一、三層交換機

三層交換技術

使用三層交換技術實現(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)必須將有關路由選擇等的三層信息下載到硬件中。以便對數(shù)據(jù)包進行過處理。為完成在硬件中處理數(shù)據(jù)包的高層信息，會使用傳統(tǒng)的MLS和基于CEF的MLS。

三層交換機的實現(xiàn)方式

傳統(tǒng)的MLS

“一次路由多次交換”

基于CEF的MLS

CEF預先根據(jù)路由表學習路由信息后，直接儲存在FIB (轉(zhuǎn)發(fā)信息庫)。REF預先根據(jù)ARP表生成鄰接表， 直接由硬件進行轉(zhuǎn)發(fā)。

工作原理

三層交換機在網(wǎng)絡層

①主機A給B發(fā)送單播數(shù)據(jù)包

②交換機查找FIB表，找到下一跳地址

③查找下一跳地址對應的鄰接關系的2層封裝信息

④轉(zhuǎn)發(fā)

二、補充

三層交換機的原理

第三層交換工作在網(wǎng)絡層，是利用第三層協(xié)議中的IP包的包頭信息來對后續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務流進行標記，具有同一標記的業(yè)務流的后續(xù)報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)過第二層鏈路層。 有了這條通路， 三層交換機就沒有必要每次將接收到的數(shù)據(jù)包進行拆包來判斷路由，而是直接將數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)發(fā)，將數(shù)據(jù)流進行交換。

其原理是: 假設兩個使用IP協(xié)議的站點A、B通過第三層交換機進行通信，發(fā)送站點A在開始發(fā)送時，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)，則進行二層的轉(zhuǎn)發(fā)。若兩個站點不在同一子網(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”發(fā)出ARP (地址解析)封包，而“缺省網(wǎng)關”的IP地址其實是三層交換機的三層交換模塊。當發(fā)送站A對“缺省網(wǎng)關”的IP地址廣播出-一個ARP請求時， 如果三層交換模塊在以前的通信過程中已經(jīng)知道B站的MAC地址，則向發(fā)送站A回復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ARP請求，B站得到此ARP請求后向三層交換模塊回復其MAC地址，三層交換模塊保存此地址并回復給發(fā)送站A,同時將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。由于僅僅在路由過程中才需要三層處理，絕大部分數(shù)據(jù)都通過二層交換轉(zhuǎn)發(fā)，因此三層交換機的速度很快，接近三層交換機的速度，同時比相同路由器的價格低很多。

路由器與交換機

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

那這有什么缺點呢?缺點只會通過MAC/IP地址來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，確實不占用CPU但也沒什么靈活性。

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算路由。網(wǎng)絡發(fā)生變化，比如增加節(jié)點或者線路出現(xiàn)故障，那就要路由器來重新計算。由于路由協(xié)議不同，一部分節(jié)點甚至全部節(jié)點都要重新計算到其他節(jié)點的路由。

三、實驗配置

1.準備2臺PC機和一臺三層交換機

2.分別配置PC1和PC2

3.配置三層交換機

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

4.測試

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，后面的小實驗更容易做一些。

審核編輯：湯梓紅