什么是三層交換機(jī)
三層交換機(jī)就是具有部分路由器功能的交換機(jī),三層交換機(jī)的最重要目的是加快大型局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換,所具有的路由功能也是為這目的服務(wù)的,能夠做到一次路由,多次轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)等規(guī)律性的過(guò)程由硬件高速實(shí)現(xiàn),而像路由信息更新、路由表維護(hù)、路由計(jì)算、路由確定等功能,由軟件實(shí)現(xiàn)。三層交換技術(shù)就是二層交換技術(shù)+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。傳統(tǒng)交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型第二層——數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行操作的,而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā),既可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由功能,又可根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)狀況做到最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)性能。
三層交換技術(shù)的工作原理
第三層交換工作在OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層即網(wǎng)絡(luò)層,是利用第三層協(xié)議中的IP包的包頭信息來(lái)對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流進(jìn)行標(biāo)記,具有同一標(biāo)記的業(yè)務(wù)流的后續(xù)報(bào)文被交換到第二層數(shù)據(jù)鏈路層,從而打通源IP地址和目的IP地址之間的一條通路。這條通路經(jīng)過(guò)第二層鏈路層。有了這條通路,三層交換機(jī)就沒(méi)有必要每次將接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行拆包來(lái)判斷路由,而是直接將數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),將數(shù)據(jù)流進(jìn)行交換。
三層交換技術(shù)
近年來(lái)的對(duì)三層技術(shù)的宣傳,耳朵都能起繭子,到處都在喊三層技術(shù),有人說(shuō)這是個(gè)非常新的技術(shù),也有人說(shuō),三層交換嘛,不就是路由器和二層交換機(jī)的堆疊,也沒(méi)有什么新的玩意,事實(shí)果真如此嗎?下面先來(lái)通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)來(lái)看看三層交換機(jī)的工作過(guò)程。
組網(wǎng)比較簡(jiǎn)單
使用IP的設(shè)備A------------------------三層交換機(jī)------------------------使用IP的設(shè)備B
比如A要給B發(fā)送數(shù)據(jù),已知目的IP,那么A就用子網(wǎng)掩碼取得網(wǎng)絡(luò)地址,判斷目的IP是否與自己在同一網(wǎng)段。
如果在同一網(wǎng)段,但不知道轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)所需的MAC地址,A就發(fā)送一個(gè)ARP請(qǐng)求,B返回其MAC地址,A用此MAC封裝數(shù)據(jù)包并發(fā)送給交換機(jī),交換機(jī)起用二層交換模塊,查找MAC地址表,將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口。
如果目的IP地址顯示不是同一網(wǎng)段的,那么A要實(shí)現(xiàn)和B的通訊,在流緩存條目中沒(méi)有對(duì)應(yīng)MAC地址條目,就將第一個(gè)正常數(shù)據(jù)包發(fā)送向一個(gè)缺省網(wǎng)關(guān),這個(gè)缺省網(wǎng)關(guān)一般在操作系統(tǒng)中已經(jīng)設(shè)好,對(duì)應(yīng)第三層路由模塊,所以可見(jiàn)對(duì)于不是同一子網(wǎng)的數(shù)據(jù),最先在MAC表中放的是缺省網(wǎng)關(guān)的MAC地址;然后就由三層模塊接收到此數(shù)據(jù)包,查詢路由表以確定到達(dá)B的路由,將構(gòu)造一個(gè)新的幀頭,其中以缺省網(wǎng)關(guān)的MAC地址為源MAC地址,以主機(jī)B的MAC地址為目的MAC地址。通過(guò)一定的識(shí)別觸發(fā)機(jī)制,確立主機(jī)A與B的MAC地址及轉(zhuǎn)發(fā)端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并記錄進(jìn)流緩存條目表,以后的A到B的數(shù)據(jù),就直接交由二層交換模塊完成。這就通常所說(shuō)的一次路由多次轉(zhuǎn)發(fā)。
以上就是三層交換機(jī)工作過(guò)程的簡(jiǎn)單概括,可以看出三層交換的特點(diǎn):
a -- 由硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)。
b -- 這就不是簡(jiǎn)單的二層交換機(jī)和路由器的疊加,三層路由模塊直接疊加在二層交換的高速背板總線上,突破了傳統(tǒng)路由器的接口速率限制,速率可達(dá)幾十Gbit/s。算上背板帶寬,這些是三層交換機(jī)性能的兩個(gè)重要參數(shù)。
c -- 簡(jiǎn)潔的路由軟件使路由過(guò)程簡(jiǎn)化。
d -- 大部分的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),除了必要的路由選擇交由路由軟件處理,都是又二層模塊高速轉(zhuǎn)發(fā),路由軟件大多都是經(jīng)過(guò)處理的高效優(yōu)化軟件,并不是簡(jiǎn)單照搬路由器中的軟件。
三層交換機(jī)的配置命令
步驟一:給交換機(jī)配置IP地址
S2724G#conf
S2724G(config)#int vlan 1
S2724G(config-if)#ip addess 192.168.0.100 255.255.255.0
----給VLAN 1配置IP地址
S2724G(config-if)#no shutdown ----激活該VLAN接口
S2724G(config-if)#exit
S2724G(config)#ip default-gateway 192.168.0.1 ----指定交換機(jī)的網(wǎng)關(guān)地址
步驟二:創(chuàng)建VLAN
S2724G#conf
S2724G(config)#vlan 10 ----創(chuàng)建VLAN 10
S2724G(config-vlan)#exit
S2724G(config)# vlan 20 ----創(chuàng)建VLAN 20
S2724G(config-vlan)#exit
步驟三:把相應(yīng)接口指定到相應(yīng)的VLAN中
S2724G(config)#int gi 0/10
S2724G(config-if)#switch access vlan 10
----把交換機(jī)的第10端口劃到VLAN 10中
S2724G(config-if)#exit
S2724G(config)#int gi 0/20
S2724G(config-if)#switch access vlan 20
----把交換機(jī)的第20端口劃到VLAN 20中
S2724G(config-if)#exit
S2724G(config)#int gi 0/24
S2724G(config-if)#switch mode trunk
----設(shè)置24口為Trunk模式(與三層交換機(jī)的連接口
S2724G(config-if)#
步驟四:保存配置
S2724G(config-if)#end
S2724G#write
模式轉(zhuǎn)換命令
用戶模式----特權(quán)模式,使用命令“enable”
特權(quán)模式----全局配置模式,使用命令“config t”
全局配置模式----接口模式,使用命令“interface+接口類型+接口號(hào)”
全局配置模式----線控模式,使用命令“l(fā)ine+接口類型+接口號(hào)”
注:
用戶模式:查看初始化的信息。
特權(quán)模式:查看所有信息、調(diào)試、保存配置信息
全局模式:配置所有信息、針對(duì)整個(gè)路由器或交換機(jī)的所有接口
接口模式:針對(duì)某一個(gè)接口的配置
線控模式:對(duì)路由器進(jìn)行控制的接口配置
?。?)配置命令
show running config 顯示所有的配置
show versin 顯示版本號(hào)和寄存器值
shut down 關(guān)閉接口
no shutdown 打開(kāi)接口
ip add +ip地址 配置IP地址
secondary+IP地址 為接口配置第二個(gè)IP地址
show interface+接口類型+接口號(hào) 查看接口管理性
show controllers interface 查看接口是否有DCE電纜
show history 查看歷史記錄
show terminal 查看終端記錄大小
hostname+主機(jī)名 配置路由器或交換機(jī)的標(biāo)識(shí)
config memory 修改保存在NVRAM中的啟動(dòng)配置
exec timeout 0 0 設(shè)置控制臺(tái)會(huì)話超時(shí)為0
service password-encryptin 手工加密所有密碼
enable password +密碼 配置明文密碼
ena sec +密碼 配置密文密碼
line vty 0 4/15 進(jìn)入telnet接口
password +密碼 配置telnet密碼
line aux 0 進(jìn)入AUX接口
password +密碼 配置密碼
line con 0 進(jìn)入CON接口
password +密碼 配置密碼
bandwidth+數(shù)字 配置帶寬
no ip address 刪除已配置的IP地址
show startup config 查看NVRAM中的配置信息
copy run-config atartup config 保存信息到NVRAM
write 保存信息到NVRA
erase startup-config 清除NVRAM中的配置信息
show ip interface brief 查看接口的謫要信息
banner motd # +信息 + # 配置路由器或交換機(jī)的描素信息
description+信息 配置接口聽(tīng)描素信息
vlan database 進(jìn)入VLAN數(shù)據(jù)庫(kù)模式
vlan +vlan號(hào)+ 名稱 創(chuàng)建VLAN
switchport access vlan +vlan號(hào) 為VLAN為配接口
interface vlan +vlan號(hào) 進(jìn)入VLAN接口模式
ip add +ip地址 為VLAN配置管理IP地址
vtp+service/tracsparent/client 配置SW的VTP工作模式
vtp +domain+域名 配置SW的VTP域名
vtp +password +密碼 配置SW的密碼
switchport mode trunk 啟用中繼
no vlan +vlan號(hào) 刪除VLAN
show spamming-tree vlan +vlan號(hào) 查看VLA怕生成樹(shù)議
2. 路由器配置命令
ip route+非直連網(wǎng)段+子網(wǎng)掩碼+下一跳地址 配置靜態(tài)/默認(rèn)路由
show ip route 查看路由表
show protocols 顯示出所有的被動(dòng)路由協(xié)議和接口上哪些協(xié)議被設(shè)置
show ip protocols 顯示了被配置在路由器上的路由選擇協(xié)議,同時(shí)給出了在路由選擇協(xié)議中使用
等信息
router rip 激活RIP協(xié)議
network +直連網(wǎng)段 發(fā)布直連網(wǎng)段
interface lookback 0 激活邏輯接口
passive-interface +接口類型+接口號(hào) 配置接口為被動(dòng)模式
debug ip +協(xié)議 動(dòng)態(tài)查看路由更新信息
undebug all 關(guān)閉所有DEBUG信息
router eigrp +as號(hào) 激活EIGRP路由協(xié)議
network +網(wǎng)段+子網(wǎng)掩碼 發(fā)布直連網(wǎng)段
show ip eigrp neighbors 查看鄰居表
show ip eigrp topology 查看拓?fù)浔?/p>
show ip eigrp traffic 查看發(fā)送包數(shù)量
router ospf +process-ID 激活OSPF協(xié)議
network+直連網(wǎng)段+area+區(qū)域號(hào) 發(fā)布直連網(wǎng)段
show ip ospf 顯示OSPF的進(jìn)程號(hào)和ROUTER-ID
encapsulation+封裝格式 更改封裝格式
no ip admain-lookup 關(guān)閉路由器的域名查找
ip routing 在三層交換機(jī)上啟用路由功能
show user 查看SW的在線用戶
clear line +線路號(hào) 清除線路
3. 三層交換機(jī)配置命令
配置一組二層端口
configure terminal 進(jìn)入配置狀態(tài)
nterface range {port-range} 進(jìn)入組配置狀態(tài)
配置三層端口
configure terminal 進(jìn)入配置狀態(tài)
interface {{fastethernet | gigabitethernet} interface-id} | {vlan vlan-id} | {port-
channel port-channel-number} 進(jìn)入端口配置狀態(tài)
no switchport 把物理端口變成三層口
ip address ip_address subnet_mask 配置IP地址和掩碼
no shutdown 激活端口
例:
Switch(config)# interface gigabitethernet0/2
Switch(config-if)# no switchport
Switch(config-if)# ip address 192.20.135.21 255.255.255.0
Switch(config-if)# no shutdown
配置VLAN
configure terminal 進(jìn)入配置狀態(tài)
vlan vlan-id 輸入一個(gè)VLAN號(hào), 然后進(jìn)入vlan配態(tài),可以輸入一個(gè)新的VLAN號(hào)或舊的來(lái)進(jìn)行修改
name vlan-name 可選)輸入一個(gè)VLAN名,如果沒(méi)有配置VLAN名,缺省的名字是VLAN號(hào)前面用0填滿
的4位數(shù),如VLAN0004是VLAN4的缺省
名字
mtu mtu-size (可選) 改變MTU大小
例
Switch# configure terminal
Switch(config)# vlan 20
Switch(config-vlan)# name test20
Switch(config-vlan)# end
或
Switch# vlan database
Switch(vlan)# vlan 20 name test20
Switch(vlan)# exit
將端口分配給一個(gè)VLAN
configure terminal 進(jìn)入配置狀態(tài)
interface interface-id 進(jìn)入要分配的端口
switchport mode access 定義二層口
switchport access vlan vlan-id 把端口分配給某一VLAN
例
Switch# configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)# interface fastethernet0/1
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 2
Switch(config-if)# end
Switch#
配置VLAN trunk
configure terminal 進(jìn)入配置狀態(tài)
interface interface-Id 進(jìn)入端口配置狀態(tài)
switchport trunk encapsulation {isl | dot1q | negotiate}配置trunk封裝ISL 或 802.1Q 或
自動(dòng)協(xié)商
switchport mode {dynamic {auto | desirable} | trunk} 配置二層trunk模式。
dynamic auto—自動(dòng)協(xié)商是否成為trunk
dynamic desirable—把端口設(shè)置為trunk如果對(duì)方端口是trunk, desirable, 配置Native VLAN
(802.1q)
或自動(dòng)模式,trunk—設(shè)置端口為強(qiáng)制的trunk方式,而不理會(huì)對(duì)方端口是否為trunk
switchport access vlan vlan-id 可選) 指定一個(gè)缺省VLAN, 如果此端口不再是trunk
switchport trunk native vlan vlan-id 指定802.1Q native VLAN號(hào)
例:
Switch# configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)# interface fastethernet0/4
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q
Switch(config-if)# end
定義TRUNK允許的VLAN
configure terminal子 進(jìn)入配置狀態(tài)
interface interface-id 進(jìn)入端口配置
switchport mode trunk 配置二層口為trunk
switchport trunk allowed vlan {add | all | except | remove} vlan-list可選) 配置trunk允
許的VLAN.使用add, all, except, remove關(guān)健字
no switchport trunk allowed vlan 允許所有VLAN通過(guò)
例
Switch(config)# interface fastethernet0/1
Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan remove 2
Switch(config-if)# end
配置Native VLAN(802.1q)
configure terminal 進(jìn)入配置狀態(tài)
interface interface-id 進(jìn)入配置成802.1qtrunk的端口
switchport trunk native vlan vlan-Id 配置native VLAN號(hào)
no switchport trunk native vlan 端口配置命令回到缺省的狀態(tài)
配置基于端口權(quán)值的負(fù)載均衡
configure terminal 進(jìn)入Switch 1配置狀態(tài)
vtp domain domain-name 配置VTP域
vtp mode server 將Switch 1配置成VTP server.
show vtp status 驗(yàn)證VTP的配置
show vlan 驗(yàn)證VLAN
configure terminal 進(jìn)入配置狀態(tài)
interface fastethernet 0/1 進(jìn)入F0/1端口
switchport trunk encapsulation {isl | dot1q | negotiate}配置trunk
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