VLAN间路由

＜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。

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:

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＞

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

转载自