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一、什么是三层交换机？
三层交换机是同时具备二层交换和三层路由功能的网络设备，可以理解为"会路由的智能交换机"。它既能像普通交换机那样通过MAC地址转发数据（二层交换），又能像路由器那样通过IP地址进行跨网段通信（三层路由）。
二、为什么需要三层交换机？
- 1.
解决VLAN间通信问题：
- 普通二层交换机划分VLAN后，不同VLAN的设备无法直接通信
- 传统解决方案是使用"单臂路由"，但存在性能瓶颈
- 三层交换机内置路由功能，可以高速实现VLAN间通信
- 2.
性能优势：
- 硬件级路由（ASIC芯片处理）比软件路由快10倍以上
- 避免单臂路由的带宽瓶颈（所有流量都要经过路由器）
三、核心概念图解
- 1.
二层交换 vs 三层路由
- 二层交换：根据MAC地址转发（同VLAN内通信）
- 三层路由：根据IP地址转发（跨VLAN/跨网段通信）
- 2.
SVI接口（Switch Virtual Interface）
- 每个VLAN对应的虚拟接口
- 为该VLAN提供网关功能
- 示例：VLAN 10的SVI接口IP设为192.168.1.1/24
四、基础配置实战（Cisco示例）
- 1.
启用三层路由功能
Switch(config)# ip routing # 关键命令！开启三层路由功能- 1.
配置VLAN和SVI接口
# 创建VLAN
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name Sales
Switch(config-vlan)# exit# 配置SVI接口（VLAN接口）
Switch(config)# interface vlan 10
Switch(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
Switch(config-if)# no shutdown- 1.
将端口划入VLAN
Switch(config)# interface fastEthernet 0/1
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 10五、典型应用场景
- 1.
VLAN间路由
- 为每个VLAN配置SVI接口
- 设备将SVI接口IP设为网关
- •
示例拓扑：
- VLAN 10: 192.168.1.0/24
- VLAN 20: 192.168.2.0/24
- 三层交换机同时是这两个VLAN的网关
- 2.
替代传统路由器
- 在中小型网络中直接作为核心设备
- 同时提供交换和路由功能
六、常见问题解答
❓ Q1：三层交换机可以完全替代路由器吗？
→ 在局域网内可以，但连接外网（如互联网）时仍需传统路由器/NAT设备
❓ Q2：配置SVI接口后为什么ping不通？
→ 检查：
- •
是否执行了
no shutdown - •
是否开启了
ip routing - •
端口是否正确划入VLAN
❓ Q3：三层交换机比普通交换机贵多少？
→ 通常贵30%-50%，但比"交换机+路由器"的方案更经济
七、配置验证命令
- 1.
查看路由表
Switch# show ip route- 1.
查看接口状态
Switch# show ip interface brief- 1.
测试连通性
Switch# ping 192.168.2.100八、配置三层路由案例：
1. 配置PC的IP地址和子网掩码
PC0 (1.0.0.0/8)IP地址: 1.0.0.2子网掩码: 255.0.0.0网关: 1.0.0.1PC1 (192.168.10.0/24, VLAN10)IP地址: 192.168.10.2子网掩码: 255.255.255.0网关: 192.168.10.1PC1 (192.168.10.0/24, VLAN10)IP地址: 192.168.10.2子网掩码: 255.255.255.0网关: 192.168.10.1PC1 (192.168.10.0/24, VLAN10)IP地址: 192.168.10.2子网掩码: 255.255.255.0网关: 192.168.10.1PC4 (192.168.30.0/24, VLAN30)IP地址: 192.168.30.2子网掩码: 255.255.255.0网关: 192.168.30.1
2. 配置多层交换机（Multilayer Switch0）
- 1.
创建VLAN
VLAN10: switch(config)# vlan 10VLAN20: switch(config)# vlan 20VLAN30: switch(config)# vlan 30
- 2.
配置接口为Trunk（连接交换机之间的接口）
switch(config)# interface fastethernet 0/1switch(config-if)# switchport mode trunkswitch(config)# interface fastethernet 0/3switch(config-if)# switchport mode trunk
- 3.
配置接口为Access（连接PC的接口）
连接PC1的接口（假设是Fa0/2）:switch(config)# interface fastethernet 0/2switch(config-if)# switchport mode accessswitch(config-if)# switchport access vlan 10- •
连接PC2的接口（假设是Fa0/4）: switch(config)# interface fastethernet 0/4 switch(config-if)# switchport mode access switch(config-if)# switchport access vlan 20 - •
连接PC3的接口（假设是Fa0/5）: switch(config)# interface fastethernet 0/5 switch(config-if)# switchport mode access switch(config-if)# switchport access vlan 20 - •
连接PC4的接口（假设是Fa0/6）: switch(config)# interface fastethernet 0/6 switch(config-if)# switchport mode access switch(config-if)# switchport access vlan 30
- 4.
配置SVI（Switched Virtual Interface）用于VLAN间路由
• VLAN10: switch(config)# interface vlan 10 • switch(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 • switch(config-if)# no shutdown • VLAN20: switch(config)# interface vlan 20 • switch(config-if)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 • switch(config-if)# no shutdown • VLAN30: switch(config)# interface vlan 30 • switch(config-if)# ip address 192.168.30.1 255.255.255.0 • switch(config-if)# no shutdown
3. 配置路由器（Router0）
- 1.
配置接口IP地址
• 连接多层交换机的接口（Fa0/0）: • router(config)# interface fastethernet 0/0 • router(config-if)# ip address 10.0.0.1 255.255.255.252 • router(config-if)# no shutdown• 连接PC0的接口（Fa0/1）: • router(config)# interface fastethernet 0/1 • router(config-if)# ip address 1.0.0.1 255.0.0.0 • router(config-if)# no shutdown
- 2.
配置路由协议（这里使用静态路由作为示例）
• 到VLAN10的路由: router(config)# ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 10.0.0.2 • 到VLAN20的路由: router(config)# ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.0.2 • 到VLAN30的路由: router(config)# ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 10.0.0.2
4. 配置多层交换机到路由器的路由
- •
多层交换机需要知道如何到达路由器连接的其他网络（如1.0.0.0/8）。
• switch(config)# ip route 1.0.0.0 255.0.0.0 10.0.0.1 • switch(config)# ip route 10.0.0.0 255.255.255.252 10.0.0.1
5. 测试通信
- •
使用
ping命令测试各PC之间的连通性：- •
从PC0 ping PC1、PC2、PC3、PC4
- •
从PC1 ping PC0、PC2、PC3、PC4
- •
从PC2 ping PC0、PC1、PC3、PC4
- •
从PC3 ping PC0、PC1、PC2、PC4
- •
从PC4 ping PC0、PC1、PC2、PC3
- •
通过以上步骤，可以实现图中网络的全局通信。