什么是三層交換機

　　三層交換機就是具有部分路由器功能的交換機，三層交換機的最重要目的是加快大型局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，所具有的路由功能也是為這目的服務的，能夠做到一次路由，多次轉(zhuǎn)發(fā)。對于數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)等規(guī)律性的過程由硬件高速實現(xiàn)，而像路由信息更新、路由表維護、路由計算、路由確定等功能，由軟件實現(xiàn)。三層交換技術(shù)就是二層交換技術(shù)+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。傳統(tǒng)交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡標準模型第二層——數(shù)據(jù)鏈路層進行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)，既可實現(xiàn)網(wǎng)絡路由功能，又可根據(jù)不同網(wǎng)絡狀況做到最優(yōu)網(wǎng)絡性能。

　　三層交換技術(shù)的工作原理

　　第三層交換工作在OSI七層網(wǎng)絡模型中的第三層即網(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)報文被交換到第二層數(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。

　　三層交換技術(shù)

　　近年來的對三層技術(shù)的宣傳，耳朵都能起繭子，到處都在喊三層技術(shù)，有人說這是個非常新的技術(shù)，也有人說，三層交換嘛，不就是路由器和二層交換機的堆疊，也沒有什么新的玩意，事實果真如此嗎？下面先來通過一個簡單的網(wǎng)絡來看看三層交換機的工作過程。

　　組網(wǎng)比較簡單

　　使用IP的設備A------------------------三層交換機------------------------使用IP的設備B

　　比如A要給B發(fā)送數(shù)據(jù)，已知目的IP，那么A就用子網(wǎng)掩碼取得網(wǎng)絡地址，判斷目的IP是否與自己在同一網(wǎng)段。

　　如果在同一網(wǎng)段，但不知道轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)所需的MAC地址，A就發(fā)送一個ARP請求，B返回其MAC地址，A用此MAC封裝數(shù)據(jù)包并發(fā)送給交換機，交換機起用二層交換模塊，查找MAC地址表，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到相應的端口。

　　如果目的IP地址顯示不是同一網(wǎng)段的，那么A要實現(xiàn)和B的通訊，在流緩存條目中沒有對應MAC地址條目，就將第一個正常數(shù)據(jù)包發(fā)送向一個缺省網(wǎng)關(guān)，這個缺省網(wǎng)關(guān)一般在操作系統(tǒng)中已經(jīng)設好，對應第三層路由模塊，所以可見對于不是同一子網(wǎng)的數(shù)據(jù)，最先在MAC表中放的是缺省網(wǎng)關(guān)的MAC地址；然后就由三層模塊接收到此數(shù)據(jù)包，查詢路由表以確定到達B的路由，將構(gòu)造一個新的幀頭，其中以缺省網(wǎng)關(guān)的MAC地址為源MAC地址，以主機B的MAC地址為目的MAC地址。通過一定的識別觸發(fā)機制，確立主機A與B的MAC地址及轉(zhuǎn)發(fā)端口的對應關(guān)系，并記錄進流緩存條目表，以后的A到B的數(shù)據(jù)，就直接交由二層交換模塊完成。這就通常所說的一次路由多次轉(zhuǎn)發(fā)。

　　以上就是三層交換機工作過程的簡單概括，可以看出三層交換的特點：

　　a -- 由硬件結(jié)合實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)。

　　b -- 這就不是簡單的二層交換機和路由器的疊加，三層路由模塊直接疊加在二層交換的高速背板總線上，突破了傳統(tǒng)路由器的接口速率限制，速率可達幾十Gbit/s。算上背板帶寬，這些是三層交換機性能的兩個重要參數(shù)。

　　c -- 簡潔的路由軟件使路由過程簡化。

　　d -- 大部分的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，除了必要的路由選擇交由路由軟件處理，都是又二層模塊高速轉(zhuǎn)發(fā)，路由軟件大多都是經(jīng)過處理的高效優(yōu)化軟件，并不是簡單照搬路由器中的軟件。

　　三層交換機的配置命令

　　步驟一：給交換機配置IP地址

　　S2724G#conf

　　S2724G（config）#int vlan 1

　　S2724G（config-if）#ip addess 192.168.0.100 255.255.255.0

　　----給VLAN 1配置IP地址

　　S2724G（config-if）#no shutdown ----激活該VLAN接口

　　S2724G（config-if）#exit

　　S2724G（config）#ip default-gateway 192.168.0.1 ----指定交換機的網(wǎng)關(guān)地址

　　步驟二：創(chuàng)建VLAN

　　S2724G#conf

　　S2724G（config）#vlan 10 ----創(chuàng)建VLAN 10

　　S2724G（config-vlan）#exit

　　S2724G（config）# vlan 20 ----創(chuàng)建VLAN 20

　　S2724G（config-vlan）#exit

　　步驟三：把相應接口指定到相應的VLAN中

　　S2724G（config）#int gi 0/10

　　S2724G（config-if）#switch access vlan 10

　　----把交換機的第10端口劃到VLAN 10中

　　S2724G（config-if）#exit

　　S2724G（config）#int gi 0/20

　　S2724G（config-if）#switch access vlan 20

　　----把交換機的第20端口劃到VLAN 20中

　　S2724G（config-if）#exit

　　S2724G（config）#int gi 0/24

　　S2724G（config-if）#switch mode trunk

　　----設置24口為Trunk模式（與三層交換機的連接口

　　S2724G（config-if）#

　　步驟四：保存配置

　　S2724G（config-if）#end

　　S2724G#write

　　模式轉(zhuǎn)換命令

　　用戶模式----特權(quán)模式，使用命令“enable”

　　特權(quán)模式----全局配置模式，使用命令“config t”

　　全局配置模式----接口模式，使用命令“interface+接口類型+接口號”

　　全局配置模式----線控模式，使用命令“l(fā)ine+接口類型+接口號”

　　注：

　　用戶模式：查看初始化的信息。

　　特權(quán)模式：查看所有信息、調(diào)試、保存配置信息

　　全局模式：配置所有信息、針對整個路由器或交換機的所有接口

　　接口模式：針對某一個接口的配置

　　線控模式：對路由器進行控制的接口配置

　?。?）配置命令

　　show running config 顯示所有的配置

　　show versin 顯示版本號和寄存器值

　　shut down 關(guān)閉接口

　　no shutdown 打開接口

　　ip add +ip地址 配置IP地址

　　secondary+IP地址 為接口配置第二個IP地址

　　show interface+接口類型+接口號 查看接口管理性

　　show controllers interface 查看接口是否有DCE電纜

　　show history 查看歷史記錄

　　show terminal 查看終端記錄大小

　　hostname+主機名 配置路由器或交換機的標識

　　config memory 修改保存在NVRAM中的啟動配置

　　exec timeout 0 0 設置控制臺會話超時為0

　　service password-encryptin 手工加密所有密碼

　　enable password +密碼 配置明文密碼

　　ena sec +密碼 配置密文密碼

　　line vty 0 4/15 進入telnet接口

　　password +密碼 配置telnet密碼

　　line aux 0 進入AUX接口

　　password +密碼 配置密碼

　　line con 0 進入CON接口

　　password +密碼 配置密碼

　　bandwidth+數(shù)字 配置帶寬

　　no ip address 刪除已配置的IP地址

　　show startup config 查看NVRAM中的配置信息

　　copy run-config atartup config 保存信息到NVRAM

　　write 保存信息到NVRA

　　erase startup-config 清除NVRAM中的配置信息

　　show ip interface brief 查看接口的謫要信息

　　banner motd # +信息 + # 配置路由器或交換機的描素信息

　　description+信息 配置接口聽描素信息

　　vlan database 進入VLAN數(shù)據(jù)庫模式

　　vlan +vlan號+ 名稱 創(chuàng)建VLAN

　　switchport access vlan +vlan號 為VLAN為配接口

　　interface vlan +vlan號 進入VLAN接口模式

　　ip add +ip地址 為VLAN配置管理IP地址

　　vtp+service/tracsparent/client 配置SW的VTP工作模式

　　vtp +domain+域名 配置SW的VTP域名

　　vtp +password +密碼 配置SW的密碼

　　switchport mode trunk 啟用中繼

　　no vlan +vlan號 刪除VLAN

　　show spamming-tree vlan +vlan號 查看VLA怕生成樹議

　　2. 路由器配置命令

　　ip route+非直連網(wǎng)段+子網(wǎng)掩碼+下一跳地址 配置靜態(tài)/默認路由

　　show ip route 查看路由表

　　show protocols 顯示出所有的被動路由協(xié)議和接口上哪些協(xié)議被設置

　　show ip protocols 顯示了被配置在路由器上的路由選擇協(xié)議，同時給出了在路由選擇協(xié)議中使用

　　的定時器

　　等信息

　　router rip 激活RIP協(xié)議

　　network +直連網(wǎng)段 發(fā)布直連網(wǎng)段

　　interface lookback 0 激活邏輯接口

　　passive-interface +接口類型+接口號 配置接口為被動模式

　　debug ip +協(xié)議 動態(tài)查看路由更新信息

　　undebug all 關(guān)閉所有DEBUG信息

　　router eigrp +as號 激活EIGRP路由協(xié)議

　　network +網(wǎng)段+子網(wǎng)掩碼 發(fā)布直連網(wǎng)段

　　show ip eigrp neighbors 查看鄰居表

　　show ip eigrp topology 查看拓撲表

　　show ip eigrp traffic 查看發(fā)送包數(shù)量

　　router ospf +process-ID 激活OSPF協(xié)議

　　network+直連網(wǎng)段+area+區(qū)域號 發(fā)布直連網(wǎng)段

　　show ip ospf 顯示OSPF的進程號和ROUTER-ID

　　encapsulation+封裝格式 更改封裝格式

　　no ip admain-lookup 關(guān)閉路由器的域名查找

　　ip routing 在三層交換機上啟用路由功能

　　show user 查看SW的在線用戶

　　clear line +線路號 清除線路

　　3. 三層交換機配置命令

　　配置一組二層端口

　　configure terminal 進入配置狀態(tài)

　　nterface range {port-range} 進入組配置狀態(tài)

　　配置三層端口

　　configure terminal 進入配置狀態(tài)

　　interface {{fastethernet | gigabitethernet} interface-id} | {vlan vlan-id} | {port-

　　channel port-channel-number} 進入端口配置狀態(tài)

　　no switchport 把物理端口變成三層口

　　ip address ip_address subnet_mask 配置IP地址和掩碼

　　no shutdown 激活端口

　　例：

　　Switch（config）# interface gigabitethernet0/2

　　Switch（config-if）# no switchport

　　Switch（config-if）# ip address 192.20.135.21 255.255.255.0

　　Switch（config-if）# no shutdown

　　配置VLAN

　　configure terminal 進入配置狀態(tài)

　　vlan vlan-id 輸入一個VLAN號， 然后進入vlan配態(tài)，可以輸入一個新的VLAN號或舊的來進行修改

　　name vlan-name 可選）輸入一個VLAN名，如果沒有配置VLAN名，缺省的名字是VLAN號前面用0填滿

　　的4位數(shù)，如VLAN0004是VLAN4的缺省

　　名字

　　mtu mtu-size （可選） 改變MTU大小

　　例

　　Switch# configure terminal

　　Switch（config）# vlan 20

　　Switch（config-vlan）# name test20

　　Switch（config-vlan）# end

　　或

　　Switch# vlan database

　　Switch（vlan）# vlan 20 name test20

　　Switch（vlan）# exit

　　將端口分配給一個VLAN

　　configure terminal 進入配置狀態(tài)

　　interface interface-id 進入要分配的端口

　　switchport mode access 定義二層口

　　switchport access vlan vlan-id 把端口分配給某一VLAN

　　例

　　Switch# configure terminal

　　Enter configuration commands， one per line. End with CNTL/Z.

　　Switch（config）# interface fastethernet0/1

　　Switch（config-if）# switchport mode access

　　Switch（config-if）# switchport access vlan 2

　　Switch（config-if）# end

　　Switch#

　　配置VLAN trunk

　　configure terminal 進入配置狀態(tài)

　　interface interface-Id 進入端口配置狀態(tài)

　　switchport trunk encapsulation {isl | dot1q | negotiate}配置trunk封裝ISL 或 802.1Q 或

　　自動協(xié)商

　　switchport mode {dynamic {auto | desirable} | trunk} 配置二層trunk模式。

　　dynamic auto—自動協(xié)商是否成為trunk

　　dynamic desirable—把端口設置為trunk如果對方端口是trunk， desirable， 配置Native VLAN

　?。?02.1q）

　　或自動模式，trunk—設置端口為強制的trunk方式，而不理會對方端口是否為trunk

　　switchport access vlan vlan-id 可選） 指定一個缺省VLAN， 如果此端口不再是trunk

　　switchport trunk native vlan vlan-id 指定802.1Q native VLAN號

　　例：

　　Switch# configure terminal

　　Enter configuration commands， one per line. End with CNTL/Z.

　　Switch（config）# interface fastethernet0/4

　　Switch（config-if）# switchport mode trunk

　　Switch（config-if）# switchport trunk encapsulation dot1q

　　Switch（config-if）# end

　　定義TRUNK允許的VLAN

　　configure terminal子 進入配置狀態(tài)

　　interface interface-id 進入端口配置

　　switchport mode trunk 配置二層口為trunk

　　switchport trunk allowed vlan {add | all | except | remove} vlan-list可選） 配置trunk允

　　許的VLAN.使用add， all， except， remove關(guān)健字

　　no switchport trunk allowed vlan 允許所有VLAN通過

　　例

　　Switch（config）# interface fastethernet0/1

　　Switch（config-if）# switchport trunk allowed vlan remove 2

　　Switch（config-if）# end

　　配置Native VLAN（802.1q）

　　configure terminal 進入配置狀態(tài)

　　interface interface-id 進入配置成802.1qtrunk的端口

　　switchport trunk native vlan vlan-Id 配置native VLAN號

　　no switchport trunk native vlan 端口配置命令回到缺省的狀態(tài)

　　配置基于端口權(quán)值的負載均衡

　　configure terminal 進入Switch 1配置狀態(tài)

　　vtp domain domain-name 配置VTP域

　　vtp mode server 將Switch 1配置成VTP server.

　　show vtp status 驗證VTP的配置

　　show vlan 驗證VLAN

　　configure terminal 進入配置狀態(tài)

　　interface fastethernet 0/1 進入F0/1端口

　　switchport trunk encapsulation {isl | dot1q | negotiate}配置trunk