【网络工程师模拟面试题】（1）ARP、MAC与Trunk

一、二层交换机和三层交换机的区别

这道面试题主要考验以下几个方面的知识点：

1. 网络基础知识

   • 对数据链路层和网络层的理解，包括这两层的功能、作用和相关协议。

2. 交换机工作原理

   • 深入了解二层交换机和三层交换机分别如何处理数据帧和数据包的转发。

3. 网络架构和规划

   • 考查面试者能否根据不同的网络规模和需求，合理选择使用二层交换机或三层交换机来构建网络。

4. 路由和交换的概念

   • 明确路由和交换的区别，以及在什么情况下需要使用路由功能。

例如，在实际的网络项目中，如果是一个小型办公室网络，可能只需要二层交换机就能满足需求，以节省成本；而对于大型企业的复杂网络，可能需要三层交换机来实现不同网段之间的高效通信。

二层交换机和三层交换机主要有以下区别：

1. 工作层次不同

   • 二层交换机工作在数据链路层，它基于 MAC 地址进行数据帧的转发。
   • 三层交换机工作在网络层，除了具备二层交换机的功能外，还能基于 IP 地址进行数据包的路由转发。

2. 路由功能

   • 二层交换机不具备路由功能，无法在不同网段之间转发数据包。
   • 三层交换机具有路由功能，可以实现不同网段之间的通信。

例如，如果一个网络被划分为多个 VLAN，且这些 VLAN 位于不同的网段，二层交换机无法直接实现 VLAN 间的通信，而三层交换机可以通过配置路由表来实现。

3. 性能

   • 二层交换机的转发性能通常较高，因为它的处理相对简单，只涉及 MAC 地址的学习和转发。
   • 三层交换机由于要进行路由计算和处理，性能可能相对稍低，但仍能满足大多数企业网络的需求。

4. 价格

   • 一般来说，二层交换机价格相对较低。
   • 三层交换机由于功能更强大，价格通常高于二层交换机。

总之，二层交换机适用于简单的网络环境，如小型企业或家庭网络；而三层交换机则更适用于大型企业网络，需要实现不同网段之间的通信和复杂的网络拓扑。

二、交换机MAC地址表是如何学习新的MAC地址的

当交换机接收到一个数据帧时，它会检查数据帧的源 MAC 地址。

如果源 MAC 地址不在交换机的 MAC 地址表中，交换机就会将该源 MAC 地址以及对应的接收端口信息记录到 MAC 地址表中。

例如，假设交换机的端口 1 接收到一个来自设备 A（MAC 地址为 MAC_A）的数据帧，交换机首先查看自己的 MAC 地址表中是否存在 MAC_A 的记录。如果没有，它就会在 MAC 地址表中添加一条记录，将 MAC_A 与端口 1 关联起来。

随着网络中设备不断发送数据帧，交换机不断重复上述过程，逐渐完善和更新自己的 MAC 地址表。

另外，如果交换机接收到的数据帧的目的 MAC 地址已经在 MAC 地址表中，交换机就会根据表中的记录，将数据帧从对应的端口转发出去。

这样，交换机通过持续学习和更新 MAC 地址表，能够有效地在网络中进行数据帧的转发和交换。

三、交换机使用什么技术隔离广播域

交换机主要使用虚拟局域网（VLAN）技术来隔离广播域。

VLAN 技术可以将一个物理的局域网在逻辑上划分成多个不同的广播域，也就是多个 VLAN 。每个 VLAN 就像一个独立的局域网，不同 VLAN 之间的广播包被隔离，不会相互传播。

例如，在一个企业网络中，可以将不同部门（如财务、研发、销售等）划分到不同的 VLAN 中。当财务部门的设备发送广播消息时，只有同一 VLAN 中的设备能接收到，研发和销售部门所在 VLAN 的设备不会收到该广播消息。

通过 VLAN 技术，可以有效地控制广播流量，提高网络性能和安全性，减少广播风暴的影响。同时，还可以增强网络的灵活性和可管理性，方便对不同部门或业务的网络资源进行分配和控制。

四、VLAN的接口划分有什么模式，各自有什么使用场景

VLAN（虚拟局域网）的接口划分主要有以下几种模式：

1. Access 模式：
   • 特点：一个 Access 接口只能属于一个 VLAN。当数据帧进入交换机接口时，如果不带 VLAN 标签，交换机将打上该接口所属 VLAN 的标签；如果带有 VLAN 标签且与该接口所属 VLAN 不一致，则丢弃该帧。
   • 使用场景：常用于连接终端设备，如计算机、打印机等，这些设备通常只属于一个 VLAN。
   • 例如：在企业办公室中，员工的电脑连接到交换机的 Access 接口，所有员工电脑都属于同一个 VLAN，用于日常办公网络。
2. Trunk 模式：
   • 特点：允许多个 VLAN 的帧通过，在通过时会保留帧的 VLAN 标签。
   • 使用场景：用于连接交换机与交换机、交换机与路由器，实现不同 VLAN 之间的通信。
   • 比如：在大型企业的数据中心，多个交换机通过 Trunk 链路连接，承载不同业务系统的 VLAN 流量，实现数据的高效传输和隔离。
3. Hybrid 模式：
   • 特点：既可以像 Access 接口一样只属于一个 VLAN，也可以像 Trunk 接口一样允许多个 VLAN 的帧通过，并且可以在出接口时灵活控制是否携带 VLAN 标签。
   • 使用场景：适用于复杂的网络环境，需要更灵活地控制 VLAN 标签的处理。
   • 例如：在一些需要同时连接终端设备和进行 VLAN 间通信的场景，如同时连接电脑和服务器的网络节点。

综上所述，根据不同的网络需求和拓扑结构，选择合适的 VLAN 接口模式能够有效地实现网络的隔离、通信和管理。

五、什么是路由器的子接口，有什么作用，使用场景

路由器的子接口是一种逻辑接口，它是在一个物理接口上划分出来的多个虚拟接口。

子接口的主要作用包括：

1. 实现 VLAN 间的通信：当不同 VLAN 之间需要通信时，通过在路由器的一个物理接口上创建多个子接口，并为每个子接口配置不同 VLAN 的网关地址，从而实现 VLAN 间的数据转发。
2. 节省物理接口资源：避免为每个 VLAN 都分配一个独立的物理接口，降低成本和提高接口利用率。

子接口常见的使用场景有：

1. 企业网络：在一个较大的企业网络中，可能划分了多个 VLAN 来隔离不同部门或业务。为了实现不同 VLAN 之间的通信，使用路由器子接口进行配置。
   • 例如，公司的财务部门、研发部门和市场部门分别处于不同的 VLAN 中，通过路由器的子接口实现这些 VLAN 之间的数据交互，同时保障各部门的网络安全隔离。
2. 校园网络：校园内可能有多个教学楼或区域，每个区域划分了不同的 VLAN。利用路由器子接口实现跨 VLAN 的访问，如校园网内的服务器资源共享。
3. 数据中心网络：在数据中心中，为了提高网络的灵活性和可扩展性，经常会使用 VLAN 技术。路由器子接口可以用于不同 VLAN 之间的路由和数据转发。

总之，路由器子接口在优化网络架构、节省资源和实现 VLAN 间通信等方面发挥着重要作用。