上課課件三層交換

1、Page 1/46第2章內(nèi)容回顧STP作用STP的工作原理STP如何通過計(jì)算選擇出被阻塞的端口STP的端口有哪些狀態(tài)STP的計(jì)時器PVST與CST的區(qū)別PVST的配置三層交換第3章Page 3/46本章目標(biāo)能夠配置Cisco的三層交換機(jī)，使不同VLAN的主機(jī)能夠互相通信理解三層交換機(jī)的工作原理能夠在Cisco的三層交換機(jī)上配置DHCP中繼簡單了解DHCP的工作原理理解廣播只能在VLAN內(nèi)部擴(kuò)散的原理能夠在Cisco的三層交換機(jī)上配置路由接口，使交換機(jī)與路由器之間互通Page 4/46本章結(jié)構(gòu)三層交換集中式和分布式交換基于CEF的MLS傳統(tǒng)的MLSVLAN之間的通信三層交換的配置三層交換的工作原

2、理單臂路由的弱點(diǎn)三層交換的優(yōu)勢DHCP中繼的配置VLAN之間的通信點(diǎn)到點(diǎn)路由接口的配置Page 5/46單臂路由實(shí)現(xiàn)VLAN之間通信VLAN 1VLAN 2VLAN之間的通信需要路由器來完成10.0.0.0/820.0.0.0/8f0/0Router(config)#interface fastEthernet 0/0Router(config-if)#no shutdownRouter(config-if)#exitRouter(config)#interface fastEthernet 0/0.1Router(config-subif)#encapsulation dot1q 1Rout

3、er(config-subif)#ip address 10.1.1.1 255.0.0.0Router(config-subif)#exitRouter(config)#interface fastEthernet 0/0.2Router(config-subif)#encapsulation dot1q 2Router(config-subif)#ip address 20.1.1.1 255.0.0.0Router(config-subif)#endPage 6/46單臂路由產(chǎn)生的瓶頸數(shù)據(jù)量增大，路由器與交換機(jī)之間的路徑會成為整個網(wǎng)絡(luò)的瓶頸VLAN 1VLAN 2Page 7/46三層交

4、換解決瓶頸問題三層交換二層交換三層轉(zhuǎn)發(fā)三層交換機(jī)采用硬件完成數(shù)據(jù)包的交換，保證線速轉(zhuǎn)發(fā)。 如何實(shí)現(xiàn)？Page 8/46以太幀頭IP包頭數(shù)據(jù)CRC傳統(tǒng)的MLS 2-13層轉(zhuǎn)發(fā)過程中要重新封裝2層，在三層交換機(jī)上，由第3層引擎處理數(shù)據(jù)流的第一個包VLAN 1VLAN 2以太幀頭IP包頭數(shù)據(jù)CRC以太幀頭CRC以太幀頭IP包頭數(shù)據(jù)CRCARP請求與響應(yīng)Page 9/46傳統(tǒng)的MLS 2-2交換ASIC從3層引擎中獲悉2層重寫信息，在硬件中創(chuàng)建一個MLS條目，負(fù)責(zé)重寫和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流中的后續(xù)數(shù)據(jù)包VLAN 1VLAN 2以太幀頭IP包頭數(shù)據(jù)CRC以太幀頭CRCIP包頭數(shù)據(jù)以太幀頭IP包頭數(shù)據(jù)CRC以太幀頭

5、CRC以太幀頭IP包頭數(shù)據(jù)CRC一次路由，多次交換Page 10/46基于CEF的MLS 3-1CEF是一種基于拓?fù)涞霓D(zhuǎn)發(fā)模型FIB（轉(zhuǎn)發(fā)信息庫） 基于IP目標(biāo)前綴的轉(zhuǎn)發(fā)決策鄰接關(guān)系表 存儲2層編址信息與路由表一一對應(yīng)，是路由表的一個鏡像。路由表更新時，F(xiàn)IB隨之變化Page 11/46基于CEF的MLS 3-210.10.10.2/32 VLAN 110.20.20.2/32 VLAN 2主機(jī)A10.10.10.2/24 0006.1be3.9366主機(jī)B10.20.20.2/24000c.295e.174300061BE393660016C72E9700000C295E17430016C7

6、2E9700鄰接關(guān)系表FIB表主機(jī)A給B發(fā)送單播數(shù)據(jù)包0016.c72e.9700交換機(jī)查找鄰接關(guān)系表轉(zhuǎn)發(fā)Vlan 1Vlan 2Page 12/46基于CEF的MLS 3-3主機(jī)A10.10.10.2/24 0006.1be3.93660016.c72e.9700 0016.c72e.b38010.20.20.2/24主機(jī)B10.30.30.2/24000c.295e.174310.20.20.2/32 attached f0/2410.30.30.0/24 Nexthop:10.20.20.20016C72EB3800016C72E9700鄰接關(guān)系表FIB表主機(jī)A給B發(fā)送單播數(shù)據(jù)包查找下一

7、跳地址對應(yīng)的鄰接關(guān)系的2層封裝信息交換機(jī)查找FIB表，找到下一跳地址f0/24轉(zhuǎn)發(fā)Page 13/46集中式與分布式交換基于CEF的Catalyst交換機(jī)在3層支持兩種硬件交換方法集中式交換分布式交換Page 14/46集中式交換在一個專用ASIC上作出轉(zhuǎn)發(fā)決策交換矩陣轉(zhuǎn)發(fā)引擎?zhèn)鹘y(tǒng)的MLS只支持集中式交換入站接口出站接口Page 15/46分布式交換每個模塊上都有ASIC芯片，接口或模塊獨(dú)立作出轉(zhuǎn)發(fā)決策處理能力強(qiáng)交換矩陣主轉(zhuǎn)發(fā)引擎轉(zhuǎn)發(fā)引擎轉(zhuǎn)發(fā)引擎轉(zhuǎn)發(fā)引擎轉(zhuǎn)發(fā)引擎轉(zhuǎn)發(fā)引擎轉(zhuǎn)發(fā)引擎轉(zhuǎn)發(fā)引擎入站接口出站接口Page 16/46階段總結(jié) 三層交換機(jī)產(chǎn)生的原因三層交換機(jī)能夠快速轉(zhuǎn)發(fā)的原理傳統(tǒng)的MLS基于

8、CEF的MLS集中式交換與分布式交換Page 17/46三層交換機(jī)的配置 3-1在三層交換機(jī)上啟動路由Switch(config)#ip routing配置VLAN 的IP地址Switch (config)#interface vlan vlan-idSwitch (config-if)#ip address Ip-address Subnet-maskSwitch (config-if)#no shutdownPage 18/46三層交換機(jī)的配置 3-2查看FIB表Switch (config)#show ip cef查看鄰接關(guān)系表Switch (config)#show adjacency

9、 detail 在三層交換機(jī)上配置路由接口Switch (config-if)#no switchport Page 19/46三層交換機(jī)的配置 3-3配置DHCP中繼轉(zhuǎn)發(fā)Switch(config)#interface vlan vlan-idSwitch(config-if)#ip helper-address Dhcpserver-addressPage 20/46在企業(yè)中三層交換機(jī)的應(yīng)用 二層交換機(jī)堆疊，連接數(shù)量眾多的主機(jī) 三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN的互通，作為企業(yè)的核心或匯聚層Page 21/46三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN互通實(shí)例9-1Vlan 1Vlan 2192.168.1.0/2419

10、2.168.2.0/24Vlan 3192.168.3.0/24SW-2LSW-3Lf0/1-10f0/11-15f0/16-23f0/24f0/24192.168.2.156192.168.3.156Vlan 1：192.168.1.1/24Vlan 2：192.168.2.1/24Vlan 3：192.168.3.1/24Page 22/46三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN互通實(shí)例9-2在2層交換機(jī)上配置VLANSW-2L(config)#vlan 2SW-2L(config-vlan)#vlan 3SW-2L(config-vlan)#exitSW-2L(config)#interface ran

11、ge f0/11 - 15SW-2L(config-if-range)#switchport access vlan 2SW-2L(config-if-range)#switchport mode accessSW-2L(config)#interface range f0/16 - 23SW-2L(config-if-range)#switchport access vlan 3SW-2L(config-if-range)#switchport mode accessPage 23/46三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN互通實(shí)例9-3在2層交換機(jī)上配制Trunk接口SW-2L(config)#inter

12、face f0/24SW-2L(config-if)#switchport mode trunkPage 24/46三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN互通實(shí)例9-4在3層交換機(jī)上配置與2層交換機(jī)相同的VLAN（配置步驟與方法相同）在3層交換機(jī)上啟動路由 SW-3L(config)#ip routing第1步： 配置VLAN與Trunk第2步： 配置啟動路由功能Page 25/46三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN互通實(shí)例9-5在3層交換機(jī)上配置各VLAN的IP地址SW-3L(config)#interface vlan 1SW-3L(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.

13、255.0SW-3L(config-if)#no shutSW-3L(config)#interface vlan 2SW-3L(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0SW-3L(config-if)#no shutSW-3L(config)#interface vlan 3SW-3L(config-if)#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0SW-3L(config-if)#no shut第3步： 配置各VLAN的IP地址Page 26/46三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN互通實(shí)例9-6在3層交換機(jī)上查看路由表

14、SW-3L#show ip routeCodes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, su - IS-IS summary,

15、 L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2 ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route o - ODR, P - periodic downloaded static routeGateway of last resort is not setC 192.168.1.0/24 is directly connected, Vlan1C 192.168.2.0/24 is directly connected, Vlan2C 192.168.3.0/24 is

16、directly connected, Vlan3在3層交換機(jī)中可以看到已經(jīng)配置的3個本地VLAN的網(wǎng)段地址第4步： 驗(yàn) 證Page 27/46三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN互通實(shí)例9-7在主機(jī)192.168.2.156上ping 192.168.3.156C:ping 192.168.3.156Pinging 192.168.3.156 with 32 bytes of data:Reply from 192.168.3.156: bytes=32 time1ms TTL=254Reply from 192.168.3.156: bytes=32 time1ms TTL=254Reply from

17、192.168.3.156: bytes=32 time1ms TTL=254Reply from 192.168.3.156: bytes=32 time1ms TTL=254Ping statistics for 192.168.3.156: Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0(0% loss)Page 28/46三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN互通實(shí)例9-8查看FIBSW-3L#show ip cefPrefix Next Hop Interface0.0.0.0/32 receive192.168.1.0/24 attached Vlan1192.

18、168.1.0/32 receive192.168.1.1/32 receive192.168.1.255/32 receive192.168.2.0/24 attached Vlan2192.168.2.0/32 receive192.168.2.1/32 receive192.168.2.156/32 attached Vlan2192.168.2.255/32 receive192.168.3.0/24 attached Vlan3192.168.3.0/32 receive192.168.3.1/32 receive192.168.3.156/32 attached Vlan3192.

19、168.3.255/32 receive224.0.0.0/4 drop224.0.0.0/24 receive255.255.255.255/32 receivePage 29/46三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN互通實(shí)例9-9SW-3L#show adjacency detail Protocol Interface AddressIP Vlan2 192.168.2.156(6) 0 packets, 0 bytes epoch 2 sourced in sev-epoch 1 Encap length 14 00061BE393660016C72EB3800800 ARPIP Vlan3 192

20、.168.3.156(6) 0 packets, 0 bytes epoch 2 sourced in sev-epoch 1 Encap length 14 0016C72E97000016C72EB3800800 ARPPage 30/46 在三層交換機(jī)上配置路由實(shí)例5-1Vlan 1Vlan 2192.168.1.0/24192.168.2.0/24Vlan 3192.168.3.0/24SW-2LSW-3Lf0/1-10f0/11-15f0/16-23f0/24f0/24f0/2310.1.1.1/30f0/010.1.1.2/30Page 31/46在三層交換機(jī)上配置路由實(shí)例5-2在

21、三層交換機(jī)上配置路由接口SW-3L(config)#inter f0/23SW-3L(config-if)#no switchport SW-3L(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.252SW-3L(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.1.2第1步： 配置接口為3層模式第2步： 配置接口的IP地址第3步： 配置靜態(tài)路由或動態(tài)路由Page 32/46在三層交換機(jī)上配置路由實(shí)例5-3在路由器上配置路由Router(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.1

22、.1.1Router(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 10.1.1.1Router(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 10.1.1.1Page 33/46在三層交換機(jī)上配置路由實(shí)例5-4查看f0/23接口信息SW-3L#show inter f0/23 switchportName: Fa0/23Switchport: Disabled第4步： 驗(yàn) 證Page 34/46在三層交換機(jī)上配置路由實(shí)例5-5顯示交換機(jī)的路由表SW-3L#show ip routeCodes: C - conne

23、cted, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS lev

24、el-2 ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route o - ODR, P - periodic downloaded static routeGateway of last resort is 10.1.1.2 to network 0.0.0.0 10.0.0.0/30 is subnetted, 1 subnetsC 10.1.1.0 is directly connected, FastEthernet0/23C 192.168.1.0/24 is directly connected,

25、 Vlan1C 192.168.2.0/24 is directly connected, Vlan2C 192.168.3.0/24 is directly connected, Vlan3S* 0.0.0.0/0 1/0 via 10.1.1.2路由接口的網(wǎng)段地址默認(rèn)路由Page 35/46三層交換機(jī)配置DHCP中繼實(shí)例7-1DHCP動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議，用來動態(tài)的獲取IP地址 廣播發(fā)送IP地址請求 Server A提供IP地址客戶機(jī)選擇IP地址（選擇ServerA提供的IP地址）服務(wù)器確認(rèn)主機(jī)AServer AServer B Server B提供IP地址Page 36/46三層交換機(jī)配置D

26、HCP中繼實(shí)例7-2DHCP工作過程請求IP地址 廣播響應(yīng)IP地址 廣播192.168.1.50地址池：192.168.1.10100客戶機(jī)選擇IP地址 廣播服務(wù)器確認(rèn) 廣播Page 37/46三層交換機(jī)配置DHCP中繼實(shí)例7-3Vlan 1Vlan 2192.168.1.0/24192.168.2.0/24Vlan 3192.168.3.0/24SW-2LSW-3Lf0/1-10f0/11-15f0/16-23f0/24f0/24DHCP Srv192.168.2.100廣播不能跨VLAN轉(zhuǎn)發(fā)，如果需要實(shí)現(xiàn)在某一個VLAN中的DHCP Server為所有VLAN的主機(jī)分配IP地址，就需要在3層交換上配置DHCP中繼Page 38/46三層交換機(jī)配置DHCP中繼實(shí)例7-4在各VLAN互通的前提下，配置DHCP中繼服務(wù)SW-3L(config)#interface vlan 1SW-3L(config-if)#ip helper-address 192.168.2.100 SW-3L(config)#interface vlan 3SW-3L(config