创建高级交换型互联网实训手册 第4章 多层交换机的功能概述 路由实现

多层交换机的功能概述多层交换机功能概述路由器的路由表Codes:C-connected,S-static,R-RIP,B-BGP,BC-BGPconnectedD-DEIGRP,DEX-externalDEIGRP,O-OSPF,OIA-OSPFinterareaON1-OSPFNSSAexternaltype1,ON2-OSPFNSSAexternaltype2OE1-OSPFexternaltype1,OE2-OSPFexternaltype2DHCP-DHCPtypeVRFID:0O10.10.10.1/32[110,1601]via192.168.1.1(onSerial1/0) C10.10.11.0/24isdirectlyconnected,Loopback0C192.168.1.0/24isdirectlyconnected,Serial1/0多层交换机功能概述三层交换机的路由表DCRS#showiprouteTotalrouteitemsis3,thematchedrouteitemsis3Codes:C-connected,S-static,R-RIPderived,O-OSPFderivedA-OSPFASE,B-BGPderived,D-DVMRPderivedDestinationMaskNexthopInterfacePreferenceC192.168.10.0255.255.255.00.0.0.0Vlan100C192.168.20.0255.255.255.00.0.0.0Vlan200C192.168.100.0255.255.255.00.0.0.0Vlan1000DCRS#多层交换机功能概述逻辑接口和物理接口123456871091211131416151817192022212324VLAN10VLAN20VLAN30Intvlan10Intvlan20Intvlan3010.1.1.110.2.2.110.3.3.1物理接口逻辑接口对应的路由表DCRS#showiprouteTotalrouteitemsis4,thematchedrouteitemsis4Codes:C-connected,S-static,R-RIPderived,O-OSPFderivedA-OSPFASE,B-BGPderived,D-DVMRPderivedDestinationMaskNexthopInterfacePreferenceC10.1.1.0255.255.255.00.0.0.0Vlan100C10.2.2.0255.255.255.00.0.0.0Vlan200C10.3.3.0255.255.255.00.0.0.0Vlan300DCRS#

单臂路由产生的瓶颈3-1VLAN之间的通信需要路由器来完成VLAN增加导致数据量增大路由器与交换机之间路径成为整个网络的瓶颈VLAN1VLAN2单臂路由产生的瓶颈3-2增加路由器接口可以缓解流量瓶颈吗？R1SW1主机A主机BSW2主机C主机DF0/0F0/1VLAN10VLAN20VLAN30VLAN40可以缓解瓶颈问题吗？VLAN10单臂路由产生的瓶颈3-3单臂路由的缺陷“单臂”为网络骨干链路，容易形成网络瓶颈子接口依然依托于物理接口，应用不灵活三层交换技术使用三层交换技术实现VLAN间通信三层交换=二层交换+三层转发三层交换机采用硬件来交换和路由选择数据包。如何实现？以太帧头CRCIP包头数据传统的MLS2-13层转发过程中要重新封装2层三层交换机上，第3层引擎处理数据流的第一个包以太帧头IP包头数据CRCVLAN1VLAN2以太帧头IP包头数据CRC以太帧头CRCARP请求与响应IP包头以太帧头CRCIP包头数据以太帧头IP包头数据CRC以太帧头IP包头数据CRC传统的MLS2-2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条目，负责重写和转发数据流中的后续数据包以太帧头CRC数据VLAN1以太帧头CRC一次路由，多次交换VLAN2基于CEF的MLSCEF是一种基于拓扑转发的模型转发信息库（FIB）邻接关系表10.10.10.2/32VLAN110.20.20.2/32VLAN2主机A

10.10.10.2/240006.1be3.9366主机B

10.20.20.2/24

000c.295e.174300061BE393660016C72E9700000C295E17430016C72E9700邻接关系表FIB表①主机A给B发送单播数据包0016.c72e.9700②交换机查找邻接关系表③转发VLAN1VLAN2虚接口概述2-1在三层交换机上配置的VLAN接口为虚接口虚接口的引入使得应用更加灵活Switch(config)#interfacevlanvlan-id虚接口概述2-2三层交换机VLAN间通信的转发过程Intvlan10Intvlan20端口属于vlan10端口属于vlan20主机Avlan10主机Bvlan20主机A访问主机BIntvlan10Intvlan30Trunk主机Avlan10主机Cvlan30主机Bvlan20Intvlan20主机A访问主机C主机B访问主机C三层交换机的配置在三层交换机启用路由功能配置虚接口的IP配置路由接口Switch(config)#iproutingSwitch(config)#interfacevlanvlan-idSwitch(config-if)#ipaddressip_addressnetmaskSwitch(config-if)#noshutdownSwitch(config-if)#noswitchport多层交换机的静态路由静态路由设置在多层交换机中的静态路由配置方法与路由器中一样，在管理员的监管下，网络拓扑明确的前提下进行整体的静态规划，其配置原则仍然是将本交换机的非直连网段的下一跳地址配置给交换机，这样当有数据需要由交换机转发给非直连网段时，交换机可以匹配静态路由将数据传递给下一跳设备，再由下一跳设备进行后续的报文转发直到转发到目的地或者有设备直接丢弃为止。多层交换设备的静态路由此拓扑企业网络典型方案的配置模型，交换机上方通常可以连接路由器或者防火墙接入广域网，在内网中，上图环境是极为常见的。根据内网VLAN的划分，为了保证数据流量的均衡，我们将VLAN30的接口创建在上方交换机上，VLAN10和20创建在左侧交换机中，而VLAN40及50则创建在右侧交换机中，则内网不同VLAN之间的通信数据流将呈现如图所示的形态：多层交换机的动态路由多层交换设备的动态路由动态路由在三层交换机中应用全局下启动动态路由协议的进程开关在协议配置模式下配置网段intvlan中分别使用对应命令使协议enableIntvlan303.3.3.1Intvlan101.1.1.1Intvlan202.2.2.1Intvlan404.4.4.1Intvlan505.5.5.1Intvlan101.1.1.2Intvlan404.4.4.2IP:1.1.1.0/24GW:1.1.1.1IP:2.2.2.0/24GW:2.2.2.1IP:3.3.3.2-120/24GW:3.3.3.1IP:4.4.4.0/24GW:4.4.4.1IP:5.5.5.0/24GW:5.5.5.1IP:3.3.3.121-254/24GW:3.3.3.1Vlan10的用户Vlan30的用户Vlan20的用户Vlan40的用户Vlan30的用户Vlan50的用户VLAN间路由相同接入层设备VLAN间访问

Vlan10Vlan20Vlan30Vlan30Vlan20222324Vlan10Vlan20Vlan30Vlan30Vlan10Intvlan10Intvlan20Intvlan30123不同接入层设备VLAN内访问

Vlan10Vlan20Vlan30Vlan30Vlan20222324Vlan10Vlan20Vlan30Vlan30Vlan10Intvlan10Intvlan20Intvlan30不同接入层设备VLAN间访问

Vlan10Vlan20Vlan30Vlan30Vlan20222324Vlan10Vlan20Vlan30Vlan30Vlan10Intvlan10Intvlan20Intvlan30123逻辑拓扑示意Intvlan303.3.3.1Intvlan101.1.1.1Intvlan202.2.2.1Intvlan404.4.4.1Intvlan505.5.5.1Intvlan101.1.1.2Intvlan404.4.4.2IP:1.1.1.0/24GW:1.1.1.1IP:2.2.2.0/24GW:2.2.2.1IP:3.3.3.2-120/24GW:3.3.3.1IP:4.4.4.0/24GW:4.4.4.1IP:5.5.5.0/24GW:5.5.5.1IP:3.3.3.121-254/24GW:3.3.3.1Vlan10的用户Vlan30的用户Vlan20的用户Vlan40的用户Vlan30的用户Vlan50的用户内网VLAN间的通信数据流Vlan20Vlan10Vlan50Vlan40trunkIntvlan30Intvlan10Intvlan20Intvlan40Intvlan50Intvlan10Intvlan40Vlan30Vlan30trunk三层交换机实现VLAN互通3-1需求描述按照图中规划配置实现VLAN间互通Vlan1192.168.1.0/24Vlan2192.168.2.0/24Vlan3192.168.3.0/24SW-3Lf0/1-10f0/11-15f0/16-23f0/24f0/24192.168.2.156192.168.3.156Vlan1：192.168.1.1/24

Vlan2：192.168.2.1/24

Vlan3：192.168.3.1/24SW-2L192.168.1.156三层交换机实现VLAN互通3-2在2层交换机上配置VLAN、TrunkSW-2L(config)#vlan2SW-2L(config-vlan)#exitSW-2L(config)#vlan3SW-2L(config-vlan)#exitSW-2L(config)#interfacerangef0/11-15SW-2L(config-if-range)#switchportaccessvlan2SW-2L(config-if-range)#switchportmodeaccessSW-2L(config)#interfacerangef0/16-23SW-2L(config-if-range)#switchportaccessvlan3SW-2L(config-if-range)#switchportmodeaccessSW-2L(config)#interfacef0/24SW-2L(config-if)#switchportmodetrunk配置Trunk将端口加入VLAN添加VLAN三层交换机实现VLAN互通3-2配置3层交换机SW-3L(config)#vlan2SW-3L(config-vlan)#exitSW-3L(config)#vlan3SW-3L(config-vlan)#exitSW-3L(config)#interfacefastEthernet0/24SW-3L(config-if)#switchporttrunkencapsulationdot1qSW-3L(config-if)#switchportmodetrunk添加VLAN配置Trunk三层交换机实现VLAN互通3-2配置3层交换机SW-3L(config)#iproutingSW-3L(config)#interfacevlan1SW-3L(config-if)#ipaddress192.168.1.1255.255.255.0SW-3L(config-if)#noshut

SW-3L(config)#interfacevlan2SW-3L(config-if)#ipaddress192.168.2.1255.255.255.0SW-3L(config-if)#noshut

SW-3L(config)#interfacevlan3SW-3L(config-if)#ipaddress192.168.3.1255.255.255.0SW-3L(config-if)#noshut启动路由功能配置VLAN的IP地址三层交换机实现VLAN互通3-3在三层交换机上查看路由表SW-3L#showiprouteCodes:C-connected,S-static,R-RIP,M-mobile,B-BGPD-EIGRP,EX-EIGRPexternal,O-OSPF,IA-OSPFinterareaN1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2E1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2,E-EGPi-IS-IS,su-IS-ISsummary,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2ia-IS-ISinterarea,*-candidatedefault,U-per-userstaticrouteo-ODR,P-periodicdownloadedstaticroute

Gatewayoflastresortisnotset

C192.168.1.0/24isdirectlyconnected,Vlan1C192.168.2.0/24isdirectlyconnected,Vlan2C192.168.3.0/24isdirectlyconnected,Vlan3在三层交换机上配置路由2-1需求描述配置路由实现内网访问路由器及其外网Vlan1192.168.1.0/24Vlan2192.168.2.0/24Vlan3192.168.3.0/24SW-3Lf0/1-10f0/11-15f0/16-22f0/24f0/24192.168.2.156192.168.3.156Vlan1：192.168.1.1/24

Vlan2：192.168.2.1/24

Vlan3：192.168.3.1/24SW-2Lf0/23

10.1.1.1/30f0/0

10.1.1.2/30192.168.1.156Router在三层交换机上配置路由2-2VLAN、Trunk配置在三层交换机上配置路由在路由器上配置接口和路由SW-3L(config)#intf0/23SW-3L(config-if)#noswitchportSW-3L(config-if)#ipaddress10.1.1.1255.255.255.252SW-3L(config)#iproute0.0.0.00.0.0.010.1.1.2Router(config)#interfacef0/0Router(config-if)#ipaddress10.1.1.2255.255.255.252Router(config-if)#noshutdownRouter(config-if)#exit

Router(config)#iproute192.168.1.0255.255.255.010.1.1.1Router(config)#iproute192.168.2.0255.255.255.010.1.1.1Router(config)#iproute192.168.3.0255.255.255.010.1.1.1配置路由接口，配置IP地址配置默认路由在三层交换机上配置路由2-2在三层交换机上查看路由表SW-3L#showiprouteCodes:C-connected,S-static,R-RIP,M-mobile,B-BGPD-EIGRP,EX-EIGRPexternal,O-OSPF,IA-OSPFinterareaN1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2E1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2,E-EGPi-IS-IS,su-IS-ISsummary,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2ia-IS-ISinterarea,*-candidatedefault,U-per-userstaticrouteo-ODR,P-periodicdownloadedstaticroute

Gatewayoflastresortis10.1.1.2tonetwork0.0.0.0

10.0.0.0/30issubnetted,1subnetsC10.1.1.0isdirectlyconnected,FastEthernet0/23C192.168.1.0/24isdirectlyconnected,Vlan1C192.168.2.0/24isdirectlyconnected,Vlan2C192.168.3.0/24isdirectlyconnected,Vlan3S*0.0.0.0/0[1/