Cisco 三层交换详解

当公司网络规模较小、划分的VLAN比较少时，可能单臂路由就可以满足各VLAN间的通信，但是当VLAN较多、网络规模比较大时。那么使用单臂路由技术就显得有点力不从心了，这是我们就要引入三层交换机了。

现在大多数新型的catalyst交换机都支持CEF（Cisco快速转发）多层交换，CEF是一种基于拓扑的转发模型，可预先将所有的路由选择信息加入到FIB（ forWord information base，转发信息库）中，这样，交换机就能够快速查找路由选择信息。

CEF——主要包括如下两个转发用的信息表：
①：FIB（使用命令show ip cef查看FIB表）：CEF使用FIB来做出基于目标IP前缀的转发决策。从概念上说，FIB类似于路由表，包含路由表中转发信息的镜像。当网络的拓扑发生变化时，路由表将被更新，而FIB也将随之变化，FIB中包含下一跳地址信息，这些信息是根据路由表中的信息得到的，使用基于CEF的MLS（multilayer switching，多层交换）时，第三层引擎和硬件交换组件都维护一个FIB。

②：邻接关系表（使用命令show adjacency来查看邻接关系表）：在网络中，如果两个节点之间在数据链路层只有一跳，则他们彼此相邻。除FIB外，CEF还使用邻接关系表来存储第二层编址信息，对于每个FIB条目，邻接关系表中都包含相应的第二层地址，和FIB一样，使用基于CEF的MLS时，第三层引擎和硬件交换组件都维护一个邻接关系表。

虚接口——既然三层交换机就可以实现不同VLAN间的通信，那么一定会给网络中的客户机指定默认网关，单臂路由的环境下，路由器的子接口就是VLAN的网关，依然是依托于物理接口的，那么三层交换机就显得比较有优势了，只要在交换机上开启相关VLAN的虚接口，并配置VLAN的ip地址，那么属于该VLAN的物理接口都可以动态的充当该VLAN的网关。

接下来我们来模拟一个涉及技术较多，网络环境相对实用的网络拓扑图：

首先把外网客户端，手动配置ip，接着我们配置R1路由器：

先配置F0/1端口：

F0/0端口配置:

DHCP服务配置：

以上面DHCP的配置格式，去配置我们需要的地址池（剩下三个网段的地址池就不截图了）。

因为该路由器与各VLAN下的客户机非直连网段，所以需要配置一条静态路由， 下一跳指向与SW-3L交换机直连的接口ip。

至此，路由器就配置完成了，接下来配置SW-3L：

先配置与路由器直连的接口【F0/1】：

接着配置F0/2和F0/3：

并捆绑成以太网通道，以提高链路带宽：

接下来配置VLAN和vtp：


以上述相似的步骤配置剩下的各个VLAN。（注意进入每个VLAN里都要执行ip helper-address 命令来做DHCP中继，并且需要在全局模式下执行ip routing命令，以开启路由功能。）

接下来配置sw1:



退到特权模式下查看VLAN配置信息，是否正确：

接下来执行以下命令配置F0/3和F0/4端口（配置两台二层交换机直连的以太网通道，注意以太网通道编号不能和F0/1和F0/2的以太网编号冲突）：

conf t
in ra f0/3 -4
sw mo tr
channel-group 2 mo on
配置完成后，接着配置SW2：

en
conf t #进入全局模式
in ra f0/1 -2 #进入f0/1 -2接口
sw mo tr #接口改为trunk模式
channel-grou 2 mo on #捆绑以太网通道（编号与sw1的f0/3 -4端口一致）
vtp do lv #定义vtp的域名（与之前两台交换机的域名一致）
vtp mo cli #更改vtp的工作模式为客户机模式
in f0/3 #以下操作均是把连接客户机的接口添加到相应的VLAN中
sw ac vl 30
in f0/4
sw ac vl 40
这样VLAN中的客户机就可以通过DHCP获取到ip，并通过三层交换机实现了不同VLAN中的流量通信。