Cisco(PacketTracer) - 三层交换机

▷ 实验环境

PacketTracer 7.2.2
Windows 10

<一> PC中如何对交换机进行配置？

PC的RS232串口连接交换机的Console口，通过PC的超级终端进行配置。

注：win10连接交换机可使用 “超级终端” 软件。

Switch#
Switch#
Switch#en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch(config)#int f 0/1
Switch(config-if)#speed 100
Switch(config-if)#duplex full
Switch(config-if)#end
Switch#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoleSwitch#show version
...
Switch#show run
...

<二> 什么是三层交换机？

三层交换机？顾名思义，那就是工作在第三层的交换机，既然叫“三层交换机”而不叫“交换机”，那就意味着还有工作在其他层的交换机，对，那就是二层交换机。

二层交换机中的二层指的是当前交换机工作在OSI参考模型中的第二层（数据链路层）, 数据链路层主要完成对来自物理层的二进制数据流按照本层的协议（HDLC/PPP等）进行编码以及对来自网络层的数据按照本层协议进行拆分，得到叫做“帧”的有结构数据。

二层交换机可以使得位于同一网络中的主机进行通信，如果不同网段之间的主机需要进行通讯，那么实现这部分功能的协议就被OSI划分在了第三层（网络层）中。

而支持第三层协议的设备被称为“路由器”，即通过路由器可以完成两个不同网络主机之间的通信。同时协议之间的分层可以确保每一层的协议不至于太过复杂，例如网络之间的通信只需要研究不同网络之间的通信协议，数据链路层工作的一切内容对上层均不可见，只需要上层提供封装的接口即可。

既然路由器工作在OSI第三层之中，当然也可以被叫做“三层路由器”，但是路由器只能工作在第三层，所以直接习惯被称为“路由器”；说到这里，那么“三层交换机”也就意味着交换机功能得到提升，可以工作在第三层了！

那么为什么有路由器了还会产生三层交换机呢？因为路由器中的接口数目有限，增加接口价格昂贵，但是交换机的唯一特点就是接口多，如果给二层交换机配置一些特殊的能使得其工作在第三层的技术，那么岂不是大大降低了费用！

而 VLAN 就是上述提到的这种技术！（VLAN内容见下方实验）

VLAN：Virtual Local Area Network 虚拟局域网

<三> 搭建网络拓扑（实践）

对于二层交换机而言，每个接口是没有获得ip的身份的：

但是升一级过后就必须要有给接口配置IP的能力，怎么做呢？

VLAN技术将三层交换机的指定接口配置VLAN协议从而形成VLAN口（模拟三层功能的接口），随后就可以为这个VLAN口配置IP了！同时，对于二层交换机虽然还是不能给接口配置IP，但是可以指定当前接口属于哪一个VLAN中：

为什么二层交换机需要指定接口属于哪一个VLAN呢？简简单单它不香吗？（交换机：不香！拒绝平庸，从我做起！）

主机发送的数据包通过二层交换机的某个接口（与主机连接的接口配置为Access模式，标签由出口添加），当接口类型为trunk（主干道/中继）时，数据包随即会被打上VLAN的标签，从而标记自己属于哪一个VLAN内，随后带着标签的数据包被送到了三层交换机，三层交换机与之相连的端口同样需要配置trunk类型并添加允许在trunk（主干道）上通行的vlan号，当数据包的标签在三层交换机trunk允许范围内就接收，否则数据包就被咔嚓了。

因为配置的网络拓扑中三层交换机连接了两个局域网，首先配置两个VLAN，随后将其与交换机接口进行绑定：

Switch#VLAN DATABASESwitch(vlan)#VLAN 10 NAME VLAN_10
VLAN 10 added:Name: VLAN_10Switch(vlan)#VLAN 20 NAME VLAN_20
VLAN 20 added:Name: VLAN_20Switch(vlan)#

将VLAN与三层交换机接口进行绑定（开启Trunk中继模式）：

Switch#CONF T
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.Switch(config)#INT F0/1
Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan add 10
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#no sh
Switch(config-if)#

Switch#CONF T
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.Switch(config)#INT F0/2
Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan add 20
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#no sh
Switch(config-if)#

二层交换机的图中两个端口同理配置为Trunk模式：

与主机相连的端口配置为Access模式：

Switch(config)#Int F1/1Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#
Switch(config-if)#switchport access vlan 10
Switch(config-if)#

<四> 开启三层交换机路由功能

Switch#conf tSwitch(config)#ip routingSwitch#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoleSwitch#show ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGPD - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter areaN1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGPi - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area* - candidate default, U - per-user static route, o - ODRP - periodic downloaded static routeGateway of last resort is not setC    192.168.1.0/24 is directly connected, Vlan10
C    192.168.2.0/24 is directly connected, Vlan20Switch#