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交换机与路由器技术:VLAN Trunk 单臂路由和三层交换及配置

时间:2020-08-17 09:17:07

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交换机与路由器技术:VLAN Trunk 单臂路由和三层交换及配置

目录

一、VLAN Trunk1、vlan trunk目的2、trunk封装二、单臂路由1、原理三、三层交换1、目的2、基本概念3、传统的三层交换4、基于CEF的三层交换(MLS)引入虚接口四、三层交换机配置

一、VLAN Trunk

如果没有VLAN Trunk会出现什么样的局面呢?、

如下所示

当没有VLAN Trunk,两台交换机之间,两个不同的vlan发送报文,就会消耗2对物理接口。如果更多vlan发送报文,就会占用更多的物理接口,而物理接口很珍贵。

所以我们可以用Trunk整合接口,只消耗一个物理接口,所有vlan都通过trunk链路与自己vlan的主机进行通信。

1、vlan trunk目的

实现相同vlan跨交换机进行通信交换机接口模式(默认式动态自动)

(1)交换机连接主机:协商出来的结果是access

(2)交换机互连:

红框里面的这两个是最常用的,我们只需要记住这两个就行了。

上图中,只要把两台交换机之间的链路设置成trunk链路,同一vlan的PC就可以通过两台交换机通信了。

如果说要不同vlan的PC进行通信,就需要路由了。

2、trunk封装

思科私有的

ISL

标准的

802.1q 不同厂商的交换机使用的共有标准

左边发向右边的报文,如果要发向PC4,就在交换机2去掉trunk封装,如果还要发向下一个交换机,则在交换机2中不去掉trunk封装

二、单臂路由

在同一交换机上划分vlan,从而相同vlan主机可以通信,不同vlan不同通信。

如果想要不同vlan进行通信,怎么办

不同vlan,是属于不同广播域,配置的是不同的网段IP,针对于不同网段的IP进行通信,这时候需要借助于路由可以实现不同vlan间的通信技术:单臂路由、三层交换

1、原理

在路由器上划分子接口作为不同vlan的网关,每一个子接口作为一个vlan的网关,需要做vlan封装。交换机与主机连接的链路: access交换机与路由器连接的链路: trunk

对于路由器来说就是划分子接口,例如0/0.1,0/0.2

以上图为例,PCO需要发送数据给PC1,发现PC1和自己不是同一个网段,这时将数据交给自己的网关,网关为路由器0的FO/0.1子接口,通过ARP协议获取自己网关的MAC地址,数据会通过交换机进行转发,到了交换机之后,会为收到的数据打上vlan标签10,将数据传到路由器0,路由器0收到数据,集合路由器的工作原理,查看目的IP地址,找到对应接口,再进行标签转换,再发送到交换机,这时交换机收到的就是打上vlan20标签数据,根据交换的mac地址表的对应关系直接转发

综合实验

1、先按下图放置并连接好各机器

2、在交换机配置接口信息

3、在路由器配置信息

4、两台PC利用路由器的DHCP自动获取IP后,进行ping操作

成功完成实验

三、三层交换

回顾

1、虚拟局域网vlan在同一交换机中划分广播域,实现相同vlan可以通信,不同vlan不能通信

2、vlan trunk相同的vlan跨交换机进行通信,不同vlan不能通信

3、为了解决不同vlan间的通信,使用单臂路由

4、单臂路由

在路由器上划分子接口,不同的子接口作为不同的vlan的网关

1、目的

通过在交换机上划分vlan,想要实现不同vlan间的通信,这时候就可以使用三层交换来解决。问题:使用单臂路由可以解决不同vlan之间的通信,为什么还要使用三层交换来解决?

(1)单臂路由容易造成网络瓶颈,子接口依托于物理接口,当vlan过多,物理接口压力过大

(2)单臂路由主要是利用路由器的转发,每一次数据来之后都需要进行路由,路由器的工作量比较大

2、基本概念

设备:三层交换机三层交换技术:二层交换技术+三层转发技术

3、传统的三层交换

工作原理:

三层交换机上,第三层引擎处理数据流的第一个包

交换ASIC从3层引擎中获悉2层重写信息在硬件中创建一个MLS(三层交换)条目,负责重写和转发数据流中的后续数据包

一次路由,多次交换

4、基于CEF的三层交换(MLS)

基于路由表直接去生成邻接关系表,直接进行硬件转发维护了两张表

(1)路由表(转发信息库FIB)

(2)邻接关系表(MAC地址信息)工作原理:

1、主机A给B发送单播数据包

2、交换机查找FIB表,找到下—跳地址

3、查找下一跳地址对应的邻接关系的2层封装信息

4、转发

给三层交换机添加对应的IP地址之后,他就会生成对应的关系

引入虚接口

因为交换机不是路由器,不能设置IP地址。那么就引入虚接口概念,那就是相当于逻辑接口充当路由器的接口。

两种场景

第二种场景应用多。因为通常有很多个部门,一个部门又有很多的pc,则对应于第二种场景。

四、三层交换机配置

演示章节三提到的两种场景。

场景一:

1、先放置设备,并且连好线。

2、如图在三层交换机中进行配置

4、检查是否ping

成功完成实验。

场景二:

1、放置并连接好各机器

疑问:交换机0上是否需要创建vlan20,交换机1上是否需要创建vlan10

答:如果交换机0上连接有vlan20的PC就需要,否则不需要。交换机1同理。所以在这个实验中不需要

2、switch0中配置

3、switch1中配置

4、三层交换机中配置

5、检查是否ping通

实验成功。

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