一、三層交換機(jī)

三層交換技術(shù)

使用三層交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)vlan間通信

三層交換=二層交換+三層轉(zhuǎn)發(fā)

三層交換機(jī)要執(zhí)行三層信息的硬件交換，路由處理器(三層引擎)必須將有關(guān)路由選擇等的三層信息下載到硬件中。以便對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行過(guò)處理。為完成在硬件中處理數(shù)據(jù)包的高層信息，會(huì)使用傳統(tǒng)的MLS和基于CEF的MLS。

三層交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式

傳統(tǒng)的MLS

“一次路由多次交換”

基于CEF的MLS

CEF預(yù)先根據(jù)路由表學(xué)習(xí)路由信息后，直接儲(chǔ)存在FIB (轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù))。REF預(yù)先根據(jù)ARP表生成鄰接表， 直接由硬件進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

工作原理

三層交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)層

①主機(jī)A給B發(fā)送單播數(shù)據(jù)包

②交換機(jī)查找FIB表，找到下一跳地址

③查找下一跳地址對(duì)應(yīng)的鄰接關(guān)系的2層封裝信息

④轉(zhuǎn)發(fā)

二、補(bǔ)充

三層交換機(jī)的原理

第三層交換工作在網(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)文被交換到第三層數(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。

其原理是: 假設(shè)兩個(gè)使用IP協(xié)議的站點(diǎn)A、B通過(guò)第三層交換機(jī)進(jìn)行通信，發(fā)送站點(diǎn)A在開(kāi)始發(fā)送時(shí)，把自己的IP地址與B站的IP地址比較，判斷B站是否與自己在同一子網(wǎng)內(nèi)。若目的站B與發(fā)送站A在同一子網(wǎng)內(nèi)，則進(jìn)行二層的轉(zhuǎn)發(fā)。若兩個(gè)站點(diǎn)不在同一子網(wǎng)內(nèi)，如發(fā)送站A要與目的站B通信，發(fā)送站A要向“缺省網(wǎng)關(guān)”發(fā)出ARP (地址解析)封包，而“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址其實(shí)是三層交換機(jī)的三層交換模塊。當(dāng)發(fā)送站A對(duì)“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址廣播出-一個(gè)ARP請(qǐng)求時(shí)， 如果三層交換模塊在以前的通信過(guò)程中已經(jīng)知道B站的MAC地址，則向發(fā)送站A回復(fù)B的MAC地址。否則三層交換模塊根據(jù)路由信息向B站廣播.個(gè)ARP請(qǐng)求，B站得到此ARP請(qǐng)求后向三層交換模塊回復(fù)其MAC地址，三層交換模塊保存此地址并回復(fù)給發(fā)送站A,同時(shí)將B站的MAC地址發(fā)送到二層交換引擎的MAC地址表中。從這以后，當(dāng)A向B發(fā)送的數(shù)據(jù)包便全部交給二層交換處理，信息得以高速交換。由于僅僅在路由過(guò)程中才需要三層處理，絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)都通過(guò)二層交換轉(zhuǎn)發(fā)，因此三層交換機(jī)的速度很快，接近三層交換機(jī)的速度，同時(shí)比相同路由器的價(jià)格低很多。

路由器與交換機(jī)

二層交換機(jī)是看MAC地址，三層交換機(jī)則是看IP地址進(jìn)行高速轉(zhuǎn)發(fā)。

那這有什么缺點(diǎn)呢?缺點(diǎn)只會(huì)通過(guò)MAC/IP地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，確實(shí)不占用CPU但也沒(méi)什么靈活性。

路由器是跨網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，但路由器真正的用途是計(jì)算路由。網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化，比如增加節(jié)點(diǎn)或者線路出現(xiàn)故障，那就要路由器來(lái)重新計(jì)算。由于路由協(xié)議不同，一部分節(jié)點(diǎn)甚至全部節(jié)點(diǎn)都要重新計(jì)算到其他節(jié)點(diǎn)的路由。

三、實(shí)驗(yàn)配置

1.準(zhǔn)備2臺(tái)PC機(jī)和一臺(tái)三層交換機(jī)

2.分別配置PC1和PC2

3.配置三層交換機(jī)

[]vlanbat24//一次性創(chuàng)建v1an2和vlan4
[]intg0/0/1//進(jìn)入接口g0/0/1
portlink-typeaccess//接口鏈路類型為access
portdefaultvlan2//將g0/0/1劃分進(jìn)vlan2
[]intvlan2//進(jìn)入虛擬接口vlanif2
ipaddress192.168.2.124//設(shè)置ip地址和子網(wǎng)掩碼長(zhǎng)度
[]intg0/0/2//進(jìn)入接口g0/0/2
port1ink-typeaccess//接口鏈路類型為access
portdefaultvlan4.//將g0/0/2劃分進(jìn)vlan4
[]intvlan4//進(jìn)入虛擬接口vlanif4
ipaddress192.168.4.124//設(shè)置ip地址和子網(wǎng)掩碼長(zhǎng)度
PC機(jī)配置:
PC1ip192.168.2.10255.255.255.0網(wǎng)關(guān)指向192.168.2.1
//PC1IP設(shè)置為192.168.2.10，網(wǎng)關(guān)指向192.168.2.1
PC2ip192.168.4.10255.255.255.0網(wǎng)關(guān)指向192.168.4.1
//PC2IP設(shè)置為192.168.4.10，網(wǎng)關(guān)指向192.168.4.1

4.測(cè)試

用PC1鏈接pc2，ping192.168.4.10，鏈接成功

總結(jié)：

本次就是內(nèi)容稍微拗口一些，晦澀難懂，但是多做讀幾遍，完全可以明白，后面的小實(shí)驗(yàn)更容易做一些。

審核編輯：湯梓紅