三层架构总结知识

Eth-trunk trunk通道

网关作为了一个广播域的中心出口；生成树的根网桥也是一棵树的中心，也是流量的集合点；若将两者分配不同的设备将导致网络通讯资源浪费，故强烈建议两者在同一台汇聚层设备上；

若使用基于vlan或基于分组的STP协议来工作三层架构中，将导致vlan间或组间通讯时对汇聚层间链路带宽要求较高，可以通过 以太网通道 channel (cisco )    以太网中继Eth-Trunk(华为)  技术来解决

通道技术将多个接口逻辑的整合为一个接口，实现带宽叠加的作用；

配置要求：

1. 通道的对端必须为同一台设备；
2. 通道的所有物理接口应该具有相同的速率、双工模式；相同的类型，相同的vlan允许列表；

先创建通道接口

然后把两个接口假加入eth-trunk

负载分担：不同的流量，基于不同链路传输；

注：华为设备，之后设备的配置进入eth-trunk口修改；

三层通道：成为通道的所有物理链路必须先为三层接口；其意义在于将多个需要配置ip地址的接口逻辑为一个接口，配置一个ip地址即可

[sw1]interface Eth-Trunk 0

[sw1-Eth-Trunk0]undo portswitch   切换为3层接口

[sw1-Eth-Trunk0]ip add 192.168.1.1 255.255.255.0  配置ip地址

[sw1]interface GigabitEthernet 0/0/1  将物理接口加入到通道内

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]eth-trunk 0

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2

[sw1-GigabitEthernet0/0/2]eth-trunk 0

SVI

二、管理vlan；  二层交换机物理接口正常无法配置ip地址；故存在一个SVI（接口；

该接口可以配置ip地址，出厂存在MAC地址；用于远程登录该设备；该接口默认在vlan1 中，故vlan1就被称为默认的管理vlan；

二层交换机仅存在一个svi，默认在vlan1中，转移到其他vlan时，之前的vlanif接口将自动被关闭；

三层交换机支持多个SVI接口，所有的svi可以共存；

[Huawei]interface Vlanif 2

[Huawei-Vlanif2]ip address 192.168.2.1 24

若其他网段设备需要访问svi，那么交换机必须定义网关地址，或缺省路由，否则无法回复；

[Huawei]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.2.254

三层交换机

    普通的二层交换机具有三层路由器设备的功能；标准的3层交换机不具有nat功能；只能作为汇聚层设备，无法成为核心层连接互联网的设备；

默认情况下，cisco和华为的三层交换机所有物理接口为二层接口；

可以将三层交换机的接口修改为三层功能；

华为命令

[sw1]interface GigabitEthernet 0/0/10  

[sw1-GigabitEthernet0/0/10]undo portswitch

[sw1-GigabitEthernet0/0/10]ip address 192.168.1.1 24

注:华为的三层交换机默认存在3层路由功能，但cisco需要手工开启

切记：三层设备最大的意义在还可以使用SVI接口来作为路由接口

注：svi接口双up的条件；-- 该交换机上创建了该vlan；同时该vlan内部存在双up 的接口（划分进入的）或该交换机上同时存在双up 的trunk允许了该vlan通过；

vrrp 网关冗余

四、网关冗余

VRRP:虚拟路由冗余协议--公有协议，原理同HSRP一致

区别：1、多台设备  2、仅master发送hello    3、可以使用物理接口的ip地址来为网关地址   4、抢占默认开启  5、hold time 3s

 

VRRP在一个组内可以存在多台3层设备，存在一个master和多个backup

正常产生一个虚拟IP（可以为真实接口ip）和一个虚拟MAC

默认每1s来检测一次master是否活动   224.0.0.18  TTL=1   hold time 3s

 

选举规则：先优先级，默认100，大优；再接口ip地址大优；

特点：切换速度快；可以使网关的IP和MAC地址不用变化；网关的切换对主机是透明的；

可以实施上行链路追踪

在网关冗余技术中，ICMP重定向是失效的；故当上行链路DOWN时，网关将不会切换；

可以定义上行链路追踪-----该配置必须在抢占开启的情况下生效，且两台设备间的优先级差值小于下调值； 若本地存在多条上行或下行链路，建议上行链路追踪配置时的下调值之和大于优先级差值----所有上行链路全down时，才让备份设备抢占；下行链路大部分down时，可以让备份设备抢占；

 

命令配置：

注：正常在三层架构中由于生成树的存在，负载分担方式将可能由于不同vlan根网桥位置不同，导致部分链路阻塞，使得负载分担反而成为累赘；  因此仅建议在直接使用路由器作为网关时，才使用负载分担方式；

名词注解：

CAM --   交换机转发数据依赖本地的MAC地址表；其实MAC地址表用于管理员查看；

交换机真正识别CAM表；   MAC表=CAM表     

区别在于CAM表是将MAC地址表中的MAC地址+接口编号+VLANid进行哈希运算，将运算后的值存储在CAM表中进行查找—以二进制存在

哈希运算—散列函数算法—MD-1-5  SHA  

哈希算法的特点：

1. 不等长的输入，等长的输出
2. 雪崩效应，源数据的一点变化将导致计算后数据的巨大变化 
3. 不能还原

路由器查询的—路由表—TCAM表  --将路由器表计算为二进制表格，用于芯片可以直接调用

 

数据交换方法：三层设备如何路由数据   路由器   多层交换机

1. 原始交换：当数据包进入3层设备后，设备基于目标ip地址需要先查询本地的路由表，在表中找到出口；之后流量需要基于出口转发，在出口处需要封装新的二层报头；新的源mac地址为出口，新的目标MAC为目标或下一跳；目标MAC在本地的ARP表中查找---表中存在记录直接调用，没有记录进行ARP查询；

路由表+ARP表

1. 快速交换  -- 一次路由，多次交换  

在三层设备转发同一数据流的第一个数据包时，基于目标ip地址查询本地的路由表和ARP表正常转发；过程中产生cache—缓存   该数据包进入的接口+转发的接口+新的二层的封装

之后该数据流的其他数据包基于缓存的记录转发即可；

最早由cisco公司提出 – CEF -特快交换  ---无需路由，直接交换

路由表—FIB  转发信息数据库  -- 递归完成后的表格—直接二进制存储

ARP  --- ADJ  邻居设备列表 –ARP表的二进制表格

之后FIB+ADJ整合为一张表；数据包来到三层设备后，仅需要匹配该表格即可