽然能够提升网络可靠性，但同时也会带来环路问题。

2.2、广播风暴&重复帧

1、环路会引起广播风暴。
2、网络中的主机会收到重复数据帧。

2.3、MAC地址表震荡

1、环路会引起MAC地址表震荡。
2、交换机C会收到交换机A和交换机B的泛洪，里面都包含主机A的MAC地址，这样就出现一个问题：主机A是从哪个端口进来的？MAC地址表会被不断的覆盖重写。

2.4、STP作用

１、STP通过阻塞端口来消除环路，并能够实现链路备份的目的。
２、逻辑上的阻塞端口。
3、华为设备默认的协议是MSTP协议。