交換機的工作原理
數據幀進入到交換機,交換機基於報文中的源mac生成——MAC地址表,表中記錄mac和接口對應關係,再看目標mac,先在mac地址表中找,找到單播轉發唯一接口,若沒有記錄則洪泛該流量
洪泛
洪泛:除流量的進入接口外, 其他接口轉出
洪泛的原因:不知道流量對應的出接口
什麼時候需要洪泛?
- 廣播:將目標mac地址設爲全F
- 未知單播:PC正常的目標MAC地址清晰地單播流量,但由於交換機沒有記錄,只能洪泛
- 組播(可能洪泛-無組播部署時)
MAC地址表和CAM的區別
CAM是將MAC表中的MAC地址+接口編號+vlanid轉換爲hash值,再轉換爲二進制格式;意義在於識別更快;
交換機的作用
區別集線器(HUB),HUB爲物理層設備,只能直接轉發發電流;交換機爲數據鏈路層設備,可以將電流與二進制轉換,實現了以下功能:
- 無限的傳輸距離
- 徹底解決了衝突——所有的接口可以同時收發數據
- 二層單播——物理尋址,在一個交換網絡內,實現一對一通訊,保障了數據的安全,減少了垃圾數據量,降低的轉發延時;
- 提高端口密度—可以增加更多的接口
VLAN
虛擬局域網(VLAN),二層交換機與3層的設備協同工作後,將原來的一個廣播域邏輯的切分爲多個
配置思路
1、 交換機上創建vlan
2、 交換機上各個接口劃分到對應的vlan中
3、 trunk幹道
4、 vlan間路由— 單臂路由(路由器子接口) 三層交換機
Cisco的vlan
vlan號由編號12位二進制構成(0-4095),其中1-4094 可用
- 1-1005 標準vlan – 任意條件均可使用,vlan1002-1005 (非以太網使用)
- 1006-4094擴展vlan ,VTP模式爲透明時使用
默認交換機存在vlan1,vlan1 爲默認的native vlan,默認的管理vlan;且所有接口默認處於vlan1;
配置
1、創建vlan
Switch(config)#vlan 2
Switch(config-vlan)#name classroom1
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#vlan 3-10,15-20 批量創建
2、接口劃入vlan
Switch(config)#interface fastEthernet 0/2
Switch(config-if)#switchport mode access 必須先將接口定義access模式才能進行劃分
Switch(config-if)#switchport access vlan 2
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#interface range fastEthernet 0/3 -4 批量劃分
Switch(config-if-range)#switchport mode access
Switch(config-if-range)#switchport access vlan 3
3、trunk幹道
trunk幹道—不屬於任何一個vlan,承載所有vlan的流量,具有標記和識別不同vlan標籤的功能
二層交換機手工配置trunk幹道
Switch(config)#interface fastEthernet 0/24
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Cisco的二層交換機僅支持802.1q
三層交換機手工配置trunk幹道—ISL和802.1q均支持 故配置前必須先定義封裝類型
Switch(config)#interface fastEthernet 0/1
Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
Switch(config-if)#switchport mode trunk
在數據幀中封裝vlanID的方法存在兩種:
- 802.1q (dot1.q)
- ISL(cisco私有標準)
802.1q與isl最大的區別:
1、802.1q 標記流爲4個字節,ISL標記爲20個字節
2、802.1q存在native 本徵vlan,默認不進行封裝的一個vlan
3、802.1q使用12位標記4096個vlan,ISL使用10位標記1024個vlan
4、ISL封裝於數據幀的最前端,802.1q標記在前導位的後方
cisco的trunk幹道還存在一個DTP技術,自動協商建立trunk幹道;默認cisco的45以上含45系列交換機爲被動模式;45及以下爲主動模式;被動模式自動建立trunk,主動模式爲手工配置。不管被動主動與access模式均不能建立爲trunk;
Switch(config-if)#switchport mode dynamic ?
auto Set trunking mode dynamic negotiation parameter to AUTO 被動模式
desirable Set trunking mode dynamic negotiation parameter to DESIRABLE 主動模式
華爲的vlan
1、 創建vlan
[Huawei]vlan 10
[Huawei-vlan10]quit
[Huawei]vlan batch 2 to 3 5 10 批量創建vlan2-3,5,10
2、 接口劃入vlan
單個接口修改接口模式爲access
[Huawei]interface GigabitEthernet 0/0/5
[Huawei-GigabitEthernet0/0/5]port link-type access
批量修改爲access
[Huawei]port-group 1
[Huawei]group-member GigabitEthernet 0/0/1 to GigabitEthernet 0/0/10
[Huawei]port link-type access
單個將接口劃分到vlan
[Huawei]interface GigabitEthernet0/0/5
[Huawei-GigabitEthernet0/0/5]port default vlan 3
批量將接口劃分到vlan2
[Huawei]vlan 2
[Huawei-vlan2]port GigabitEthernet 0/0/1 to 0/0/2
3、 trunk幹道
進入接口後先修改接口類型爲trunk模式;再定義該trunk幹道可以允許通過的vlan;默認trunk幹道的PVLAN——類似cisco的native vlan爲vlan1,默認對vlan1 的流量不標記,且其他添加到允許列表也可正常通過
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan 2 3
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all 允許所有vlan通過
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 3 修改trunk幹道上的pvlan
注:一旦pvlan不是默認的vlan1 了,那麼需要在允許條件中添加新的PVLAN;此時原有的vlan1 不再是pvlan,需要手工將其添加到允許列表中;
4、 vlan間路由器
單臂路由—子接口—交換機連接路由器的那個交換機接口修改trunk模式
[Huawei]interface GigabitEthernet0/0/1.1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1.1]dot1q termination vid 2
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1.1]ip address 192.168.2.254 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1.1]arp broadcast enable
[Huawei]interface GigabitEthernet0/0/1.2
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1.2]dot1q termination vid 3
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1.2]ip address 192.168.3.254 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1.2]arp broadcast enable
DHCP 池塘配置
dhcp enable 先全局開啓DHCP服務
再接口開啓dhcp服務,每個子接口單獨開啓
[r1]interface GigabitEthernet 0/0/0.1
[r1-GigabitEthernet0/0/0.1]dhcp select global
再定義池塘
ip pool v3
gateway-list 192.168.2.1
network 192.168.2.0 mask 255.255.255.0
dns-list 114.114.114.114
華爲的VLAN規則
-
若某個流量從交換機某個接口進入時,沒有標籤,將被標記上該接口pvlan id;
-
所有數據幀在一個交換機內部轉發時,必須存在標籤;
-
在每一個交換機的接口上均存在轉發允許列表,只有被允許的流量才能通過該接口進或出;
-
流量從一個接口出去時,可以繼續攜帶標籤或者被剝離標籤
-
PC若接收到存在標記的流量,將丟棄;
無論接口爲任何模式,均匹配以上5條規則;
[sw1]display port vlan active 查看接口的VLAN轉發規則
交換機接口模式
華爲交換機接口存在三個模式,接入、中繼、混雜模式,接口模式的區別:配置權限不同
接入模式:只能定義該接口的PVID(允許列表無法直接定義),PVLAN就是允許VLAN;且一定爲不標記
[sw1]interface GigabitEthernet 0/0/5
[sw1-GigabitEthernet0/0/5]port link-type access
[sw1-GigabitEthernet0/0/5]port default vlan 2
中繼模式:可以修改PVID,也可以定義允許列表,默認僅pvlan在允許列表,且pvlan的出規則爲不標記,其他VLAN出規則爲標記;
不能定義允許列表中,流量在離開時是否可以攜帶標籤;
[sw1]interface GigabitEthernet 0/0/6
[sw1-GigabitEthernet0/0/6]port link-type trunk
[sw1-GigabitEthernet0/0/6]port trunk pvid vlan 2
[sw1-GigabitEthernet0/0/6]port trunk allow-pass vlan all
混雜模式(默認所有接口模式):可以修改PVID,可以定義允許列表,可以定義是否標記;
注:除access模式外,其他兩個模式一定會允許VLAN1通過;默認PVLAN 爲VLAN1,出向規則爲不標記;一旦PVLAN被修改,那麼需要手工添加該VLAN到允許列表,同時可以定義是否標記;
[sw1]interface GigabitEthernet 0/0/7
[sw1-GigabitEthernet0/0/7]port hybrid tagged vlan 2 to 3
[sw1-GigabitEthernet0/0/7]port hybrid untagged vlan 4 to 5