数据通信技术 课件 任务3.4 实训：配置三层交换机实现VLAN间互访

数据通信技术任务3.4实训：配置三层交换机实现VLAN间互访三层交换机在本质上是“带有路由功能的（二层）交换机”在三层交换机内分别设置了交换模块和路由模块，内置的路由模块与交换模块相同，使用ASIC硬件处理路由一、三层交换机工作原理路由模块交换模块三层交换机的内部结构图SVI内部汇聚链路因此，与传统的路由器相比，可以实现高速路由，并且路由与交换机模块是汇聚链接的，由于是内部连接，可以确保相当大的带宽一、三层交换机工作原理路由模块交换模块三层交换机的内部结构图SVI内部汇聚链路一、三层交换机工作原理使用三层交换机如何进行VLAN间路由，实际上，它和单臂路由的情形大致相同。只是原来路由器中用于和VLAN相连的子接口现在放在三层交换机内部的路由模块中，并称为“SVI（交换机虚拟接口）”。SVI是用于各VLAN收发数据的接口。一、三层交换机工作原理简单讨论下计算机A与计算机C间通信时的情形。计算机A向默认网关发送数据（Frame1）路由模块交换模块1234A(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100B(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100C(MAC)192.168.2.1/24GW192.168.2.100D(MAC)192.168.2.2/24GW192.168.2.100源MAC:A；目标MAC：B源IP：192.168.1.1目标IP：192.168.1.2红色VLAN接口192.168.1.100/24蓝色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN间通信在路由模块内部完成路由转发一、三层交换机工作原理交换机通过检索MAC地址列表后，经由内部汇聚链接，将数据帧转发给路由模块。在通过内部汇聚链路时，数据帧被附加了属于红色VLAN的VLAN识别信息（Frame2）路由模块交换模块1234A(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100B(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100C(MAC)192.168.2.1/24GW192.168.2.100D(MAC)192.168.2.2/24GW192.168.2.100源MAC:A；目标MAC：B源IP：192.168.1.1目标IP：192.168.1.2红色VLAN接口192.168.1.100/24蓝色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN间通信在路由模块内部完成路由转发一、三层交换机工作原理路由模块在收到数据帧时，先由数据帧附加的VLAN识别信息分辨出它属于红色VLAN，据此判断由红色VLAN接口负责接收并进行路由处理路由模块交换模块1234A(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100B(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100C(MAC)192.168.2.1/24GW192.168.2.100D(MAC)192.168.2.2/24GW192.168.2.100源MAC:A；目标MAC：B源IP：192.168.1.1目标IP：192.168.1.2红色VLAN接口192.168.1.100/24蓝色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN间通信在路由模块内部完成路由转发一、三层交换机工作原理接下来就会从蓝色VLAN接口经由内部汇聚链路转发回交换模块。在通过汇聚链路时，这次数据帧被附加上属于蓝色VLAN的识别信息（Frame3）路由模块交换模块1234A(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100B(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100C(MAC)192.168.2.1/24GW192.168.2.100D(MAC)192.168.2.2/24GW192.168.2.100源MAC:A；目标MAC：B源IP：192.168.1.1目标IP：192.168.1.2黄色VLAN接口192.168.1.100/24绿色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN间通信在路由模块内部完成路由转发一、三层交换机工作原理交换机收到这个帧后，检索蓝色VLAN的MAC地址列表，确认需要将它转发给端口3。由于端口3是通常的访问链接，因此转发前会先将VLAN识别信息除去（Frame4）最终，计算机C成功地收到交换机转发来的数据帧路由模块交换模块1234A(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100B(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100C(MAC)192.168.2.1/24GW192.168.2.100D(MAC)192.168.2.2/24GW192.168.2.100源MAC:A；目标MAC：B源IP：192.168.1.1目标IP：192.168.1.2黄色VLAN接口192.168.1.100/24绿色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN间通信在路由模块内部完成路由转发一、三层交换机工作原理整体的流程，与使用外部路由器时的情况十分相似：都需要经过发送方→交换模块→路由模块→交换模块→接收方路由模块交换模块1234A(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100B(MAC)192.168.1.2/24GW192.168.1.100C(MAC)192.168.2.1/24GW192.168.2.100D(MAC)192.168.2.2/24GW192.168.2.100源MAC:A；目标MAC：B源IP：192.168.1.1目标IP：192.168.1.2黄色VLAN接口192.168.1.100/24绿色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN间通信在路由模块内部完成路由转发一、三层交换机工作原理三层交换突出的特点（1）有机的硬件结合使得数据交换加速。（2）优化的路由软件使得路由过程效率提高。一、三层交换机工作原理三层交换突出的特点（3）除了必要的路由决定过程外，大部分数据转发过程由二层交换处理。（4）多个子网互连时只是与三层交换模块的逻辑连接，不象传统的外接路由器那样需增加端口，保护了用户的投资。二、三层交换机的接口1.二层接口交换接口：交换接口由设备上的单个物理端口构成，只有二层交换功能。该端口可以是一个AccessPort或一个TrunkPort，可以通过接口配置命令，把一个端口配置为一个AccessPort或者TrunkPort。AccessPort承载单个VLAN的流量；TrunkPort通过802.1Q标记，能够承载多个VLAN的流量。交换接口被用于管理物理接口和与之相关的第二层协议，并且不处理路由和桥接。二、三层交换机的接口2.三层接口交换虚拟接口（SwitchVirtualInterface，SVI接口）：交换机虚拟接口是一种第3层接口，它是在多层交换机上完成VLAN间路由选择而配置的接口。SVI是一种与VLAN-ID相关联的虚拟VLAN接口，其功能在于启用该VLAN上的路由选择能力。案例背景如图所示，某校园使用交换机S1来组建局域网，为了数据安全使用VLAN技术将教学区pc与数据中心服务器进行二层隔离，因业务需要，教学区域的电脑必须访问服务器获取资源，由于该园区并没有购置路由器，要求网络管理员仅使用三层交换技术实现需求。S1PC1服务器Ethernet0/0/0Ethernet0/0/1GE0/0/1GE0/0/2教学区pc:vlan2ip:192.168.2.1/24gateway:192.168.2.254/24数据中心服务器:vlan100ip:192.168.100.1/24gateway:192.168.100.254/24三、三层交换配置案例四、任务准备分组情况班级姓名组号指导老师组长组员任务分工学生任务分配表需要自行准备Console线、笔记本电脑、shell终端软件四、任务准备工具选择Console线笔记本电脑终端软件首先划分vlan将服务器与pc二层隔离，在三层交换机上创建相应的SVI关联access接口，并作为下挂终端的网关地址，最后利用直连路由实现不同vlan间互访。配置思路：VLAN及IP规划根据案例要求，现将设备的IP地址及VLAN做如下规划：设备名称接口编号所属VLANIP地址网关地址PC1VLAN2192.168.2.1/24192.168.2.254服务器VLAN3192.168.3.1/24192.168.3.254S1v