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2011-04-18 14:08:55

原文地址:VLAN间路由 作者:Linuxer2011

间路由>
VLAN之间在二层是分隔开的,如果要实现VLAN之间的通信,必须要借助到三层路由功能。

·支持VLAN间路由的设备:
1.任意的3层交换机
2.支持以太口起子接口的路由器(2600以上)

<单臂路由(Router on a Stick)>
通过使用路由器完成VLAN之间的路由,路由器上要起子接口,并且要和交换机之间形成trunk。

image

路由器上的配置:
注意:先把接口no shut才能创建子接口
interface Ethernet0/0
no shut
no ip address
interface Ethernet0/0.1
encapsulation dot1Q 10   这个10是VLAN-ID
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

interface Ethernet0/0.2
encapsulation dot1Q 20
ip address 172.16.1.1 255.255.255.0

交换机的trunk接口配置:
interface f0/3
  switchport trunk encapsulation dot1q
  switchport mode trunk
  switchport trunk allowed vlan 10,20   优化一下而已
  能通是因为做了二层重写
spanning-tree portfast trunk  在交换机与路由器相连的端口上用,这样才能快速收敛,这一命令主要用在单臂路由上

clear arp-cache  清ARP表,因为在路由器中,ARP表的老化时间是4个小时,如果不手工清,会等很久。
做实验时会出现P不通的现象

<交换机上的三层接口>

CISCO三层交换机支持三种不同类型的三层接口:
1、路由接口  (路由器的的接口)
2、SVI  (交换机虚拟接口)
3、BVI (Bridge virtual interface网桥虚拟接口) 过时了,不介绍

·路由接口:类似于路由器上的3层接口,是一个真正的物理接口。
·默认情况下,在3550这样的三层交换机上,所有接口都是二层接口,可用以下命令改为三层接口。
interface FastEthernet0/1    将二层接口改为三层接口
  no switchport
  ip address 8.8.9.7 255.255.255.0

·另外如果想在三层SW上开启路由功能,必须先使用命令ip routing,才能运行路由协议。

实验:如何在三层交换机上启用路由功能,实现VLAN间的路由:

image

一个vlan只能创建一个svi接口
交换机配置:
ip routing   开启路由功能                   
interface vlan 10     起SVI接口         
  ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
interface vlan 20
  ip address 172.16.1.1 255.255.255.0

 

<如何在交换机上起三层路由接口并实现与其它设备的路由>

image

交换机配置:
interface f0/3
  no switchport
  ip add 10.1.1.1 255.255.255.0

ip routing

router eigrp 90
  no auto
  net 10.1.1.1 0.0.0.0
  net 192.168.1.1 0.0.0.0
  net 172.16.1.1 0.0.0.0
——————————————————————————————
<MLS(MultiLayer Switch)多层交换>

·软件交换:通过CPU实现传统帧的交换。

·硬件交换:通过专门的ASIC(Application-Specific Integrated Circuit应用专用集成电路)硬件组件处理数据帧。通常能够达到线速的吞吐量。

·多层交换:指的是SW能够通过硬件来交换和路由选择IP包,并通过硬件支持4-7层的交换。

·SW要执行多层硬件交换,路由处理器(第3层引擎)必须将有关路由选择、交换、ACL和QOS等信息下载到硬件中。

·CAM(Content Addressable Memory)内容可寻址存储器
SW使用CAM表来存储2层的交换表。查找时是完全匹配,如果找不到,就从其他所有端口转发。
对于需要精确查找的表最有用。CAM表包括了vlan号,mac地址,port号。

·TCAM(Ternary CAM)三重内容可寻址存储器,只存在于三层交换机中
TCAM以线速处理ACL查找。
完全匹配区域/最长匹配区域/第一个匹配区域
对于需要最长匹配查找的表最有用。

三种三层(IP包)的转发方式:

·进程交换:  (软交换)基于包的的负载均衡
也叫软件转发,最原始的转发方式。在进程转发方式中,每一个IP包的转发都需要CPU来处理,没有额外的硬件组件来负责。

对于接收到的每一个IP包,都要按以下步骤来转发:
1、找出IP包中的目标IP地址
2、按照目标IP地址在路由表中进行最长匹配查找,找到匹配的路由。
3、有必要的话,再进行路由的递归查找,找到相应的出接口。
4、再查找ARP表,找到去往下一跳的MAC地址。
5、重写二层的源、目MAC地址,再从相应出接口转发出去。

这是最传统的转发方式,使用这种转发方式的路由器在做负载均衡时是基于包的负载均衡

R1(config-if)#no ip route-cache  在每个接口下关闭cache就启用了进程交换

·基于NetFlow的MLS:也叫传统的MLS   硬件转发  多层交换  基于流的的负载均衡
  基于网流的交换和负载均衡
MLS使用ASIC能够对被路由的数据包执行2层重写(S/D MAC、CRC)。
  ASIC(Application-Specific Integrated Circuit应用专用集成电路)

  第三层引擎(路由处理器)和交换ASIC协同工作,在cache中建立第3层条目。第三层条目可以有如下三种方式:
  1、只包括源IP地址
  2、包括源和目地IP地址
  3、包含第四层协议信息的完整流信息

传统MLS的工作原理:
    交换机将收到的数据流中的第一个包交给三层引擎处理,后者以进程交换的方式处理(软交换)。在对第一个包处理完毕后,在硬件交换组件中生成一个MLS条目,这个条目包含了二层的重写信息。对于后续的数据流就可以使用硬件转发组件直接进行转发了。

·基于CEF的MLS:(Cisco Express Forwarding)   硬件转发  多层交换  默认基于流的负载均衡
控制平面:路由处理器(第3层引擎)
数据平面:用来进行数据转发的硬件组件

CEF是一种基于拓扑的转发模型,它预先将所有路由信息加入FIB(Forwarding Information Base),使SW能快速查找路由信息。
CEF中包括两个重要组件:
·FIB:类似于路由表,包含了路由转发信息。
·Adjacency:存储2层编址信息。就是ARP表的一个COPY。

第3层引擎和硬件交换组件维护一个FIB/Adjacency。

·ARP Throttling(ARP抑制)必须开启CEF才能开启这一功能
SW1(config)#ip routing  要开启CEF,首先要开启路由功能
SW1(config)#ip cef
SW1(config-if)#no ip router-cache cef 在接口下关闭CEF
show ip cef
show cef interface s0
show adjacency  [detail]

ARP Throttling(抑制)–对于启用CEF的交换机,如果收到一组数据包,但是在自已的Adjacency表中没有对应表项。将通过第三层引擎发出三 个ARP请求(广播包),并开始对后续的数据包进行抑制,只到收到ARP回应才解除抑制。如果两秒钟以后还没有回应,也将解除抑制,把后续的数据包转发给 第三层引擎来重新发起ARP请求。

默认情况下CEF是基于流的负载均衡,但可以修改为基于包的负载均衡:
R1(config-if)#ip load-sharing per-packet  打开基于包的负载均衡

集中式交换和分布式交换:
·Centralized Forwarding(集中式转发)
在一个专用ASIC上做出转发决策,是所有接口的枢纽。
Series:4000/6500                     

·Distributed Forwarding(分布式转发)
在SW的接口或线路模块上独立地做出转发决策。
Series:3550/6500(带有分布卡)

<NTP(Network Time Protocol)>

·在设备的监控和排错过程中,准确的时钟设置是必要的。
NTP主要用来同步系统时钟。是基于UDP的协议。

Sw1#show clock

Sw1(config)#clock timezone GMT +8 (设置时区)
R2#clock set 13:28:38 20 Feb 2006 (设置年/月/日/时间)

1)跟Master端同步:

R2(config)#ntp master
R2#show ntp status
….Clock is synchronized, stratum 1, reference is .LOCL.

R1/R3(config)#ntp server 12.1.1.1(指定NTP Server)
…Clock is synchronized, stratum 2, reference is 12.1.1.1

R3#show ntp associations

2)跟次级时钟源同步:

R3(config)#ntp peer 13.1.1.1

Clock is synchronized, stratum 3, reference is 13.1.1.1

3)NTP认证:

R2:(NTP Master)
ntp authentication-key 1 md5 wolf
ntp authenticate
ntp trusted-key 1
ntp master 6

R1:
ntp authentication-key 1 md5 wolf
ntp authenticate
ntp trusted-key 1
ntp server 12.1.1.2 key 1

<NTP Source>

R2设loopback0(2.2.2.2/24),通过路由协议,让R1学习到

R2(config)#ntp source loopback 0
R1(config)#ntp server 2.2.2.2 key 1

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