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汤褚
5 years ago
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1 学习沉淀成长分享二层交换基础红茶三杯 Latest update:

2 Content 二层交换基础 VLAN 及 Trunk 二层交换的基本配置实现 VLAN 间的互访

3 二层交换基础园区网中的二层交换二层交换机的主要功能 MAC 地址的概念交换机的寻址

4 园区网 Internet Internet 接入层 (AS) 用户接入接入安全访问控制汇聚层 (GS) 流量汇聚链路冗余设备冗余路由选择核心层 (CO) 高速转发服务器接入路由选择出口层 (OR) 广域网接入出口策略带宽控制

5 二层交换机的主要功能 Internet 终端设备的接入 ; 以太网数据帧的交换, 根据目的 MAC 地址转发数据帧 ; 学习 MAC 地址, 并维护 MAC 地址表 ; 防止二层环路

6 MAC 地址 PC1 PC2 Fa0/1 Fa0/2 IP: MAC: IP: MAC: 源 MAC 目 MAC 源 IP 目 IP 交换机查看数据帧的二层头部 ; 在自己的 MAC 地址表中查找目的 MAC; 随后将数据帧从特定的端口转发出去源 MAC 目 MAC 源 IP 目 IP

7 MAC 地址 00e0.fc OUI( 组织唯一标识 ) MAC 地址有 48 位, 通常被表示为点分十六进制数 ; MAC 地址全球唯一, 由 IEEE 对 OUI 进行管理和分配 ; 每个地址由两部分组成, 分别是供应商代码和序列号其中前 24 位二进制代表该供应商代码剩下的 24 位由厂商自己分配

8 MAC 地址表 switch#show mac-address-table Mac Address Table Vlan Mac Address Type Ports def0 DYNAMIC Gi0/ f915.8e80 DYNAMIC Gi0/ b637.8e10 DYNAMIC Gi0/ b.c00a STATIC Gi0/ d0.bbe4.da59 DYNAMIC Gi0/5 Catalyst 交换机默认情况下动态 MAC 表项的老化时间为 300s

9 二层交换机的寻址及数据交换 PC ABCD.0001 FE0/1 FE0/3 PC ABCD.0003 PC ABCD.0002 FE0/2 FE0/4 MAC Address-Table MAC Address Port PC ABCD 初始情况下交换机的 MAC 地址表是空的

10 二层交换机的寻址及数据交换 2 PC1 发送一个数据帧给 PC4, 暂且假设 PC1 已经知道 PC4 的 MAC 地址 Src:0026.ABCD.0001 Dst:0026.ABCD.0004 Layer2 Frame Header IP Header DATA PC ABCD.0001 FE0/1 FE0/3 PC ABCD.0003 PC ABCD.0002 FE0/2 FE0/4 MAC Address-Table PC ABCD.0004

11 二层交换机的寻址及数据交换 Src:0026.ABCD.0001 Dst:0026.ABCD.0004 IP Header DATA PC ABCD.0001 FE0/1 FE0/3 PC ABCD.0003 PC ABCD.0002 FE0/2 FE0/4 PC ABCD.0004 MAC Address-Table MAC Address 0026.ABCD.0001 Port FE0/1 3 交换机在收到数据帧后, 将数据帧的源 MAC 地址学习到 MAC 地址表中, 并与接收该帧的接口 FE0/1 口关联

12 二层交换机的寻址及数据交换 Src:0026.ABCD.0001 Dst:0026.ABCD.0004 IP Header DATA PC ABCD.0001 FE0/1 Flooding FE0/3 PC ABCD.0003 PC ABCD.0002 FE0/2 FE0/4 PC ABCD.0004 MAC Address-Table MAC Address 0026.ABCD.0001 Port Fa0/1 4 交换机在 MAC 地址表中查询数据帧的目的 MAC 地址, 发现没有匹配的表项, 因此将数据帧从除了其入站接口之外的所有接口泛洪出去

13 二层交换机的寻址及数据交换 PC ABCD.0001 FE0/1 FE0/3 PC ABCD.0003 PC ABCD.0002 FE0/2 FE0/4 PC ABCD.0004 MAC Address-Table MAC Address Port Src:0026.ABCD.0004 Dst:0026.ABCD.0001 IP Header DATA 0026.ABCD.0001 FE0/1 5 PC2 及 PC3 收到数据帧后将其丢弃, 因为这些数据帧并非发送给自己 ; PC4 则收下数据帧现在 PC4 要回复数据给 PC1

14 二层交换机的寻址及数据交换 PC ABCD.0001 FE0/1 FE0/3 PC ABCD.0003 PC ABCD.0002 FE0/2 FE0/4 PC ABCD.0004 MAC Address-Table MAC Address Port Src:0026.ABCD.0004 Dst:0026.ABCD.0001 IP Header DATA 0026.ABCD.0001 FE0/ ABCD.0004 FE0/4 6 交换机收到了数据帧, 将帧头中的源 MAC 地址学习到 MAC 表中, 并与接口 F0/4 关联

15 二层交换机的寻址及数据交换 PC ABCD.0001 FE0/1 FE0/3 PC ABCD.0003 PC ABCD.0002 FE0/2 FE0/4 PC ABCD.0004 MAC Address-Table MAC Address Port Src:0026.ABCD.0004 Dst:0026.ABCD.0001 IP Header DATA 0026.ABCD.0001 FE0/ ABCD.0004 FE0/4 7 随后交换机在 MAC 表中查找数据帧的目的 MAC 地址, 发现有一个匹配的表项, 出接口是 Fa0/1, 于是将数据帧转发到 Fa0/1 口

16 VLAN 及 Trunk VLAN 带来什么 VLAN 的概念 Trunk 的概念

17 为什么需要 VLAN Switch 交换机的所有接口属于一个广播域, 往往也是一个逻辑子网 ; 用户无法根据业务需要灵活的在交换机上进行广播域的隔离 ; 随着网络规模越来越大数量越来越多, 广播风暴将给网络带来重大问题

18 为什么需要 VLAN Switch VLAN10 VLAN VLAN(Virtual LAN) 技术提供了一种灵活的解决方案 ; 将交换机的接口根据业务需要添加到不同的 VLAN 中, 从而实现二层隔离

19 VLAN 的成员模式 Static VLAN Dynamic VLAN FE0/1 vlan10 FE0/2 MAC C 静态 VLAN - 以手工的方式将接口加入特定的 VLAN; 动态 VLAN - 根据接入到交换机的客户端的 MAC 地址等信息, 动态地将交换机的接口添加到特定的 VLAN

20 VLAN 知识点小结一个 VLAN 中所有设备处于同一广播域内, 不同的 VLAN 为不同的广播域, 一个 VLAN 一般是一个 IP 网段, 不同的 VLAN 规划到不同的 IP 网段 ; 不同的 VLAN 之间二层隔离, 广播不能跨越 VLAN 传播, 因此不同 VLAN 之间的设备无法进行二层通信, 需通过三层设备实现互通 ; VLAN 中成员关系多基于交换机的接口进行静态地分配, 划分 VLAN 就是将交换机的接口添加到特定 VLAN; VLAN 工作于 OSI 参考模型的第二层, 是二层交换机的一个非常根本的工作机制

21 Access 接口连接 PC 的接口, 设置为 Access 模式, 只能加入一个 VLAN, 默认加入 VLAN1 Access 是交换机二层接口的一种类型, 通常用于连接终端 ( 例如 PC 或服务器 ) 或路由器 ; Access 接口只能加入一个 VLAN, 默认交换机上的二层接口都加入 VLAN1

22 Trunk 接口 Switch1 Switch2 VLAN10 财会部 VLAN20 技术部 VLAN10 财会部 VLAN20 技术部当一条链路需要承载多个 VLAN 的流量时, 需使用 trunk 技术 ; Trunk 链路两端的交换机需采用相同的干道协议 (Dot1q 或 ISL); Trunk 技术使得 VLAN 能够跨交换机,Trunk 链路两端的接口需指定为 Trunk 类型

23 Trunk 协议类型 :ISL CISCO 私有封装协议, 通过硬件 (ASIC) 实现在交换机或路由器与交换机之间, 在交换机与具有 ISL 网卡的服务器之间可以实现 ISL header 26 bytes Original Frame CRC 4bytes DA TYPE User SA LEN AAAA03 HSA VLAN BPDU INDEX RES 40bit

24 Trunk 协议类型 :802.1q 802.1q 是一种公有标准, 也称为 Dot1q Original Frame Dest Src Len/EType Data FCS Insert tag field Tagged Frame Dest Src Tag Len/EType Data FCS EtherType(0x8100) PRI VLAN ID 16bits 3bits 1bit 12bits Token Ring Encapsulation Flag

25 Trunk 协议类型 :802.1q 公有标准, 在数据帧头的源 MAC 字段后插入一个 802.1q 的头部 ; 默认情况, 在 802.1Q Trunk 上对所有的 VLAN 打 Tag, 除了 Native VLAN; Native VLAN, 也称为本征 VLAN, 是在 trunk 上无需打标签的 VLAN, 默认为 vlan1, 可手工修改,Trunk 链路两端所配置的 Native VLAN ID 必须一致 ; Tag 标记字段详细信息 : Tag 标记字段包含一个 2 bytes EtherType( 以太类型 ) 字段一个 3bits 的 PRI 字段 1bit 的 CFI 字段 12bits 的 VLAN ID 字段

26 VLAN 的范围 VLAN ID 范围用途是否通过 VTP 传播 0 和 4095 保留用户不能使用不适用 1 常规范围默认 VLAN, 不可删除是常规范围用户能够创建使用和删除是 1001 常规范围用户不能创建使用和删除是保留 FDDI 和令牌环不适用保留不适用保留不适用保留有限使用否

27 Case2 园区网中的楼层交换机 Switchport mode access Local Network Switchport mode trunk Local Network 楼层 3 楼层 3 楼层 2 级联的概念及问题楼层 2 楼层 1 楼层 1

28 二层交换的基本配置

29 VLAN 的基本配置创建 VLAN Switch(config)# vlan 2 Switch(config-vlan)# name TechDept 配置 Access 模式的接口用于连接终端设备, 并且将接口加入特定 VLAN Switch(config)# interface fa0/1 Switch(config-if)# switchport mode access Switch(config-if)# switchport access vlan 2

30 VLAN 的基本配置配置 Trunk 封装方式 Switch(config)# interface fa0/15 Switch(config-if)# switchport trunk encapsulation {isl dot1q negotiate} 开启端口 trunk 模式 Switch(config-if)# switchport mode {dynamic {auto desirable} trunk}

31 二层交换实验 SW1 FE0/15 FE0/15 SW2 PC1 VLAN /24 PC2 VLAN /24 PC3 VLAN /24 PC4 VLAN /24 PC1 PC2 PC3 PC4 的 IP 地址及所属 VLAN 如图所示 ; 按照图示要求完成实验, 使得相同 VLAN 内的节点, 例如 PC1 与 PC3 能够互访 ;PC2 与 PC4 能够互访

32 实现 VLAN 间的互访

33 VLAN 之间二层隔离每个 VLAN 都是一个独立的广播域, 不同的 VLAN 之间二层就已经隔离, 因此属于不通 VLAN 的节点之间是无法直接互访的 Switch FE0/1 FE0/2 FE0/1 V10 FE0/2 V20 PC1 VLAN10 PC2 VLAN20

34 使用路由器物理接口实现 VLAN 间互访路由器能够实现不同广播域之间的数据路由 ; PC1 VLAN10 每一个 VLAN 都需要有一个物理接口进行对接 ; 路由器端口资源有限, 这种方案扩展性不高 FE0/0 FE1/0 PC2 VLAN20

35 使用路由器子接口实现 VLAN 间互访在路由器上基于物理接口来创建子接口, 通过子接口与 VLAN 对接, 子接口是逻辑接口, 物 PC1 VLAN10 理上并不存在 ; 子接口能够识别打上 Tag 的数据帧子接口 FE0/0.10 打 vlan10 的标签 FE0/24 FE0/0 PC2 VLAN20 子接口 FE0/0.20 打 vlan20 的标签

36 使用路由器子接口实现 VLAN 间互访 Interface fa0/0.10 encapsulation dot1q 10 ip address Switch Router Vlan10 Vlan20 FE0/1 FE0/2 FE0/24 Trunk FastEthernet0/0 路由器子接口也被形象地称为单臂路由 Interface fa0/0.20 encapsulation dot1q 20 ip address

37 单臂路由实验 GW FE0/ FE0/0 FE0/ FE0/14 SW1 FE0/15 FE0/15 SW2 PC1 VLAN /24 网关 : PC2 VLAN /24 网关 : PC3 VLAN /24 网关 : PC4 VLAN /24 网关 :20.254

38 Q&A 在本场景中, 这段链路是否需要配置为 Trunk, 为什么? VLAN VLAN

39 Q&A Access Port Vlan 10 Access Port Vlan 20 Access Port Vlan 10 两个 PC 能互相通信么? Access Port Vlan

40 Switch Virtual Interfaces(SVI) 交换式虚拟接口 (SVI) VLAN 接口 ( 三层接口 ) interface vlan 10 或 20 路由模块 vlan10 vlan20 交换模块 VLAN10 VLAN20

41 使用 SVI 实现 VLAN 间互访 FE0/1 PC1 VLAN /24 FE0/2 PC2 VLAN /24 vlan 10 20! interface fastethernet 0/1 switchport mode access switchport access vlan 10 interface fastethernet 0/2 switchport mode access switchport access vlan 20! Ip routing Interface vlan 10 ip address Interface vlan 20 ip address

42 学习沉淀成长分享红茶三杯 :weibo.com/vinsoney Thank You

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switching 学习沉淀成长分享二层交换基础红茶三杯 ( 朱 SIR) 微博 :http://t.sina.com/vinsoney Latest update: 2012-06-01 课程目标二层交换基础 VLAN 的概念 Trunk 的概念 VTP 二层交换基本配置二层交换基础园区网中的二层交换二层交换机的主要功能 MAC 地址的概念交换机的寻址园区网分层结构出口层 (OR) 广域网接入出口策略带宽控制