CCNP学习笔记12-交换部分---vlan

- 交换机通过MAC地址表转发数据帧

- MAC地址表包括 vlan 接口 mac地址。通过读取帧源MAC地址学习的

- mac表有效时间默认300秒

- 数据转发，通过读取mac表目标mac，进行转发，精确匹配目标mac，接口，vlan信息。不匹配就在   同vlan内泛洪（未知单播泛洪）另外组播和广播也泛洪。

-

设计不良网络的问题

    - 不受控制的失效域

    - 巨大的广播域

    - 大量的未知MAC单播泛洪

    - 不受控制的组播流量

    - 管理和支持任务艰巨

    - 可能的安全弱点

典型广播应用：ARP

 

可伸缩的网络编址

    - 在相邻的块里分配IP，为了日后方便汇总

    - 每个VLAN 分配一个子网

 

互联技术 

technology	use
fast ethernet	连接终端用户设备到交换机
gigabit ethernet	连接分布层交换机，高使用率的服务器
10-gigabit ethernet	高速交换到交换链路，骨干
etherchannel	高速交换到交换链路，有冗余的骨干

 

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vlan设计原则：安全；可伸缩；易管理；实用

 

端到端vlan 

- 用户被归类到不依赖物理位置的vlan

- 如果用户在园区网内移动，他的vlan身份保持一样

 

本地vlan

- 一般被限制在一个机架上

 本地vlan好处：

    - 确定性的传输流量

    - 活动的冗余路径

    - 高可用

    - 有限的失效域

    - 可伸缩设计

 

vlan范围

vlan range	use
0,4095	reserved for system use only
1	cisco default,不能删
2--1001	for ethernet vlans
1002--1005	cisco default for FDDI and token ring
1006--4094	ethernet vlan only,在模型旧平台无法实用

 

vlan 配置 

    config t

        vlan 3

            name test

            exit

        开启vlan

    int f0/1

        swi mode acc

        swi acc vlan 3

        将接口加入vlan

        sho vlan

        sho int

        查看

 

实例：

    SW1：

        vlan 10

        int f0/10

            swi mode acc

            swi acc vlan 10

        int f0/5

            swi mode acc

            swi acc vlan 10

    SW2:

        vlan 20

        int f0/5

            swi mode acc

            swi acc vlan 20

        int f1/0/10

            swi mode acc

            swi acc vlan 20

此时，R1和R2是可以通信的。因为vlan不是封装在数据帧上，而是交换机的配置，数据从R1进来打上vlan10tag,从F0/5出去，到达SW2后的数据帧并不包含vlan信息，从sw2 F0/5进 就打上f/5的vlan标记，然后根据目标MAC，从本地f1/0/10转发出去。

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trunk

- 特别为多个vlan的内部通信而开发

- 把一个特定的标识符在每个帧里

- 二层功能  

以太网帧结构并不包含封装vlan的位置

目标mac

源mac

类型

数据

校验

所以需要用trunk自己的协议（ISL ,802.1q），主要为vlan打标记

ISL	802.1Q
思科私有	业界标准
重新封装	插入标记
协议独立	协议依赖
把原有帧封装在新的帧里	在帧头插入新的字段

ISL封装 

    思科私有

    支持PVST

    使用重封装实现

    不修改原有的帧 

在原有数据帧的头之前封装28字节的ISL头，在原有数据帧尾部封装4字节的ISL校验

ISL head 28Byte

ethernet frame

CRC 4 Byte

802.1q封装 

    IEEE 标准

    在原有的帧上插入一个 4 个字节的标记

    附加的标记包括优先级字段（802.1q）

    属于本帧vlan的帧不打标记

    支持思科电话

目标

源

tag

LEN/type

data

FSC

0x8100 = 802.11 

PRI用于qos

PRI后的1位默认是 0 （0表示以太。1表示令牌环）  

802.1q本帧vlan：native vlan（默认是vlan1 ，native vlan 不打标记）

native  vlan的帧在trunk链路上不打标记。推荐不要使用！！

配置命令  

    接口下

        swiport trunk encapsulation dot1q

        swiport mode trunk

    查看 show interface trunk

         sho int f0/5 swi

BPDU在经过trunk链路的时候，会带vlan tag，扩展system-ID（由优先级 vlanID mac组成）等于vlan tag，这两个信息必须保持一致，表明该BPDU是为哪个vlan服务的。

在一个trunk接口，收到的BPDU如果没有打vlan标记，那么此BPDU必须和本地的native vlan一致。若不一致，在检查BPDU时就报错，并把接收BPDU接口的native vlan和接收到BPDU的扩展system-ID相同的vlan置于 inconsistent 状态，并且该两个vlan都被block

总结上述知识点：

    - vlan作用，分割广播域

      配置：全局下 vlan x

            接口加入vlan

    - trunk

        封装 ISL 重新封装 30个字节 

             802.1q 以太网帧插入字段 4个字节

           802.1q 的本帧vlan（ISL没有本帧vlan的概念）通过trunk不打标记。

            native vlan 配置在两台交换机的不同vlan时不通信，是因为vtp block了，关闭vtp                 ，建议不要使用native vlan

     - trunk 对管理流量是透明的。因为管理流量（VTP,DTP,CDP,PAGP,LACP,UDLD）打上的是802.3的封装 

        交换机管理流量是通过vlan1 传递的，当使用命令 swiport trunk allow vlan2-4094 过滤掉vlan1 的流量时，用户数据流量肯定会被过滤掉。但是针对不同的管理流量有不同的处理方法。其中 STP 是被过滤的，DTP,PAGP,LACP是允许通过的。VTP 通过与否是开启VTP协议有关，若启用（模式为server client）也通过，若关闭VTP（transparent模式），是不通过的。

        在经过trunk时，交换机的管理流量如何封装的问题：常见的VTP,DTP,CDP,PAGP,LACP,UDLD等，这些都不是基于vlan工作的，而是为整个交换机工作的，都是采用802.3的封装，都不会打802.1q的标记，也没必要打，所有可以理解为与trunk无关，各个协议都由802.3里面的2字节协议类型来区分上面承载了什么流量。通过抓包可以验证。

TRUNK配置（两种方法）  

    1，手动(推挤)：swi trun encap ISL/dotq

    2, DTP动态协商

        DTP:

            - 前身是DISL--dynamic ISL

            - 都是思科私有，用于协商trunk链路

            - trunk

                on 默认发送DTP

                off 用命令，switchport nonegotiate 关掉DTP

            - dynamic

                auto 默认不发送OTP，但是收到DTP后可以回复，被动协商

                desirable 默认主动发送DTP，主动协商

            - access 不发送DTP，不写上trunk （接口加入vlan时，swi mode acc的原因）

DTP 思科私有	send 发送DTP报文	sresponse 相应DTP报文
turnk	yes	yes(可用neonegotiate关闭)
access	NO	NO
desirable	yes	yes
auto	no	yes

 

switch(config)#inter f5/8

switch(config-if)#shut

switch(config-if)#swi tru encap dot1q

switch(config-if)#swi mode trunk

switch(config-if)#swi trunk native vlan 99--建议不启用，或配给不使用的vlan

switch(config-if)#switchport nonegotiate---关闭DTP

switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1,5,11,1002-1005 (控制trunk链路允许通过的vlan)

switch(config-if)#swi trunk allowed vlan remove 10,20(控制trunk链路排除哪些vlan)

switch(config-if)#no shut

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如图，结局 A B节点都使用vlan 100-200穿过SW1 SW2；SW1 SW2如何区分两个节点的流量

 A节点发送数据到SW1打vlan 100标记，到达SW1后再一层vlan标记传给SW2,然后解封最外层vlan标记，发给对端A节点。同理B节点互传。即用第二层vlan标记区分。

Q1Q技术

    A节点：正常配置trunk

            swi tru enca dot1q

            swi mode trunk

    SW1：对应A接口

            switchport mode dot1q-tunnel

            switchport access vlan 10---打第二层vlan标记

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VTP协议 用vtp传递vlan配置

 vtp排除3个步骤

    1，看trunk是否启用 sho interface trunk

    2, 看是否在一个vtp域，sho vtp stat

    3, 看vtp pass是否一致，sho vtp pass

    在相同域内同步vlan配置信息

    只在 trunk 端口发送公告

    密码必须一致

    当vtp域名不同时，DTP也不能协商成trunk

    VTP 操作：

        VTP 公告使用组播帧发送

        VTP server 和 client 通过最新的修正版本号（revision number）来同步

        VTP 公告每 5 分钟发送一次，或当发生改变的时候

    VTP 通告：

        3种报文

            汇总通告报文

            子集通过报文

            请求通过报文

        5分钟，使用汇总报文通过，包括版本号，域名，认证消息

        当收到汇总报文中的版本号比自己新，就去发送请求报文，然后对端回复子集报文（包括真正的vlan信息）。

    VTP 模式

        transparent(透明模式)

            创建，删除，修改vlan

            不发送，但转发公告

            不同步vlan配置

            vlan配置信息保存在config里 --show run可以看到

        server

            创建，删除，修改vlan

            发送，转发公告

            同步vlan配置

            vlan配置信息保存在flash的vlan.dat里

        client

            不能创建，修改删除vlan

            发送，续传公告

            同步vlan配置

            vlan配置信息保存在flash的vlan.dat里

    vtp配置

        vtp domain xx

        vtp mode server/client/trans

        vtp password xxx

      验证

        sho vtp status

        sho vtp passwork

局域网新接入交换机，如果网络配置了vtp，要保证新接入交换机的 修订版本号=0

方法1，vtp mode transparents

方法2，修改域名，与现有网络域名不同。

特例：当两台交换机的修订版本号相同，同时各自所包含的vlan配置信息不同时，谁也不向谁同步

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VTP 修剪 

    - 通过减少不需要的泛红流量来使带宽更有效率

    - VTP修剪会被同步，所以只在一台交换机配置就可以

VTP修剪实验：

R1属于vlan10 

R2属于vlan20

SW1：                                    SW2:

    vlan 10                                    vlan 10

    vlan 20                                    vlan 20

    int f1/10                                  int f0/10

        swi mode acc                                swi mode acc

        swi acc vlan 10                             swi acc vlan 20

    int f0/5                                    int f0/5

        swi trun en dot1q                            swi trunk en dot1q

        swi mode trun                                swi mode trunk

    sho int f0/10 保证是up状态

    vtp pruning                                 sho int trunk f0/5对应vlan1 vlan20 

    sho int trunk 检查 F0/5对应vlan1 vlan10    

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私有vlan

用来控制同一个vlan里的接口不能互通

例如小区宽带，一个小区同属一个vlan，为保证安全互相隔离。若为每个用户划分vlan，vlan还对应一个IP，这样设计不合理  

access switch:protected port

保护端口只能和非保护端口通信；保护端口之间不能通信；

保护端口在跨交换机情况下不能生效。

配置：接口下 switchport protected

私有vlan：分为主vlan（primary vlan）和辅助vlan（secondary vlan）；辅助vlan分为isolated vlan和 community vlan。

属于相同isolated vlan的所有接口都不能通信

属于相同community vlan的所有接口可以通信

isolated vlan 和 community vlan之间不能通信，但都可以和主vlan通信

    

PVLAN 接口类型（3个接口分别对应主vlan 隔离vlan 团体vlan） 

    - isolated 隔离vlan 隔离端口

    - promiscuous主vlan 混杂端口

    - community 团体vlan 团体端口

配置  

SW1：

    vtp transparent

    vlan 201

        private-vlan isolated

    vlan 100

        private-vlan primary

        private-vlan association add 201

    查看：

    sho vlan private-vlan

    sho vlan private-vlan type

    关联接口：

    int range f0/1 - 2

        switchport mode private-vlan host

        switchport private-vlan host-as sociation 100 201

    查看：sho int f0/12 switchport

实验

      

    vtp mode transparent    

    vlan 201 创建隔离vlan

        private-vlan isolate

    vlan 202 创建团体vlan

        private-vlan community

    vlan 100 创建主vlan，并关联辅助vlan

        private-vlan primary

        private-vlan associate 201,202

    int f0/24 设置混杂端口

        switchport mode private-vlan promiscuous

        switchport private-vlan mapping 100 201,202

    int range f0/1 -2

        swi mode private-vlan host

        swi private-vlan host-associationg 100 202

    int range f0/3 -4

        swi mode private-vlan host

        swi private-vlan host-ass 100 201

                         

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实验

     

PVLAN TRUNK(见实验手册)

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