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零基础从头教学Linux（Day 17）

news 2025/8/22 8:43:52

三层交换机

一、三层交换机的配置

1.关于如何配置三层交换机，首先我们应该先创建VLAN

Switch>en
Switch#vlan database
% Warning: It is recommended to configure VLAN from config mode,as VLAN database mode is being deprecated. Please consult userdocumentation for configuring VTP/VLAN in config mode.Switch(vlan)#vlan 10
VLAN 10 added:Name: VLAN0010
Switch(vlan)#vlan 20
VLAN 20 added:Name: VLAN0020
Switch(vlan)#vlan 30
VLAN 30 added:Name: VLAN0030
Switch(vlan)#exit
APPLY completed.
Exiting....

2.将端口分配进VLAN

Switch(config)#int f0/1
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 10
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/2
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 20
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/3
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 30
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit

3.进入VLAN进行地址网关的分配

Switch(config)#int vlan 10
Switch(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan10, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan10, changed state to upSwitch(config-if)#ip address 192.168.10.254 255.255.255.0
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int vlan 20
Switch(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan20, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan20, changed state to upSwitch(config-if)#ip address 192.168.20.254 255.255.255.0
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int vlan 30
Switch(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan30, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan30, changed state to upSwitch(config-if)#ip address 192.168.30.254 255.255.255.0
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit

4.一定要在全局模式下输入

Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch(config)#ip routing

此为开启交换机路由器功能的全局模式

5.配置交换机接口模式

Switch(config)#int f0/1
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport mode trunkSwitch(config-if)#
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to upSwitch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/2
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport mode trunkSwitch(config-if)#
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/2, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/2, changed state to upSwitch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/3
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport mode trunkSwitch(config-if)#
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/2, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/2, changed state to upSwitch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit

二、三层交换机的原理

三层交换机结合了传统交换机和路由器的功能，能够在数据链路层（第二层）和网络层（第三层）进行高效的数据转发。以下是其核心工作原理：

1.基于硬件的转发

三层交换机使用专用集成电路（ASIC）或现场可编程门阵列（FPGA）实现高速数据转发。与软件路由相比，硬件转发大幅降低延迟，提升吞吐量。

2.一次路由多次交换

首次跨网段通信时，三层交换机会像路由器一样进行路由表查询和ARP解析，建立转发路径。后续相同流量的数据包直接由交换引擎处理，绕过路由模块。

3.VLAN间路由

通过创建虚拟接口（SVI），三层交换机能够在不同VLAN间直接路由，无需外接路由器。每个SVI对应一个VLAN的默认网关。

4.路由表与转发表

维护两种表结构：

  • 路由表：存储网络拓扑信息，通过静态配置或动态路由协议（如OSPF）生成

  • 转发表：记录MAC地址与端口的映射关系，用于二层交换

5.协议支持

同时处理二层协议（如STP）和三层协议（如IP、ICMP），支持ACL、QoS等高级功能。

三层交换机示例

保证全网段通信，网段配置已经给出

主机配置p1-p5

交换机s1

Switch>en
Switch#vlan database
% Warning: It is recommended to configure VLAN from config mode,as VLAN database mode is being deprecated. Please consult userdocumentation for configuring VTP/VLAN in config mode.Switch(vlan)#vlan 10
VLAN 10 added:Name: VLAN0010
Switch(vlan)#vlan 20
VLAN 20 added:Name: VLAN0020
Switch(vlan)#exit
APPLY completed.
Exiting....
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch(config)#int f0/1
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 10
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/2
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 20
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/3
Switch(config-if)#switchport mode trunkSwitch(config-if)#
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/3, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/3, changed state to upSwitch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#end
Switch#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

交换机s2

Switch>en
Switch#vlan database 
% Warning: It is recommended to configure VLAN from config mode,as VLAN database mode is being deprecated. Please consult userdocumentation for configuring VTP/VLAN in config mode.Switch(vlan)#vlan 20
VLAN 20 added:Name: VLAN0020
Switch(vlan)#vlan 30
VLAN 30 added:Name: VLAN0030
Switch(vlan)#exit
APPLY completed.
Exiting....
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch(config)#int f0/1
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 20
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/2
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 30
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/3
Switch(config-if)#switchport mode trunkSwitch(config-if)#
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/3, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/3, changed state to upSwitch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#end
Switch#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

三层交换机ms1

Switch>en
Switch#vlan database
% Warning: It is recommended to configure VLAN from config mode,as VLAN database mode is being deprecated. Please consult userdocumentation for configuring VTP/VLAN in config mode.Switch(vlan)#vlan 10
VLAN 10 added:Name: VLAN0010
Switch(vlan)#vlan 20
VLAN 20 added:Name: VLAN0020
Switch(vlan)#vlan 30
VLAN 30 added:Name: VLAN0030
Switch(vlan)#exit
APPLY completed.
Exiting....
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch(config)#ip routing
Switch(config)#int vlan 10
Switch(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan10, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan10, changed state to upSwitch(config-if)#ip address 192.168.10.254 255.255.255.0
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int vlan 20
Switch(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan20, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan20, changed state to upSwitch(config-if)#ip address 192.168.20.254 255.255.255.0
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int vlan 30
Switch(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan30, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan30, changed state to upSwitch(config-if)#ip address 192.168.30.254 255.255.255.0
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/1
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Command rejected: An interface whose trunk encapsulation is "Auto" can not be configured to "trunk" mode.
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport mode trunkSwitch(config-if)#
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to upSwitch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/2
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport mode trunkSwitch(config-if)#
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/2, changed state to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/2, changed state to upSwitch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/3
Switch(config-if)#no switchport
Switch(config-if)#ip address 10.0.0.1 255.255.255.252
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2
Switch(config)#end
Switch#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

路由器r1配置

Router>en
Router#conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Router(config)#int f0/0
Router(config-if)#ip address 10.0.0.2 255.255.255.252
Router(config-if)#no shutdownRouter(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to upRouter(config-if)#exit
Router(config)#int f0/1
Router(config-if)#ip address 1.0.0.1 255.0.0.0
Router(config-if)#no shutdownRouter(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/1, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to upRouter(config-if)#exit
Router(config)#ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 10.0.0.1
Router(config)#ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.0.1
Router(config)#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 10.0.0.1
Router(config)#end
Router#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

结果

RIP动态路由

RIP（Routing Information Protocol）是一种基于距离矢量的动态路由协议，适用于小型网络。它使用跳数（hop count）作为度量标准，最大跳数为$15$，超过$16$跳的路由被视为不可达。RIP通过定期广播或组播路由更新（默认每30秒）来实现路由信息的动态交换。下面基于您提供的v1和v2介绍，进一步扩展协议细节、配置步骤和注意事项。

一、RIP版本详细比较

  • RIP v1：

    • 仅支持有类地址（Classful Addressing），例如：$192.168.1.0$（默认掩码为$255.255.255.0$）。
    • 自动汇总子网：当路由器发送更新时，会将子网汇总到类边界（如将$192.168.1.0/24$汇总为$192.168.0.0/16$），这可能导致路由不精确或环路。
    • 使用广播更新（目标地址$255.255.255.255$），不支持认证，安全性较低。
    • 最大跳数限制为$15$，适用于小规模网络。

  • RIP v2：

    • 支持无类地址（Classless Addressing），允许使用子网掩码（如$192.168.1.0/26$），实现更精细的路由控制。
    • 默认不自动汇总子网（通过no auto-summary命令禁用），路由器发送更新时包含精确的子网信息，减少路由错误。
    • 使用组播更新（目标地址$224.0.0.9$），提高效率；支持MD5认证，增强安全性。
    • 同样有跳数限制$15$，但更适合现代网络环境。

默认情况下，Cisco设备启用RIP v1；切换到v2需显式配置。v2的主要优势是解决了v1的局限性，如支持VLSM（可变长度子网掩码）和CIDR（无类域间路由）。

二、完整配置步骤

在Cisco设备上配置RIP时，需进入全局配置模式（configure terminal），然后执行以下命令。配置核心是network语句，指定路由器直连的IP网段（必须与接口IP匹配）。以下是一个扩展示例，包括v1和v2的典型场景。

示例：配置RIP v2（推荐用于无类地址环境）

Switch# configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)# router rip  ! 启用RIP进程
Switch(config-router)# version 2  ! 切换到v2版本
Switch(config-router)# no auto-summary  ! 禁用自动汇总
Switch(config-router)# network 192.168.1.0  ! 指定直连网段，例如192.168.1.0/24
Switch(config-router)# network 10.0.0.0  ! 添加另一个直连网段，例如10.0.0.0/8
Switch(config-router)# exit
Switch(config)# exit
Switch# write memory  ! 保存配置到NVRAM

示例：配置RIP v1（传统模式）

Switch# configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)# router rip  ! 启用RIP进程（默认v1）
Switch(config-router)# network 172.16.0.0  ! 指定直连网段，例如172.16.0.0/16
Switch(config-router)# exit
Switch(config)# exit
Switch# write memory

关键配置说明：

  • network命令：必须输入路由器自身接口的直连网段（如$192.168.1.0$），RIP仅在这些网段上发送和接收更新。每个网段单独添加。
  • 版本切换：在router rip模式下，version 2将协议升级；省略此命令则使用v1。
  • 禁用汇总：v2中no auto-summary确保不自动汇总子网，避免路由黑洞。
  • 添加认证（v2可选）：使用key chain和ip rip authentication命令实现MD5认证，提高安全性。

三、注意事项和最佳实践

  1. 网络设计：

    • RIP适用于跳数少（小于$10$）的网络；大型网络推荐OSPF或EIGRP。
    • 在v2中，确保所有路由器运行相同版本，避免兼容问题。

  2. 性能优化：

    • 调整计时器：使用timers basic命令修改更新间隔（默认$30$秒），例如设为$20$秒以加快收敛，但会增加带宽开销。
    • 被动接口：在router rip模式下，用passive-interface命令阻止接口发送更新，减少不必要流量。

  3. 常见问题排查：

    • 路由环路：启用split-horizon（默认开启）或poison reverse来预防。
    • 更新丢失：检查network语句是否覆盖所有直连网段；使用show ip rip database查看路由表。
    • 安全风险：v1易受攻击；v2中务必配置认证。

  4. 迁移建议：

    • 从v1升级到v2时，逐步部署：先在部分路由器启用v2，测试后全网切换。
    • 监控工具：使用debug ip rip命令实时调试更新信息。

http://www.dtcms.com/a/342751.html

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