[网络]三层交换机的原理与配置

1.三层交换技术

1.1三层交换机的功能

• 1现数据帧在广播域内二层转发
• 2.实现VLAN间的通信
• 3.数据包的三层路由转发
• 4.三层交换=二层交换+三层转发

1.2三层交换机的转发原理

1.三层转发的过程中要重新封装2层

• 三层交换机上，第三次引擎处理数据流的第一个包
  
  2.第一个数据包原理
• VLAN1给VLAN2发送一个数据包，会先发送一个ARP请求，探测VLAN2的MAC地址，经过三层交换机会重新封装一个MAC地址，然后转发给VLAN2
• 当三层设备接收到一个数据帧，会拆除原数据帧，重新封装新的源MAC地址和目标MAC地址，并因为帧头部的信息发生变化，帧校验码也会发生变化，处理的方式是软件的方式
  3.后续数据包的原理
• 在第一个数据包转发完成后，在硬件中创建一个MLS条目，用于后续数据包由硬件执行的重新封装和快速转发，2层数据帧会被重新封装为需要转发的下一个网段帧格式这就是MLS的一次路由多次转发

1.3MLS条目的组成**

• 转发信息库（FIB）：相当于路由器的路由表（记录了IP地址和VLAN之间的对应关系）
• 通过在三层上交换机创建一个虚拟接口，实现路由表的转发功能
• 邻间关系表：相当于交换机的MAC地址表（记录了MAC地址相邻的关系）
• 通过第一个数据包的路由转发，学习到的。

1.4虚接口的概述

三层交换机具有路由功能，所以两个VLAN之间可以互相访问，每个VLAN 虚接口就是该网段的网关

• 在三层交换机上配置的VLAN 接口为虚接口

2.实验一

2.1三层交换机的简单运用

实验要求

• 1.PC1和PC2在不同网段
• 2.PC1和PC2在不同VLAN
• 3.实现PC1和PC2之间的相互通信
• 4.配置如下
• 
  实验思路
• 1.给PC1和PC1配置对应的主机信息
• 2.在交换机创建VLAN10，20，
• 3.创建两个虚拟机接口对应PC1和PC2（相当于PC1,PC2的网关）
• 4.把路由器和PC1对应的接口加入到VLAN10中
• 5.把路由器和PC2对应的接口加入到VLAN20中
  实验步骤
  第一步配置PC1，PC2的主机信息
  - PC2同理
  第二步创建虚拟接口，给虚拟接口添加IP地址

第三步，把交换机和主机相连接的端口加入到VLAN中，PC2同理
第三步验证

2.2.实验二

实验要求如图

• 实现多台三层交换机之间的数据转发
• 

实验思路

• 1.如上面实验一样，配置虚接口，把端口加入对应的VLAN当中
• 2.交换机与交换机之间用trunk链路类型
• 3.给两台交换机配置静态路由
  实验步骤
  第一步，创建vlan,配置虚接口的IP地址，加入到对应的VLAN中，三层交换机SW2一样配置
  
  第二不步，交换机与交换机之间用trunk连累类型，并允许VLAN通过，两台交换机都要设置
  
  - 第三步配置两台三层交换机的静态路由
  

第四步验证

实验三

实验要求：在两台三层交换机中加入一个路由器，实验数据转发，如图

• 
• 实验思路
• 1.给两台三层交换机创建虚拟接口，并配置对应的IP地址
• 2.路由器可直接在端口上配置IP地址
• 3.路由器和交换机之间试图access链路类型连接
• 4.给三层交换机，路由器配置静态路由
  实验步骤
  第一步，配置三层交换机虚拟接口的IP地址和链路类型，并加入到VLAN中，两台三层交换机都要设置
  
  第二步，给路由器配置IP地址，添加静态路由
  
  第三步，给路由器配置静态路由
  
  
  第四步验证