交换机--- 生成树--三层架构总结

目录

交换机的作用：

三层架构：

VLAN：虚拟局域网    二层交换与路由器（三层交换机）逻辑将一个广播域切分为多个；

DHCP 池塘配置

生成树协议：

一、802.1D   一个交换网络内仅存在一棵生成树实例；

规则：

PID=端口ID   接口优先级（0-240，步长16，默认128）      接口编号

802.1D 缺点：

五、MSTP/MST/802.1S     华为设备默认使用该协议

一、网关作为了一个广播域的中心出口；

二、管理vlan；

三、三层交换机   

四、网关冗余

名词注解：

数据交换方法：三层设备如何路由数据   路由器   多层交换机

---

交换机的作用：

区别集线器（HUB），HUB为物理层设备，只能直接转发电流；

交换机为数据链路层设备，可以将电流与二进制转换，实现了以下功能：

1. 无限的传输距离
2. 彻底解决了冲突—所有的接口可以同时收发数据
3. 二层单播—物理寻址，在一个交换网络内，实现一对一通讯，保障了数据的安全，减少了垃圾数据量，降低的转发延时；
4. 提高端口密度—可以增加更多的接口

三层架构：

接入层：提供端口的密度，用于用户终端的接入—二层交换机、AP

汇聚层（分布层）：流量的集合，DHCP/VLAN/STP/HSRP/VRRP/channel…

                 QOS/ACL

核心层：nat、高速路由转发

冗余—备份     线路、设备、网关、UPS（电源）

VLAN：虚拟局域网    二层交换与路由器（三层交换机）逻辑将一个广播域切分为多个；

配置思路：

1. 交换机上创建vlan
2. 交换机上各个接口划分到对应的vlan中
3. trunk干道
4. vlan间路由--- 单臂路由（路由器子接口）    三层交换机

交换机对流量的转发机制：流量进入交换机后，先识别数据帧中的源MAC地址，然后将该MAC地址与该流量的进入接口进行绑定、记录，生成MAC地址表---再转换为CAM表

之后查看数据帧中的目标MAC地址，在CAM表中寻找对应的记录，若存在记录，按记录接口单播转发；

若没有记录将洪泛该流量；   洪泛—除流量的入口外其他所有出口复制；

默认CAM在一个mac最后出现的后300s将被删除；

MAC地址表和CAM的区别--- CAM是将MAC表中的MAC地址+接口编号+vlanid转换为hash值，再转换为二进制格式；意义在于识别更快；

Cisco的vlan：

编号12位二进制构成= 0-4095  其中1-4094 可用

1-1005  标准vlan – 任意条件均可使用       1006-4094扩展vlan  VTP模式为透明时使用

默认交换机存在vlan1      vlan1002-1005 （非以太网使用）

vlan1 为默认的native vlan，默认的管理vlan；且所有接口默认处于vlan1；

Switch(config)#vlan 2

Switch(config-vlan)#name classroom1

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#vlan 3-10，15-20  批量创建

2）接口划入vlan

Switch(config)#interface fastEthernet 0/2

Switch(config-if)#switchport mode access    必须先将接口定义access模式才能进行划分

Switch(config-if)#switchport access vlan 2

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/3 -4   批量划分

Switch(config-if-range)#switchport mode access

Switch(config-if-range)#switchport access vlan 3

3）trunk干道

二层交换机手工配置trunk干道

Switch(config)#interface fastEthernet 0/24

Switch(config-if)#switchport mode trunk  

Cisco的二层交换机仅支持802.1q

三层交换机手工配置trunk干道—ISL和802.1q均支持  故配置前必须先定义封装类型

Switch(config)#interface fastEthernet 0/1

Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q

Switch(config-if)#switchport mode trunk

trunk干道---不属于任何一个vlan，承载所有vlan的流量，具有标记和识别不同vlan标签的功能

在数据帧中封装vlanID的方法存在两种：802.1q （dot1.q）    ISL（cisco私有标准）

802.1q与isl最大的区别： 1、802.1q 标记流为4个字节    ISL标记为20个字节

                        2、802.1q存在native 本征vlan    默认不进行封装的一个vlan

                  3、802.1q使用12位标记4096个vlan ISL使用10位标记1024个vlan

                  4、ISL封装于数据帧的最前端   802.1q标记在前导位的后方

cisco的trunk干道还存在一个DTP技术，自动协商建立trunk干道；

默认cisco的45以上含45系列交换机为被动模式；45及以下为主动模式；

被动模式与被动模式   不能自动建立trunk；  手工配置=主动模式；

但任何模式与access模式不能建立为trunk；

Switch(config-if)#switchport mode dynamic ?

auto       Set trunking mode dynamic negotiation parameter to AUTO   被动模式

desirable   Set trunking mode dynamic negotiation parameter to DESIRABLE  主动模式

华为配置：

1. 创建vlan

 [SWA]vlan 10

 [SWA-vlan10]quit

 [SWA]vlan batch 2 to 3 5 10  批量创建vlan2-3，5，10

1. 接口划入vlan

单个接口修改接口模式为access

  [SWA]interface GigabitEthernet 0/0/5

  [SWA-GigabitEthernet0/0/5]port link-type access

批量修改为access

[Huawei]port-group 1
[Huawei]group-member GigabitEthernet 0/0/1 to GigabitEthernet 0/0/10
[Huawei]port link-type access

单个将接口划分到vlan

SWA]interface GigabitEthernet0/0/5

[SWA-GigabitEthernet0/0/5]port default vlan 3

批量将接口划分到vlan2

[Huawei]vlan 2

[Huawei-vlan2]port GigabitEthernet 0/0/1 to 0/0/2

1. trunk干道

进入接口后先修改接口类型为trunk模式；再定义该trunk干道可以允许通过的vlan；默认trunk干道的PVLAN-类似cisco的native vlan为vlan1，默认对vlan1 的流量不标记，且其他添加到允许列表也可正常通过

 [SWA-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk

 [SWA-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan 2 3

 [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all 允许所有vlan通过

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 3 修改trunk干道上的pvlan，注一旦pvlan不是默认的vlan1 了，那么需要在允许条件中添加新的PVLAN；此时原有的vlan1 不再是pvlan，需要手工将其添加到允许列表中；

1. vlan间路由器

1. 单臂路由—子接口—交换机连接路由器的那个交换机接口修改trunk模式

[RTA]interface GigabitEthernet0/0/1.1

[RTA-GigabitEthernet0/0/1.1]dot1q termination vid 2

[RTA-GigabitEthernet0/0/1.1]ip address 192.168.2.254 24

[RTA-GigabitEthernet0/0/1.1]arp broadcast enable

[RTA]interface GigabitEthernet0/0/1.2

[RTA-GigabitEthernet0/0/1.2]dot1q termination vid 3

[RTA-GigabitEthernet0/0/1.2]ip address 192.168.3.254 24

[RTA-GigabitEthernet0/0/1.2]arp broadcast enable

DHCP 池塘配置

dhcp enable  先全局开启DHCP服务

再接口开启dhcp服务,每个子接口单独开启

[r1]interface GigabitEthernet 0/0/0.1

[r1-GigabitEthernet0/0/0.1]dhcp select global

再定义池塘

ip pool v3

 gateway-list 192.168.2.1

 network 192.168.2.0 mask 255.255.255.0

 dns-list 114.114.114.114

华为VLAN部分的接口模式讲解：

1. 只要流量进入华为的设备将马上打上标签；-- 华为设备内部转发的流量均存在标签
2. 华为设备交换机上所有的接口存在转发允许列表，只有被转发允许列表允许的流量，才能从该接口进入或转出；   
3. 从某个接口转出时，除查看允许列表外，还需要定义是否标记；
4. 若某个流量从交换机某个接口进入时，没有标签，将被标记上该接口pvlan id；
5. 若某个流量从交换机的某个接口进入时，存在标签，将匹配该接口的允许列表，若被允许可以进入，若未被允许将被丢弃；
6. PC若接收到存在标记的流量，将丢弃；

无论接口为任何模式，均匹配以上5条规则；

接入模式：只能允许一个VLAN通过（允许列表无法直接定义）；PVLAN就是允许VLAN；且一定为不标记

[sw1]interface GigabitEthernet 0/0/5

[sw1-GigabitEthernet0/0/5]port link-type access

[sw1-GigabitEthernet0/0/5]port default vlan 2

中继模式：所有VLAN均可手动添加到允许列表中，默认仅pvlan在允许列表，且pvlan的出规则为不标

记，其他VLAN出规则为标记；

[sw1]interface GigabitEthernet 0/0/6

[sw1-GigabitEthernet0/0/6]port link-type trunk

[sw1-GigabitEthernet0/0/6]port trunk pvid  vlan 2

[sw1-GigabitEthernet0/0/6]port trunk allow-pass vlan all

混杂模式：所有VLAN均可手动添加到允许列表中，且可以在允许通过时，定义是否标记；

          默认PVLAN 为VLAN1，出向规则为不标记；一旦PVLAN被修改，那么需要手工添加该VLAN到允许列表，同时可以定义是否标记；

[sw1]interface GigabitEthernet 0/0/7

[sw1-GigabitEthernet0/0/7]port hybrid tagged vlan 2 to 3

[sw1-GigabitEthernet0/0/7]port hybrid untagged vlan 4 to 5

[sw1]display port vlan active   查看接口的VLAN转发规则；

总接口：数据帧从一个交换机接口进入时，先关注是否携带vlan id；

         1）携带 —关注list ，若允许，便携带封装进入

         2）未携带—封装PVID的VLAN号进入

          数据帧从一个交换机接口出去时；那么必须在vlan list 中存在

         再关注是否携带封装出

         U   剥离

        T    携带

生成树协议：

企业网三层架构---》冗余----》线路冗余---》二层桥接环路

导致问题：

1. 广播风暴
2. MAC地址表翻滚 ---在一台交换机上，同一个MAC地址只能映射唯一的接口；但同一个接口可以映射多个不同的MAC地址；
3. 同一数据帧的重复拷贝
4. 以上3个条件最终导致设备工作过载，导致重启保护

生成树：在一个二层交换网络中，生成一棵树型结构，逻辑的阻塞部分接口，使得从根到所有的节点仅存在唯一的路径；当最佳路径故障时，自动打开部分阻塞端口，来实现线路备份的作用；

生成树在生成过程中，应该尽量的生成一棵星型结构，且最短路径树；

存在算法：  802.1D      PVST PVST+(CISCO)      RSTP(802.1w)      MSTP(802.1S)

一、802.1D   一个交换网络内仅存在一棵生成树实例；

交换机间使用BPDU—桥协议数据单元 – 交换机间沟通互动收发的数据

 

配置BPDU—只有根网桥可以发送，在交换网络初始状态时，所有交换机均定义本地为根网桥，进行BPDU的发送；使得网络中所有交换机均收到其他设备的BPDU，之后基于数据中的参数进行比对，选举出根网桥；再所有非根网桥不再发送BPDU，而是仅接收和转发根网桥的BPDU；周期2s发送，hold time 20s；

TCN—拓扑变更消息（也是BPDU）： 本地交换机链路故障后，STP重新收敛，为了快速刷新全网所有交换机的MAC表，将向本地所有STP接口发送TCN（标记位中的TCN位置1），邻居交换机收到TCN后，先标记为ACK位为回复，用于可靠传输消息；之后将TCN逐级转发到根网桥处，由根网桥回复TC消息来逐级回复到所有交换机；使所有交换机临时将MAC表的老化时间修改为15s（默认的，转发延时）

 

选举--- 根网桥    根端口     指定端口   非指定端口（阻塞端口）

1. 根网桥 – 在一棵生成树实例中，有且仅有一台交换机为root；

BPDU中的 桥ID来决定

桥ID= 网桥优先级（0-65535公有） 默认32768 +  MAC地址（只有存在svi接口的交换机才拥有mac地址，若存在多个mac选数值最小）

根网桥的选举   先比较优先级，小优；   若优先级相同，比较mac，数值小优；

1. 根端口—在每台非根网桥上，有且仅有一个接口；本地离根网桥最近的接口（最短、星型），接收来自根网桥的BPDU，转发用户的流量（该接口不阻塞）

规则：

1、比较从根网桥发出后，通过该接口进入时最小的cost值；

    2、入向cost值相同，比较该接口对端设备的BID，小优

    3、对端BID也相同，比较该接口对端设备的接口的PID；先优先级小，若优先级一致，编号小

    4、连对端PID也相同，比较本地PID，小优；

PID=端口ID   接口优先级（0-240，步长16，默认128）      接口编号

1. 指定端口，在每一段存在STP的物理链路上，有且仅有一个；转发来自根网桥的BPDU，同时可以转发用户流量（不阻塞）；默认根网桥上所有接口为指定端口；

1、比较从根网桥发出后，通过该接口进入这段链路时的cost值最小（出向）

    2、若出向cost值相同，必须本地的BID，小优；

    3、本地BID相同，比较本地的PID；

    4、本地PID，相同，直接阻塞该端口；

【4】非指定端口（阻塞端口）当以上所有角色全部选举完成后，剩余没有任何角色的接口为非指定；

 该接口逻辑阻塞，实际可以接收到信息，但不转发；

cost值：不同带宽 存在不同cost

802.1d标准：          802.1T标准

10M = 100             1000M= 20000

100M=19              100M=200000

1000M=4

10000M=2

>100000M=1

[SWA]stp pathcost-standard ?    默认华为使用802.1t标准

  dot1d-1998  IEEE 802.1D-1998

  dot1t       IEEE 802.1T

  legacy      Legacy

生成协议中，至少应该将根网桥干涉到汇聚层处；

接口状态：

down：没有BPDU收发，一旦可以进行BPDU收发进入下一状态

侦听：强制15s；所有交换机进行BPDU收发，选举所有角色；接口角色为非指定端口直接进入阻塞状态；

      若为指定端口和根端口进入下一状态；

学习：强制15s； 指定端口和根端口学习所有接口连接设备的MAC地址，生成MAC表；之后进入下一状

       态；

转发：指端端口和根端口进入，可以转发用户报文；

阻塞：逻辑阻塞；

注：只有到接口进入到转发状态后，才能为用户转发数据报文，之前的30s不能转发任何数据；

收敛时间：

初次收敛—30s =  15侦听+15s学习

结构变化：

存在直连检测：本地存在阻塞端口，若其他端口断开，该阻塞端口马上进入15是侦听（选举）；结果若为

              启用，那么将再进入15s学习---总30s

没有直连检测：本地不存在阻塞端口，若某个端口断开，将发送次优BPDU（以本地为根）给其他邻居交换机，其他交换机无视该数据，进行20s hold time计时，到时时阻塞接口进入15s侦听，15s学习=总50s

802.1D 缺点：

1、收敛慢

2、链路利用率低

802.1配置命令：

[sw1]stp mode stp   修改为802.1d算法，当下华为默认为MSTP；

[sw1]stp priority 4096    修改网桥优先级

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]stp cost ?   修改接口cost值

  INTEGER<1-200000000>  Port path cost

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]stp port priority ?  修改接口优先级

  INTEGER<0-240>  Port priority, in steps of 16

二、PVST  cisco私有     基于vlan的生成树协议

在每个vlan内，存在一棵树，每个树的工作原理同802.1d一致；不同vlan的BPDU区别在于优先级；

优先级=4096倍数+vlan id   人为仅可修改4096倍数备份，且只能修改为4096的整倍

仅支持  trunk干道封装为ISL（cisco私有封装）

三、PVST +     在PVST的基础，兼容802.1q的trunk封装；且设计了部分的加速；

  端口加速（进入层连接用户的接口）      上行链路加速-针对直连检测      骨干加速—针对次优BPDU

缺点：1、收敛慢（加速不彻底）     2、树多（仅cisco存在单独的芯片，友商无法负荷）     

四、快速生成树   

cisco的RSTP   ---    基于vlan的快速生成树  - 一个vlan一棵树    pvst+的升级

公有RSTP（802.1w） --- 整个交换网络一棵树                       802.1d的升级

快速的原理：

1. 取消了计时器，而是在一个状态工作完成后，直接进入下一状态；
2. 分段式同步，两台设备间逐级收敛；使用请求和同意标记；依赖标记位的第1和第6位
3. BPDU的保活为6s；hello time 2s；
4. 将端口加速（边缘接口）、上行链路加速、骨干加速集成了
5. 兼容802.1d和PVST，但802.1d和PVST没有使用标记位中的第1-6位，故不能快速收敛；因此如果网络中有一台设备不支持快速收敛，那么其他开启快速收敛的设备也不能快速；

当tcn消息出现时，不需要等待根网桥的BPDU，就可以刷新本地的cam表；

切记:接口默认为半双工时，即便允许RSTP，依然基于慢速的802.1D算法来收敛；

[sw1]stp mode rstp

边缘接口---用于连接PC的接口，一旦被设定为边缘接口；将不再进行BPDU的发送，且不进行STP的收敛，直接为转发状态；  但若该接口收到了对端的BPDU，将失去边缘特性，重新正常收敛；

[sw1]interface GigabitEthernet 0/0/1

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]stp edged-port enable

[sw1]stp priority ?  修改网桥优先级

  INTEGER<0-61440>  Bridge priority, in steps of 4096

[sw1]stp root ?  快速定义根网桥角色

  primary    Primary root switch

  secondary  Secondary root switch

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]stp port  priority ?   修改接口优先级

  INTEGER<0-240>  Port priority, in steps of 16

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]stp cost ? 修改接口cost

  INTEGER<1-200000000>  Port path cost

五、MSTP/MST/802.1S     华为设备默认使用该协议

继承了快速生成树的基础；  将多个vlan放置于一个组内，基于每个组一棵生成树；

不同组间的BPDU中优先级= 4096倍数+组号

[r1]stp mode mstp

默认存在组0，且所有vlan默认处于该组；优先级= 32768+0

分组

[sw1]stp enable

[sw1]stp region-configuration

[sw1-mst-region]region-name a    所有设备应在一个组内

[sw1-mst-region]instance 1 vlan 1 to 5

[sw1-mst-region]instance 2 vlan 6 to 10

[sw1-mst-region]active region-configuration     激活当前配置（必须配置该指令）

切记：若将创建某个组，但该组内的vlan，在本交换机上没有创建，同时没有为该vlan服务的接口；该组将没有任何信息；整个交换网络中所有设备的分组信息必须完全一致；

定义本地为组1 的主根，组2 的备份根

stp instance 1 root primary      优先级修改为0

stp instance 2 root secondary    优先级修改为4096

[sw1]stp instance  1  priority ?

  INTEGER<0-61440>  Bridge priority, in steps of 4096

[sw1]interface GigabitEthernet 0/0/1

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]stp instance 1 cost ?

  INTEGER<1-200000000>  Port path cost

[sw1-GigabitEthernet0/0/1]stp instance 1 port priority ?

  INTEGER<0-240>  Port priority, in steps of 16

https://blog.csdn.net/xieyunc/article/details/82785340

一、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；

[sw1]interface Eth-Trunk 0  创建通道接口

[sw1-Eth-Trunk0]q

[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

负载分担：不同的流量，基于不同链路传输；

[sw1-Eth-Trunk0]load-balance ?    基于流的选择

  dst-ip       According to destination IP hash arithmetic

  dst-mac      According to destination MAC hash arithmetic

  src-dst-ip   According to source/destination IP hash arithmetic

  src-dst-mac  According to source/destination MAC hash arithmetic

  src-ip       According to source IP hash arithmetic

  src-mac      According to source MAC hash arithmetic

[sw1-Eth-Trunk0]load-balance { ip | packet-all }   修改基于流或者基于包  

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

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（交换虚拟接口）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、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；

cisco命令

Switch(config)#interface fastEthernet 0/1

Switch(config-if)#no switchport

Switch(config-if)#ip address 192.168.1.254 255.255.255.0

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

Switch(config)#ip routing

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

Switch(config)#interface vlan 2

Switch(config-if)#ip address 192.168.4.254 255.255.255.0

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；

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；

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；

1. 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