數(shù)據(jù)通信技術(shù) 課件 任務(wù)3.4 實(shí)訓(xùn)：配置三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN間互訪

數(shù)據(jù)通信技術(shù)任務(wù)3.4實(shí)訓(xùn)：配置三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)VLAN間互訪三層交換機(jī)在本質(zhì)上是“帶有路由功能的（二層）交換機(jī)”在三層交換機(jī)內(nèi)分別設(shè)置了交換模塊和路由模塊，內(nèi)置的路由模塊與交換模塊相同，使用ASIC硬件處理路由一、三層交換機(jī)工作原理路由模塊交換模塊三層交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖SVI內(nèi)部匯聚鏈路因此，與傳統(tǒng)的路由器相比，可以實(shí)現(xiàn)高速路由，并且路由與交換機(jī)模塊是匯聚鏈接的，由于是內(nèi)部連接，可以確保相當(dāng)大的帶寬一、三層交換機(jī)工作原理路由模塊交換模塊三層交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖SVI內(nèi)部匯聚鏈路一、三層交換機(jī)工作原理使用三層交換機(jī)如何進(jìn)行VLAN間路由，實(shí)際上，它和單臂路由的情形大致相同。只是原來路由器中用于和VLAN相連的子接口現(xiàn)在放在三層交換機(jī)內(nèi)部的路由模塊中，并稱為“SVI（交換機(jī)虛擬接口）”。SVI是用于各VLAN收發(fā)數(shù)據(jù)的接口。一、三層交換機(jī)工作原理簡單討論下計(jì)算機(jī)A與計(jì)算機(jī)C間通信時(shí)的情形。計(jì)算機(jī)A向默認(rèn)網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)（Frame1）路由模塊交換模塊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；目標(biāo)MAC：B源IP：192.168.1.1目標(biāo)IP：192.168.1.2紅色VLAN接口192.168.1.100/24藍(lán)色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN間通信在路由模塊內(nèi)部完成路由轉(zhuǎn)發(fā)一、三層交換機(jī)工作原理交換機(jī)通過檢索MAC地址列表后，經(jīng)由內(nèi)部匯聚鏈接，將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給路由模塊。在通過內(nèi)部匯聚鏈路時(shí)，數(shù)據(jù)幀被附加了屬于紅色VLAN的VLAN識(shí)別信息（Frame2）路由模塊交換模塊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；目標(biāo)MAC：B源IP：192.168.1.1目標(biāo)IP：192.168.1.2紅色VLAN接口192.168.1.100/24藍(lán)色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN間通信在路由模塊內(nèi)部完成路由轉(zhuǎn)發(fā)一、三層交換機(jī)工作原理路由模塊在收到數(shù)據(jù)幀時(shí)，先由數(shù)據(jù)幀附加的VLAN識(shí)別信息分辨出它屬于紅色VLAN，據(jù)此判斷由紅色VLAN接口負(fù)責(zé)接收并進(jìn)行路由處理路由模塊交換模塊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；目標(biāo)MAC：B源IP：192.168.1.1目標(biāo)IP：192.168.1.2紅色VLAN接口192.168.1.100/24藍(lán)色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN間通信在路由模塊內(nèi)部完成路由轉(zhuǎn)發(fā)一、三層交換機(jī)工作原理接下來就會(huì)從藍(lán)色VLAN接口經(jīng)由內(nèi)部匯聚鏈路轉(zhuǎn)發(fā)回交換模塊。在通過匯聚鏈路時(shí)，這次數(shù)據(jù)幀被附加上屬于藍(lán)色VLAN的識(shí)別信息（Frame3）路由模塊交換模塊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；目標(biāo)MAC：B源IP：192.168.1.1目標(biāo)IP：192.168.1.2黃色VLAN接口192.168.1.100/24綠色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN間通信在路由模塊內(nèi)部完成路由轉(zhuǎn)發(fā)一、三層交換機(jī)工作原理交換機(jī)收到這個(gè)幀后，檢索藍(lán)色VLAN的MAC地址列表，確認(rèn)需要將它轉(zhuǎn)發(fā)給端口3。由于端口3是通常的訪問鏈接，因此轉(zhuǎn)發(fā)前會(huì)先將VLAN識(shí)別信息除去（Frame4）最終，計(jì)算機(jī)C成功地收到交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)幀路由模塊交換模塊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；目標(biāo)MAC：B源IP：192.168.1.1目標(biāo)IP：192.168.1.2黃色VLAN接口192.168.1.100/24綠色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN間通信在路由模塊內(nèi)部完成路由轉(zhuǎn)發(fā)一、三層交換機(jī)工作原理整體的流程，與使用外部路由器時(shí)的情況十分相似：都需要經(jīng)過發(fā)送方→交換模塊→路由模塊→交換模塊→接收方路由模塊交換模塊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；目標(biāo)MAC：B源IP：192.168.1.1目標(biāo)IP：192.168.1.2黃色VLAN接口192.168.1.100/24綠色VLAN接口192.168.2.100/24VLAN間通信在路由模塊內(nèi)部完成路由轉(zhuǎn)發(fā)一、三層交換機(jī)工作原理三層交換突出的特點(diǎn)（1）有機(jī)的硬件結(jié)合使得數(shù)據(jù)交換加速。（2）優(yōu)化的路由軟件使得路由過程效率提高。一、三層交換機(jī)工作原理三層交換突出的特點(diǎn)（3）除了必要的路由決定過程外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程由二層交換處理。（4）多個(gè)子網(wǎng)互連時(shí)只是與三層交換模塊的邏輯連接，不象傳統(tǒng)的外接路由器那樣需增加端口，保護(hù)了用戶的投資。二、三層交換機(jī)的接口1.二層接口交換接口：交換接口由設(shè)備上的單個(gè)物理端口構(gòu)成，只有二層交換功能。該端口可以是一個(gè)AccessPort或一個(gè)TrunkPort，可以通過接口配置命令，把一個(gè)端口配置為一個(gè)AccessPort或者TrunkPort。AccessPort承載單個(gè)VLAN的流量；TrunkPort通過802.1Q標(biāo)記，能夠承載多個(gè)VLAN的流量。交換接口被用于管理物理接口和與之相關(guān)的第二層協(xié)議，并且不處理路由和橋接。二、三層交換機(jī)的接口2.三層接口交換虛擬接口（SwitchVirtualInterface，SVI接口）：交換機(jī)虛擬接口是一種第3層接口，它是在多層交換機(jī)上完成VLAN間路由選擇而配置的接口。SVI是一種與VLAN-ID相關(guān)聯(lián)的虛擬VLAN接口，其功能在于啟用該VLAN上的路由選擇能力。案例背景如圖所示，某校園使用交換機(jī)S1來組建局域網(wǎng)，為了數(shù)據(jù)安全使用VLAN技術(shù)將教學(xué)區(qū)pc與數(shù)據(jù)中心服務(wù)器進(jìn)行二層隔離，因業(yè)務(wù)需要，教學(xué)區(qū)域的電腦必須訪問服務(wù)器獲取資源，由于該園區(qū)并沒有購置路由器，要求網(wǎng)絡(luò)管理員僅使用三層交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)需求。S1PC1服務(wù)器Ethernet0/0/0Ethernet0/0/1GE0/0/1GE0/0/2教學(xué)區(qū)pc:vlan2ip:192.168.2.1/24gateway:192.168.2.254/24數(shù)據(jù)中心服務(wù)器:vlan100ip:192.168.100.1/24gateway:192.168.100.254/24三、三層交換配置案例四、任務(wù)準(zhǔn)備分組情況班級(jí)姓名組號(hào)指導(dǎo)老師組長組員任務(wù)分工學(xué)生任務(wù)分配表需要自行準(zhǔn)備Console線、筆記本電腦、shell終端軟件四、任務(wù)準(zhǔn)備工具選擇Console線筆記本電腦終端軟件首先劃分vlan將服務(wù)器與pc二層隔離，在三層交換機(jī)上創(chuàng)建相應(yīng)的SVI關(guān)聯(lián)access接口，并作為下掛終端的網(wǎng)關(guān)地址，最后利用直連路由實(shí)現(xiàn)不同vlan間互訪。配置思路：VLAN及IP規(guī)劃根據(jù)案例要求，現(xiàn)將設(shè)備的IP地址及VLAN做如下規(guī)劃：設(shè)備名稱接口編號(hào)所屬VLANIP地址網(wǎng)關(guān)地址PC1VLAN2192.168.2.1/24192.168.2.254服務(wù)器VLAN3192.168.3.1/24192.168.3.254S1v