HCIP课程总结

HCIP课程总结（四）

三层架构

一、原理及配置
网关作为一个广播域的中心出口，生成树的根网桥也是一颗树的中心，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，相同的率vlan允许列表；

[sw1]interface Eth-Trunk 0 （创建通道接口）
[sw1-Eth-Trunk0]quit
[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：**华为设备中，之后设备的位置需进入 eth-trunk 口修改；

**三层通道：**成为通道的所有物理链路必须纤维三层接口；其意义在于将多个需要配置ip地址的接口逻辑的合为一个接口，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

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（交换机虚拟接口）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，该接口面膜人在vlan1中，故vlan1就被成为默认的管理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；
配置命令：
[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未曾接口；

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

**注：**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接口爽up的条件：该交换机上创建了该vlan，同时该vlan内部存在爽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，原理与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地址作为网关地址；
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（可以为真是接口ip）和一个虚拟MAC；
默认没1s检测一次master是否活跃；
组播地址：224.0.018；
TTL=1；
hold time 3s；

选举规则：
先优先级，默认100，大优先；再接口ip地址，大优先；

特点：
切换速度快，可以是网关的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重定向是失败的，故当上行链路DOWN是，网关将不会切换；可以定义上行链路追踪——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的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；因此建议仅在直接使用路由器作为网关时，才使用负载分担方式；

名词解释：
CAM——交换机转发数据依赖本地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表示将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：**即三层设备如何路由数据；
三层设备：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为目标下一跳；目标MAC在本地ARP表中查找——表中存在记录则直接调用，没有记录则进行ARP查询；
行为基于：路由表+ARP表

2.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；

行为基于：该数据包进入的接口+转发的接口+新的二层封装
之后该数据流的其他数据包基于缓存的记录转发即可；

3.CEF——特快交换——无需路由，直接交换（最早由Cisco提出）
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；当数据包来到三层设备后，仅需要匹配该表格即可；