上课课件三层交换

1、Page 1/46第2章内容回顾STP作用STP的工作原理STP如何通过计算选择出被阻塞的端口STP的端口有哪些状态STP的计时器PVST与CST的区别PVST的配置三层交换第3章Page 3/46本章目标能够配置Cisco的三层交换机，使不同VLAN的主机能够互相通信理解三层交换机的工作原理能够在Cisco的三层交换机上配置DHCP中继简单了解DHCP的工作原理理解广播只能在VLAN内部扩散的原理能够在Cisco的三层交换机上配置路由接口，使交换机与路由器之间互通Page 4/46本章结构三层交换集中式和分布式交换基于CEF的MLS传统的MLSVLAN之间的通信三层交换的配置三层交换的工作原

2、理单臂路由的弱点三层交换的优势DHCP中继的配置VLAN之间的通信点到点路由接口的配置Page 5/46单臂路由实现VLAN之间通信VLAN 1VLAN 2VLAN之间的通信需要路由器来完成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单臂路由产生的瓶颈数据量增大，路由器与交换机之间的路径会成为整个网络的瓶颈VLAN 1VLAN 2Page 7/46三层交

4、换解决瓶颈问题三层交换二层交换三层转发三层交换机采用硬件完成数据包的交换，保证线速转发。 如何实现？Page 8/46以太帧头IP包头数据CRC传统的MLS 2-13层转发过程中要重新封装2层，在三层交换机上，由第3层引擎处理数据流的第一个包VLAN 1VLAN 2以太帧头IP包头数据CRC以太帧头CRC以太帧头IP包头数据CRCARP请求与响应Page 9/46传统的MLS 2-2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VLAN 1VLAN 2以太帧头IP包头数据CRC以太帧头CRCIP包头数据以太帧头IP包头数据CRC以太帧头

5、CRC以太帧头IP包头数据CRC一次路由，多次交换Page 10/46基于CEF的MLS 3-1CEF是一种基于拓扑的转发模型FIB（转发信息库） 基于IP目标前缀的转发决策邻接关系表 存储2层编址信息与路由表一一对应，是路由表的一个镜像。路由表更新时，FIB随之变化Page 11/46基于CEF的MLS 3-210.10.10.2/32 VLAN 110.20.20.2/32 VLAN 2主机A10.10.10.2/24 0006.1be3.9366主机B10.20.20.2/24000c.295e.174300061BE393660016C72E9700000C295E17430016C7

6、2E9700邻接关系表FIB表主机A给B发送单播数据包0016.c72e.9700交换机查找邻接关系表转发Vlan 1Vlan 2Page 12/46基于CEF的MLS 3-3主机A10.10.10.2/24 0006.1be3.93660016.c72e.9700 0016.c72e.b38010.20.20.2/24主机B10.30.30.2/24000c.295e.174310.20.20.2/32 attached f0/2410.30.30.0/24 Nexthop:10.20.20.20016C72EB3800016C72E9700邻接关系表FIB表主机A给B发送单播数据包查找下一

7、跳地址对应的邻接关系的2层封装信息交换机查找FIB表，找到下一跳地址f0/24转发Page 13/46集中式与分布式交换基于CEF的Catalyst交换机在3层支持两种硬件交换方法集中式交换分布式交换Page 14/46集中式交换在一个专用ASIC上作出转发决策交换矩阵转发引擎传统的MLS只支持集中式交换入站接口出站接口Page 15/46分布式交换每个模块上都有ASIC芯片，接口或模块独立作出转发决策处理能力强交换矩阵主转发引擎转发引擎转发引擎转发引擎转发引擎转发引擎转发引擎转发引擎入站接口出站接口Page 16/46阶段总结 三层交换机产生的原因三层交换机能够快速转发的原理传统的MLS基于

8、CEF的MLS集中式交换与分布式交换Page 17/46三层交换机的配置 3-1在三层交换机上启动路由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 18/46三层交换机的配置 3-2查看FIB表Switch (config)#show ip cef查看邻接关系表Switch (config)#show adjacency

9、 detail 在三层交换机上配置路由接口Switch (config-if)#no switchport Page 19/46三层交换机的配置 3-3配置DHCP中继转发Switch(config)#interface vlan vlan-idSwitch(config-if)#ip helper-address Dhcpserver-addressPage 20/46在企业中三层交换机的应用 二层交换机堆叠，连接数量众多的主机 三层交换机实现VLAN的互通，作为企业的核心或汇聚层Page 21/46三层交换机实现VLAN互通实例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 22/46三层交换机实现VLAN互通实例9-2在2层交换机上配置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 23/46三层交换机实现VLAN互通实例9-3在2层交换机上配制Trunk接口SW-2L(config)#inter

12、face f0/24SW-2L(config-if)#switchport mode trunkPage 24/46三层交换机实现VLAN互通实例9-4在3层交换机上配置与2层交换机相同的VLAN（配置步骤与方法相同）在3层交换机上启动路由 SW-3L(config)#ip routing第1步： 配置VLAN与Trunk第2步： 配置启动路由功能Page 25/46三层交换机实现VLAN互通实例9-5在3层交换机上配置各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 26/46三层交换机实现VLAN互通实例9-6在3层交换机上查看路由表

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层交换机中可以看到已经配置的3个本地VLAN的网段地址第4步： 验 证Page 27/46三层交换机实现VLAN互通实例9-7在主机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 28/46三层交换机实现VLAN互通实例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 29/46三层交换机实现VLAN互通实例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 在三层交换机上配置路由实例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在三层交换机上配置路由实例5-2在

21、三层交换机上配置路由接口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： 配置接口为3层模式第2步： 配置接口的IP地址第3步： 配置静态路由或动态路由Page 32/46在三层交换机上配置路由实例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在三层交换机上配置路由实例5-4查看f0/23接口信息SW-3L#show inter f0/23 switchportName: Fa0/23Switchport: Disabled第4步： 验 证Page 34/46在三层交换机上配置路由实例5-5显示交换机的路由表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路由接口的网段地址默认路由Page 35/46三层交换机配置DHCP中继实例7-1DHCP动态主机配置协议，用来动态的获取IP地址 广播发送IP地址请求 Server A提供IP地址客户机选择IP地址（选择ServerA提供的IP地址）服务器确认主机AServer AServer B Server B提供IP地址Page 36/46三层交换机配置D

26、HCP中继实例7-2DHCP工作过程请求IP地址 广播响应IP地址 广播192.168.1.50地址池：192.168.1.10100客户机选择IP地址 广播服务器确认 广播Page 37/46三层交换机配置DHCP中继实例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广播不能跨VLAN转发，如果需要实现在某一个VLAN中的DHCP Server为所有VLAN的主机分配IP地址，就需要在3层交换上配置DHCP中继Page 38/46三层交换机配置DHCP中继实例7-4在各VLAN互通的前提下，配置DHCP中继服务SW-3L(config)#interface vlan 1SW-3L(config-if)#ip helper-address 192.168.2.100 SW-3L(config)#interface vlan 3SW-3L(config