vlan中继协议和vlan间路由

VLAN技术详解1.VLAN的概念VLAN〔Virtual Local Area Network〕又称虚拟局域网，是指在交换局域网的根底上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。

一个VLAN组成一个逻辑子网，即一个逻辑播送域，它可以覆盖多个网络设备，允许处于不同地理位置的网络用户参加到一个逻辑子网中。

VLAN是一种比拟新的技术，工作在OSI参考模型的第2层和第3层，VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。

在此让我们先复习一下播送域的概念。

播送域，指的是播送帧〔目的MAC地址全部为1〕所能传递到的范围，亦即可以直接通信的范围。

严格地说，并不仅仅是播送帧，多播帧〔Multicast Frame〕和目的不明的单播帧〔Unknown Unicast Frame〕也能在同一个播送域中畅行无阻。

本来，二层交换机只能构建单一的播送域，不过使用VLAN功能后，它可以将网络分割成多个播送域。

那么，为什么需要分割播送域呢？那是因为，假如仅有一个播送域，有可能会影响到网络整体的传输性能。

详细原因，请参看附图加深理解。

A B图中，是一个由5台二层交换机〔交换机1～5〕连接了大量客户机构成的网络。

假设这时，计算机A需要与计算机B通信。

在基于以太网的通信中，必须在数据帧中指定目的MAC地址才能正常通信，因此计算机A必须先播送“ARP恳求〔ARP Request〕信息〞，来尝试获取计算机B的MAC地址。

交换机1收到播送帧〔ARP恳求〕后，会将它转发给除接收端口外的其他所有端口，也就是Flooding了。

接着，交换机2收到播送帧后也会Flooding。

交换机3、4、5也还会Flooding。

最终ARP恳求会被转发到同一网络中的所有客户机上。

请大家注意一下，这个ARP恳求本来是为了获得计算机B的MAC地址而发出的。

也就是说：只要计算机B能收到就万事大吉了。

可是事实上，数据帧却传遍整个网络，导致所有的计算机都收到了它。

一、VTP概述VLAN中继协议（VTP，VLAN TRUNKING PROTOCOL）是CISCO专用协议，大多数交换机都支持该协议．VTP负责在VTP域内同步VLAN信息，这样就不必在每个交换上配置相同的VLAN信息．VTP还提供一种映射方案，以便通信流能跨越混合介质的骨干．VTP最重要的作用是，将进行变动时可能会出现在的配置不一致性降至最低．VTP也有一些缺点，这些缺点通常都与生成树协议有关．1、VTP协议的作用VLAN中继协议（VTP）利用第2层中继帧，在一组交换机之间进行VLAN通信．VTP 从一个中心控制点开始，维护整个企业网上VLAN的添加和重命名工作，确保配置的一致性。

2、VTP的优点＞保持配置的一致性＞提供跨不同介质类型如ATM FDDI和以太网配置虚拟局域网的方法＞提供跟踪和监视虚拟局域网的方法＞提供检测加到另一个交换机上的虚拟局域的方法＞提供从一个交换机在整个管理域中增加虚拟局域网的方法二、VTP的工作原理1、VTP概述和工作原理VTP是一种消息协议，使用第2层帧，在全网的基础上管理VLAN的添加、删除和重命名，以实现VLAN配置的一致性。

可以用VTP管理网络中VLAN1到1005。

有了VTP，就可以在一台机换上集中过时行配置变更，所作的变更会被自动传播到网络中所有其他的交换机上。

（前提是在同一个VTP域）为了实现此功能，必须先建立一个VTP管理域，以使它能管理网络上当前的VLAN。

在同一管理域中的交换机共享它们的VLAN信息，并且，一个交换机只能参加到一个VTP 管理域，不同域中的交换机不能共享VTP信息。

交换机间交换下列信息：＞管理域域名＞配置的修订号＞已知虚拟局域网的配置信息．交换机使用配置修正号，来决定当前交换机的内部数据是否应该接受从其他交换机发来的VTP更新信息．＞如果接收到的VTP更新配置修订号与内部数据库的修订号相同域者比它小，交换机忽略更新．＞否则，就更新内部数据库，接受更新信息．VTP管理域在安全模式下，必须配置一个在VTP域中所有交换机惟一的口令．VTP的运行有如下特点：＞VTP通过发送到特定MAC地址01－00－0C－CC－CC－CC的组播VTP消息进行工作．＞VTP通告只通过中继端口传递．＞VTP消息通过VLAN1传送．（这就是不能将VLAN1从中继链路中去除的原因）＞在经过了DTP自动协商，启动了中继之后，VTP信息就可以沿着中继链路传送．＞VTP域内的每台交换机都定期在每个中继端口上发送通告到保留的VTP组播地址VTP通告可以封装在ISL或者IEEE802.1Q帧内．2、VTP域VTP域，也称为VLAN管理域，由一个以上共享VTP域名的相互接连的交换机组成．要使用VTP，就必须为每台交换机指定VTP域名．VTP信息只能在VTP域内保持．一台交换机可属于并且只属于一个VTP域．缺省情况下，CATALYST交换机处于VTP服务器模式，并且不属于任何管理域，直到交换机通过中继链路接收了关于一个域的通告，或者在交换机上配置了一个VLAN管理域，交换机才能在VTP服务器上把创建或者更改VLAN的消息通告给本管理域内的其他交换机如果在VTP服务器上进行了VLAN配置变更，所做的修改会传播到VTP域内的所有交换机上．如果交换机配置为＂透明＂模式，可以创建或者修改VLAN，但所做的修改只影响单个的交换机控制VTP功能的一项关键参数是VTP配置修改编号．这个32位的数字表明了VTP配置的特定修改版本．配置修改编号的取值从0开始，每修改一次，就增加1直到达到4294967295，然后循环归0，并重新开始增加．每个VTP设备会记录自己的VTP配置修改编号；VTP数据包会包含发送者的VTP配置修改编号．这一信息用于确定接收到的信息是否比当前的信息更新．要将交换机的配置修改号置为0，只需要禁中继，改变VTP的名称，并再次启用中继．VTP域的要求：＞域内的每台交换机必须使用相同的VTP域名，不论是通过配置实现，还是由交换机自动学动＞CATALYST交换机必须是相邻的，这意味着，VTP域内的所有交换机形成了一颗相互连接的树．每台交换机都通过这棵树与其他交换机相互．＞在所有的交换机之间，必须启用中继．3、VTP的运行模式VTP模式有3种，分别是：＞服务器模式（SERVER缺省）VTP服务器控制着它们所在域中VALN的生成和修改．所有的VTP信息都被通告在本域中的其他交换机，而且，所有这些VTP信息都是被其他交换机同步接收的．＞客户机模式（CLIENT）VTP客户机不允许管理员创建、修改或删除VLAN。

CISCO（思科）网络协议总结大全作者从网络、路由、数据链路、网络安全技术等4个方面对Cisco所使用的网络协议进行了分类和特点介绍。

1、思科网络路由协议网络/路由(Network/Routing)CGMP:思科组管理协议(CGMP:Cisco Group Management Protocol)EIGRP:增强的内部网关路由选择协议(EIGRP:Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)IGRP:内部网关路由协议(IGRP:Interior Gateway Routing Protocol)HSRP:热备份路由器协议(HSRP:Hot Standby Routing Protocol)RGMP:Cisco Router Port Group Management ProtocolCGMP:思科组管理协议CGMP:Cisco Group Management Protocol思科组管理协议CGMP 主要用来限定只向与IP 组播客户机相连的端口转发IP 组播数据包。

这些客户机自动加入和离开接收IP 组播流量的组，交换机根据请求动态改变其转发行为。

CGMP 主要提供以下服务:允许IP 组播数据包被交换到具有IP 组播客户机的那些端口。

将网络带宽保存在用户字段，不致于转播不必要的IP组播流量。

不需要改变终端主机系统。

在为交换网络中的每个组播组创建独立VLAN 时不会产生额外开销。

一旦CGMP 被激活使用，它能自动识别与CGMP-Capable 路由器连接的端口。

CGMP 通过缺省方式被激活，它支持最大为64的IP 组播组注册。

支持CGMP 的组播路由器周期性地相发送CGMP 加入信息(Join Messages)，用来通告自己执行网络交换行为。

接收交换机保存信息，并设置一个类似于路由器保持时间(Holdtime)的定时器(Timer)。

交换机每接收一个CGMP 加入信息，定时器也随其不断更新。

cisco三层交换机vlan间路由配置实例下面以cisco3560实例说明如何在一个典型的快速以太局域网中实现VLAN。

所谓典型局域网就是指由一台具备三层交换功能的核心交换机接几台分支交换机（不一定具备三层交换能力）。

我们假设核心交换机名称为：COM；分支交换机分别为：PAR1、PAR2、PAR3，分别通过Port 1的光线模块与核心交换机相连；并且假设VLAN名称分别为COUNTER、MARKET、MANAGING……需要做的工作：1、设置VTP DOMAIN（核心、分支交换机上都设置）2、配置中继（核心、分支交换机上都设置）3、创建VLAN（在server上设置）4、将交换机端口划入VLAN5、配置三层交换1、设置VTP DOMAIN。

VTP DOMAIN 称为管理域。

交换VTP更新信息的所有交换机必须配置为相同的管理域。

如果所有的交换机都以中继线相连，那么只要在核心交换机上设置一个管理域，网络上所有的交换机都加入该域，这样管理域里所有的交换机就能够了解彼此的VLAN列表。

COM#vlan database 进入VLAN配置模式COM(vlan)#vtp domain COM 设置VTP管理域名称 COMCOM(vlan)#vtp server 设置交换机为服务器模式PAR1#vlan database 进入VLAN配置模式PAR1(vlan)#vtp domain COM 设置VTP管理域名称COMPAR1(vlan)#vtp Client 设置交换机为客户端模式PAR2#vlan database 进入VLAN配置模式PAR2(vlan)#vtp domain COM 设置VTP管理域名称COMPAR2(vlan)#vtp Client 设置交换机为客户端模式PAR3#vlan database 进入VLAN配置模式PAR3(vlan)#vtp domain COM 设置VTP管理域名称COMPAR3(vlan)#vtp Client 设置交换机为客户端模式注意：这里设置核心交换机为Server模式是指允许在该交换机上创建、修改、删除VLAN 及其他一些对整个VTP域的配置参数，同步本VTP域中其他交换机传递来的最新的VLAN 信息；Client模式是指本交换机不能创建、删除、修改VLAN配置，也不能在NVRAM中存储VLAN配置，但可同步由本 VTP域中其他交换机传递来的VLAN信息。

1.48端口千兆以太网交换机的单个端口容量是（1000Mbit/s）2.使用MAC地址来转发交换机工作于OSI模型的（第二层数据链路层）3.分层网络设计模型的核心特点：冗余路径、流量快速转发。

4.输入banner login#Authorized Personnel Only!#命令会有什么效果？#Authorized Personnel Only!#会在所有连接的用户名和口令登录提示前出现5.具有第二层功能的以太网交换机有哪两个关键功能？全双工运、根据MAC地址进行过滤6.为什么应该为交换机分配默认网关？使得通过交换机的命令提示符能够访问其他网络7.延时:描述了从源设备发出帧到目的设备收到帧之间的延迟时间。

8.两台交换机之间配置中继链路配置时要考虑那两个因素？不能在中继接口上配置端口安全性中继链路两端的本征VLAN必须相同9.switchport mode trunk 将端口配置为永久802.1q中继端口switchport mode dynamic desirable 配置端口以协商中继链路Switchport mode nonegotiate 将中继链路配置为不发送DTP数据包Switchport mode access 禁用中继模式10.下列哪些选项对现代交换网络中VLAN和IP子网之间的对应关系描述最准确？随Cisco Catalyst 交换机的型号而改变11.switchport (config-vlan)#提示符下执行（命名vlan）12.VTP对VLAN管理有什么影响？VTP会将VLAN名称传播给VTP域内的所有交换机13.Catalys交换机必须处于哪个VTP模式,才能在管理中删除或添加VLAN？服务器模式14.VTP透明模式有何用途？使VTP通告可穿过不对通告做出反应的交换机而继续传播15.VLAN中继协议有何用途？在整个网络中维护VLAN配置的一致性16.请列出Catalys交换机VTP的默认配置VTP版本= VTP version=1VTP域名= VTP domin name =nullVTP模式= VTP mode = server配置修订版本号= config revision =0VLAN = VLANs = 117.哪三种端口会在STP运行期间丢掉数据流量？阻塞、禁用、侦听端口18.PVST+提供对哪些IEEE标准的支持？ISL19.RSTP有哪两个特点？是用于防止第二层环路的首选协议不需要使用转发延时和最大老化时间计数器20. PVST 依赖ISL中继PVST+ 专有，但支持802.1q中继RSTP 当拓扑结构该表后收敛更快MSTP VLAN被映射到实例802.1Q 原始STP21.启用三层交换机的条件：第三层交换机必须启用ip路由22.网络管理员使用什么命令来确定VLAN间通信是否正常？Ping23.在单臂路由配置中，需要哪两项要素才能在路由器和交换机之间实现连通？必须为路由子接口配置属于不同子网的惟一地址必须将连接到路由器的交换机端口配置为中继端口24.有效的VLAN间路由类型：传统路由、单臂路由和基于多层交换机的路由25.传统VLAN间路由：每个端口对应一个VLAN单臂路由：一个中继端口多层路由：没有物理接口26.无线接入点工作在OSI模型的（数据链路层）。

路由器会将该数据包从接口路由器会将该数据包从接口路由器会将该数据包从接口路由器会将该数据包从接口路由器不会处理该数据包，原因在于源地址和目的地址在同一个子网内。

路由器会丢弃该数据包，原因在于路由器所连接的网络中不存在该源地址。

2该物理接口未打开。

两个物理中继接口的配置显示在此输出中。

此设备采用网络R1R1生成树协议阻塞了尚未使用4R1S1S1需要将R1PC1R1应该将R1PC36传传统路由只能使用单个交换机接口。

单臂路由器使用子接口将多个逻辑网络连接到单个路由器端口。

传统路由使用路由协议来向其它路由器更新路由。

单臂路由器不提供多个连接，因此消除了使用传统路由可使用任意路由器以太网端口。

从网络已定义了子接口。

配置正确，可完全连通流量无法在未指定本征8一从交换机向路由器的一个快速以太网接口连接一条中继上行链路，并为每个使用集线器将四个需要添加两个快速以太网接口才能连接这些使用串行转快速以太网收发器来将两个另加一台路由器来处理10当每个子接口对应一个物理接口每个子接口对应一个每个每个子接口对应一个管理域每个子接口对应一种兼容的中继协议封装此设计不易扩展。

此设计超出了交换机可连接的不同此设计需要在交换机与路由器之间的链路上使用此设计使用了一些不必使用的交换机端口或路由器端口。

路由器将13当采用单臂路由器当采用当采用单臂路由器当采用传统的。

VTP的概念和3种⼯作模式VTP（VLAN Trunking Protocol）：是VLAN中继协议，也被称为虚拟局域⽹⼲道协议。

它是⼀个OSI参考模型第⼆层的通信协议，主要⽤于管理在同⼀个域的⽹络范围内VLANs的建⽴、删除和重命名。

在⼀台VTP Server 上配置⼀个新的VLAN时，该VLAN的配置信息将⾃动传播到本域内的其他所有交换机。

这些交换机会⾃动地接收这些配置信息，使其VLAN的配置与VTP Server保持⼀致，从⽽减少在多台设备上配置同⼀个VLAN信息的⼯作量，⽽且保持了VLAN配置的统⼀性。

VTP通过⽹络(ISL帧或cisco私有DTP帧)保持VLAN配置统⼀性。

VTP在系统级管理增加，删除，调整的VLAN，⾃动地将信息向⽹络中其它的交换机⼴播。

此外，VTP减⼩了那些可能导致安全问题的配置。

便于管理,只要在vtp server做相应设置,vtp client会⾃动学习vtp server上的vlan信息。

当使⽤多重名字VLAN能变成交叉--连接。

当它们是错误地映射在⼀个和其它局域⽹，VLAN能变成内部断开。

VTP有三种⼯作模式：VTP Server、VTP Client 和 VTP Transparent。

⼀般，⼀个VTP域内的整个⽹络只设⼀个VTP Server。

VTP Server维护该VTP域中所有VLAN 信息列表，VTP Server可以建⽴、删除或修改VLAN。

VTP Client虽然也维护所有VLAN信息列表，但其VLAN的配置信息是从VTP Server学到的，VTP Client不能建⽴、删除或修改VLAN。

VTP Transparent相当于是⼀上独⽴的交换机，它不参与VTP⼯作，不从VTP Server学习VLAN的配置信息，⽽只拥有本设备上⾃⼰维护的VLAN信息。

VTP Transparent可以建⽴、删除和修改本机上的 VLAN信息。

VTP模式有3种：服务器模式（Server）客户机模式（Client）透明模式（Transparent）服务器模式（Server）提供VTP消息：包括VLAN ID和名字信息；学习相同域名的VTP 消息；转发相同域名的VTP消息；可以添加、删除和更改VLAN VLAN信息写⼊NVRAM。

交换机的工作原理1、的交换机拥有许多,每个端口有自己的专用,并且可以连接不同的;交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的,这就大大提高了信息吞吐量;为了进一步提高性能,每个端口还可以只连接一个设备;为了实现交换机之间的互连或与高档的连接,一般拥有一个或几个高速端口,如100MB以太网端口、FDDI端口或155MB ATM端口,从而保证整个网络的;2、的通过共享局域网的用户不仅是共享带宽,而且是竞争带宽;可能由于个别用户需要更多的带宽而导致其他用户的可用带宽相对减少,甚至被迫等待,因而也就耽误了通信和;利用交换机的网络微分段技术,可以将一个大型的共享式局域网的用户分成许多独立的网段,减少竞争带宽的用户数量,增加每个用户的可用带宽,从而缓解共享网络的拥挤状况;由于交换机可以将信息迅速而直接地送到目的地能大大提高速度和带宽,能保护用户以前在方面的投资,并提供良好的,因此交换机不但是的理想替代物,而且是集线器的理想替代物;与网桥和集线器相比,交换机从下面几方面改进了性能：1通过支持并行通信,提高了交换机的信息吞吐量;2将传统的一个大局域网上的用户分成若干,每个端口连接一台设备或连接一个工作组,有效地解决拥挤现像;这种方法人们称之为网络微分段Micro一segmentation技术;3虚拟网VirtuaI LAN技术的出现,给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性;我们将在后面专门介绍虚拟网;4端口密度可以与集线器相媲美,一般的都是有一个或几个服务器,而绝大部分都是普通的;客户机都需要访问服务器,这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能的;交换机就主要从提高连接服务器的端口的以及相应的帧缓冲区的,来提高整个网络的性能,从而满足用户的要求;一些高档的交换机还采用进一步提高端口的带宽;以前的都是采用半双工的工作方式,即当一台发送的时候, 它就不能接收数据包,当接收数据包的时候,就不能发送数据包;由于采用全双工技术,即主机在发送数据包的同时,还可以接收数据包,普通的10M端口就可以变成20M端口,普通的100M 端口就可以变成200M 端口,这样就进一步提高了信息吞吐量;3、交换机的工作原理的交换机上是具有流量控制能力的网桥,即传统的二层交换机;把引入交换机,可以完成,故称为,这是交换机的新进展;交换机二层交换的工作原理交换机和网桥一样,是工作在的联网设备,它的各个端口都具有,每个端口可以连接一个LAN 或一台或服务器,能够通过自学习来了解每个端口的设备连接情况;所有端口由专用处理器进行控制,并经过控制管理总线转发信息;同时可以用专门的进行集中管理; 除此之外,交换机为了提高数据交换的速度和,一般支持多种方式;1存储转发：所有网桥都使用这种方法;它们在将发柱之前,要把收到的帧完全存储在的中,对其检验后再发往其他端口,这样其延时等于接收一个完整的数据帧的时间及处理时间的总和;如果很长时,会导致严重的性能问题,但这种方法可以过滤掉错误的数据帧;2切入法：这种方法只检验数据帧的地址,这使得数据帧几乎马上就可以传出去,从而大大降低延时;其缺点是：错误帧也会被传出去;错误帧的概率较小的情况下,可以采用切入法以提高;而错误帧的概率较大的情况下,可以采用存储转发法／以减少错误帧的重传;4、交换机的配置我们下面以Cisco公司的Catlystl900交换机为例,介绍交换机的一般配置;对一台新的Catlystl900交换机,使用它的缺省配置就可以工作了;这因为它是一种将装在FlashMemory中的硬件设备,当加电时,它首先要进行一系列自检,对所有端口进行测试之后,交换机就处于;这时它的交换表是空的,它可以通过自学习来了解各个端口的设备连接情况,并将设备的 MAC地址记录在交换表中,当有信息交换时,交换机就根据交换表来进行数据转发;但为了便于对它进行网络管理,Catlystl900交换机自己有一个MAC地址,这样就可以为它分配一个和屏蔽码;须通过交换机的串口接一台或仿真终端,才能为它指定一个IP地址,其缺省值是0．0．0．0;指定IP地址以后,网络管理员就可以通过网络进行了;Catlystl900交换机的配置是菜单,缺省配置下,它的所有端口都属于同一个VLAN,很多情况下都不需要作什么修改;1将微机串口通过RS一232与Cata1yst1900的Console口连接,运行仿真终端软件,Catalyst 1900 启动后;2回车后,进入主菜单;3按“S”键,进入系统配置菜单：配置系统名,位置,日期;4在主菜单中按“N”键进入网络管理菜单;5配置IP地置;6配置SNMP参数;5、交换机的交换机是设备,它可将多个LAN网段连接到一个大型网络上,与网络类似交换机传输和溢出也是基于MAC地址的传输;由于交换机是用实现的,因此,传输速度很快;传输数据包时,交换机要么使用存储---转发交换,要么使用断---通交换方式;目前有许多的交换机,其中包括,LAN交换机和不同类型的WAN交换机;ATM交换机ATMAsynchronous Transfer Mode交换机为工作组,中枢以及其它众多领域提供了高速交换信息和可伸缩带宽的能力;ATM交换机支持,视频和数据应用,并可用来交换固定的信息单位有时也称元素;企业网络是通过ATM中枢连接多个LAN组成的;局域网交换机LAN交换机用于多LAN网段的相互连接,它在网络设备之间进行专用的无冲突的通信,同时支持多个的对话;LAN交换机主要是用于高速交换数据帧;通过LAN交换机将一个0Mbps以太网与一个100Mbps 以太网互联;交换机原理Ethernet是的意思,历史上使用的是十兆标准,现代基本上是百兆到桌面,千兆做干线;对数据业务量大的多采用千兆到桌面,万兆做干线;交换机和对广播帧是透明的,所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域;的一个接口下的网络是一个广播域;所以路由器可以隔离广播域;原理应用交换机是根据网桥的原理发展起来的,学习交换机先认识两个概念:冲突域是数据必然发送到的区域;HUB是无智能的信号,有入必出,整个由HUB组成的网络是一个冲突域;交换机的一个接口下的网络是一个冲突域,所以交换机可以隔离冲突域;广播域广播数据时可以发送到的区域是一个;交换机和对广播帧是透明的,所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域;的一个接口下的网络是一个广播域;所以路由器可以隔离广播域;以太网识别标准常见的标准有:10BASE-2 细缆以太网10BASE-5 粗缆以太网10BASE-T星型以太网100BASE-T 快速以太网接线标准星型以太网采用双绞线连接,双绞线是8芯,分四组,两芯一组绞在一起,故称双绞线;8芯双绞线只用其中4芯:1、2、3、6;常见接线方式有两种:568B接线规范: 白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕1 2 3 4 5 6 7 8568A接线规范: 白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕3 6 145 2 7 8将568B的1和3对调,2和6对调,就得到568A;接线方法两边采用相同的接线方式叫做平接,两边采用不同的接线方式叫扭接;不同的设备之间连接,使用平接线;相同的设备连接使用扭接线;电脑、与、交换机连接时使用平接线;这是因为网线中的4条线,一对是输入,一对是输出,输入应该与输出对应;如果将1和3连接,2和6连接,相当于自己的输出送给自己的输入;这样可以使网卡,阻止空接口关闭,而影响有些程序的运行;工作原理地址表表记录了端口下包含的MAC地址;端口地址表是交换机上电后自动建立的,保存在RAM中,并且自动维护;交换机隔离的原理是根据其端口地址表和转发决策决定的;转发决策交换机的转发决策有三种操作:丢弃、转发和扩散;丢弃:当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃;转发:当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发;扩散:当某端口下的访问未知端口下的主机时要扩散;每个操作都要记录下发包端的MAC地址,以备其它主机的访问;生存期生存期是端口地址列表中表项的寿命;每个表项在建立后开始进行倒记时,每次发送数据都要刷新记时;对于长期不发送数据的主机,其MAC地址的表项在生存期结束时删除;所以端口地址表记录的总是最活跃的主机的MAC地址;4应该说交换机有很多值得学习的地方,这里我们主要介绍交换机结构及组网方式,21世纪10年代以来网络应用越来越广泛,交换机作为网络中的纽带发挥了越来越大的作用;简单的说,交换机就是将它与用户计算机相连就行了,完成各个计算机之间的数据交换;复杂来说,交换机针对在整个网络中的位置而言,一些高层交换机如、网管型的产品,在交换机结构方面就没这么简单了;三层交换机通常,普通的交换机只工作在上,则工作在网络层;而功能强大的可同时工作在数据链路层和网络层,并根据 MAC地址或IP地址转发;但是要注意到三层交换机并不能完全取代路由器,因为它主要是为了实现处于两个不同的Vlan进行通讯,而不是用来作数据传输的复杂路径选择;网管功能一台交换机所支持的管理程度反映了该设备的可管理性与可操作性;带网管功能的交换机可对每个端口的流量进行监测,设置每个端口的速率,关闭/打开端口连接;通过对交换机端口进行监测,便于对网络业务流量的区分和迅速进行定义,提高了网络的可管理性;端口聚合这是一种封装技术,它是一条点到点的链路,链路的两端可以都是交换机,也可以是交换机和,还可以是和交换机或路由器;基于Trunk功能,允许交换机与交换机、交换机与路由器、主机与交换机或路由器之间通过两个或多个端口并行连接同时传输以提供更高带宽、更大吞吐量, 大幅度提供整个网络能力;结构级联方式这是最常用的一种组网方式,它通过交换机上的UpLink进行连接;需要注意的是交换机不能无限制级联,超过一定数量的交换机进行级联,最终会引起,导致网络性能严重下降;聚合方式前面我们已接触到的特点,此种方式相当于用多个端口同时进行级联,它提供了更高的互联带宽和线路冗余,使网络具有一定的可靠性;堆叠方式交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式,同时堆叠后的带宽是单一交换机的几十倍;但是,并不是所有的交换机都支持堆叠的,这取决于交换机的品牌、型号是否支持堆叠;并且还需要使用专门的堆叠电缆和堆叠模块;最后还要注意同一叠堆中的交换机必须是同一品牌;分层方式这种方式一般应用于比较复杂的交换机结构中,按照功能可划分为:、、核心层;后记作为网络的重要连接设备,交换机在实际使用中相当频繁;对于一般家庭用户而言,比较复杂的应用就是交换机的级联结构了;而三层路由、堆叠等高级应用一般在企业中应用较多;协议术语1网桥协议:BPDUBridge Protocol Data UnitBPDU是交换机间通讯的数据单元,用于确定角色;2网桥号:Bridge ID交换机的标识号,它由优先级和MAC地址组成,优先级16位,MAC地址48位;3根网桥:Root bridge根网桥定义为网桥号最小的交换机,根网桥所有的端口都不会阻塞;4根端口:Root port非根网桥到根网桥累计路径花费最小的端口,负责本网桥与根网桥通讯的接口;5指定网桥:Designated bridge网络中到根网桥累计路径花费最小交换机,负责收发本数据;6指定端口:Designated port网络中到根网桥累计路径花费最小的交换机端口,根网桥每个端口都是指定端口;7非指定端口:NonDesignated port余下的端口是非指定端口,它们不参与数据的转发,也就是被阻塞的端口;根端口是从非根网桥选出,指定端口是网段中选出;的状态:生成树协议工作时,所有端口都要经过一个端口状态的建立过程;生成树协议通过BPDU广播,确定各交换机及其端口的工作状态和角色,交换机上的端口状态分别为:关闭、阻塞、侦听、学习和转发状态;1关闭状态:Disabled 不收发任何报文,当接口或人为关闭时处于关闭状态;2阻塞状态:Blocking 在机器刚启动时,端口是阻塞状态20秒,但接收BPDU信息;3侦听状态:listening 不接收用户数据15秒,收发BPDU,确定网桥及接口角色;4学习状态:learning 不接收用户数据15秒,收发BPDU,进行地址学习;5转发状态:Forwarding 开始收发用户数据,继续收发BPDU和地址学习,维护STP;网络环路是总线或星型结构,不能构成环路,否则会产两个严重后果:1产生,造成网络堵塞;2克隆帧会在各个口出现,造成地址学习记录帧源地址混乱;解决环路问题方案:1网络在设计时,人为的避免产生环路;2使用生成树STPSpanning Tree Protocol功能,将有环的网络剪成无环网络;STP被IEEE802规范为802.1d标准;VLANVirtual Lan是虚拟,交换机通过VLAN设置,可以划分为多个逻辑网络,从而隔离;具有三层模块的交换机可以实现VLAN间的路由;1端口模式交换机端口有两种模式,access和;access口用于与计算机相连,而交换机之间的连接,应该是trunk;交换机端口默认VLAN是VLAN1,工作在access模式;Access口收发数据时,不含VLAN标识;具有相同VLAN号的端口在同一个广播域中;Trunk口收发数据时,包含VLAN标识;Trunk又称为干线,可以设置允许多个VLAN 通过;2VLAN中继协议:VLAN中继协议有两种:ISLInter-Switch Link: ISL是Cisco专用的VLAN中继协议;dot1q:802.1q是标准化的,应用较为普遍;3VTPVTPVlan Trunking Protocol是VLAN,在含有多个交换机的网络中,可以将中心交换机的VLAN信息发送到下级的交换机中;中心交换机设置为VTP Server,下级交换机设置为VTP Client;VTP Client要能学习到VTP Server的VLAN信息,要求在同一个VTP域,并要口令相同;4VLAN共享如果要求某个VLAN与其他VLAN访问,可以设置VLAN共享或主附VLAN;共享模式的VLAN端口,可以成为多个VLAN的成员或同时属于多个VLAN;在主附VLAN结构中,子VLAN与主VLAN可以相互访问,子VLAN间的端口不能互相访问;一般的VLAN间使用不同;主附VLAN中主VLAN和子VLAN使用同一个网络地址;口令恢复交换机的口令恢复的操作是先启动,在交换机上电时按住的mode键.几秒后松手,进入ROM状态,将nvram中的配置文件config.txt改名或删除,再重启;参考命令为:switch:rename flash:config.text flash:config.bakswitch:erase flash:config.text的口令恢复操作先启动超级终端,在路由器上电时按计算机的Ctrl+Break键,进入ROM监控状态rommon>,用配置寄存器命令confreg设置参数值0x2142,跳过配置文件设置口令后再还原为0x2102;参考命令为:rommon>confreg 0x2142routerconfigconfig-register 0x2102没有特权口令无法进入特权状态,只能进入ROM监控状态,使用confreg 0x2142命令;当口令修改完后,可以在特权模式下恢复为使用配置文件状态;三层概念链路层使用MAC地址,完成对帧的操作;交换机的IP地址做管理用,交换机的IP地址实际是VLAN的IP;一个VLAN一个,不同VLAN的主机间访问,相当于网络间的访问,要通过路由实现;不同VLAN间主机的访问有以下几种情况:1两个VLAN分别的两个物理接口;这是的基本应用;2两个VLAN通过接入路由器的一个物理接口,这是应用于的;3使用具有三层交换模块的交换机;Cisco的3550和华为的3526都是基本的;1通过VLAN的IP地址做,实现,要求设置VLAN的IP地址;2将端口设置在三层工作,要求端口设置no switchport,再设置端口的IP地址;通道技术交换机通道技术是将交换机的几个端口捆绑使用,即端口的聚合;使用通道技术一个方面提高了带宽,同时提高了线路的可靠性;但是如果设置不当,有可能产生环路,造成堵塞网络;要聚合的端口要划分到指定的VLAN或;配置三层通道时,先要进入通道,再用no switchport命令关闭二层,设置通道IP 地址;一个通道一般小于8个接口,接口参数应该一致,如工作模式、封装的协议、端口类型;协商方式端口的聚合有两种方式,一种是手动的方式,一个是自动协商的方式;手动的方式很简单,设置端口成员链路两端的模式为"on";命令格式为:channel-group <number> mode on自动方式有两种类型:PAgPPort Aggregation Protocol和LACPLink aggregation Control Protocol;PAgP:Cisco设备的协议,有auto和desirable两种模式;auto模式在协商中只收不发,desirable模式的端口收发协商的;LACP:标准的端口聚合协议802.3ad,有active和passive两种模式;active相当于PAgP的auto,而passive相当于PAgP的desirable;负载平衡通道端口间的负载平衡有两种方式,基于源MAC的转发和基于目的MAC的转发;scr-mac:源MAC地址相同的使用同一个;dst-mac:目的MAC地址相同的数据帧使用同一个端口转发;四层技术随着宽带的普及,各种网络应用的深入,我们的局域网络正在承担着繁重的业务流量;网络系统中的音频、视频、数据等信息的传输量充斥着占用带宽,我们不得不为这些数据流量提供差别化的服务,让时延敏感性的和重要的数据优先通过,这就不得不考虑,以满足基于策略调度、QoSQuality of Service:服务质量以及安全服务的需求;区别第二层交换实现局域网内主机间的快速信息交流,第可以说是交换技术与的完美结合,而第四层交换技术则可以为网络应用资源提供最优分配,实现应用服务服务质量、及安全控制;四层交换并不是要取代谁,其实2013年径渭分明的二层交换和三层交换已融入四层交换技术;,是根据第二层的MAC地址和来完成端到端的数据交换的;第二层交换机只须识别中的MAC地址,而直接根据MAC地址转发,非常便于采用ASIC专用芯片实现;第二层交换的解决方案,是一个"处处交换"的方案,虽然该方案也能划分、限制广播、建立VLAN,但它的控制能力较小、灵活性不够,也无法控制流量,缺乏路由功能;,是根据第三层的网络层IP地址来完成端到端的数据交换的,主要应用于不同VLAN子网间的路由;当某一信息源的第一个进行第路由后,交换机会产生一个MAC地址与IP地址的映射表,并将该表存储起来,如同一信息源的后续数据流再次进入交换机,交换机将根据第一次产生并保存的表,直接从第二层由源地址传输到目的地址,不再经过第三路由系统处理,提高了的转发效率,解决了VLAN间传输信息时传统产生的速率瓶颈;不仅可以完成端到端交换,还能根据端口的应用特点,确定或限制它的交换流量;简单地说,第四层交换机是基于传输层数据包的交换过程的,是一类基于应用层的用户应用交换需求的新型;第四层交换机支持TCP/UDP第四层以下的所有协议,可根据TCP/UDP来区分数据包的应用类型,从而实现应用层的和服务质量保证;可以查看第三层数据包头源地址和目的地址的内容,可以通过基于观察到的信息采取相应的动作,实现带宽分配、故障诊断和对TCP/IP应用程序进行访问控制的关键功能;通过任务分配和优化网络,并提供详细的流量统计信息和记帐信息,从而在应用的层级上解决、网络安全和网络管理等问题,使网络具有智能和可管理;技术简介OSI网络参考模型的第四层是传输层;传输层负责,即在网络源和目标系统之间协调通信;在IP协议栈中这是TCP传输控制协议和UDP所在的协议层;TCP和UDP包含,它可以唯一区分每个包含哪些应用协议例如HTTP、FTP、telnet等等;TCP/UDP 端口号提供的附加信息可以为所利用,四层交换机利用这种信息来区分包中的数据,这是第四层交换的基础功能介绍1.数据包过滤:在传统上,采用第四层信息端口号去定义过滤规则;四层交换也借用了控制列表的概念,但和基于软件的路由器不一样,第四层交换是在ASIC专用高速芯片中实现的,从而使过滤控制可以线速进行;2.服务质量:TCP/UDP第四层信息还可以用于建立应用通信的优先级;允许用基于应用来区分优先级,设置,确保重要的流量如:VOIP、视频在得到最快的处理,使紧急应用获得网络的高级别服务;3.:第四层交换负载均衡的原理,就是按照IP地址和TCP端口进行虚拟连接的交换,直接将发送到目的计算机的相应端口中;具备第四层交换能力的交换机,能作为一个硬件,完成服务器的负载均衡;由于第四层交换基于硬件芯片,因此性能非常优秀,尤其是对于网络传输的速度,交换的速度远远超过普通的数据包转发;采用设备,所有的集群通过第四层交换机与外部Internet相连,外部客户防问服务器时通过第四层交换机动态分配服务器,实现动态,当其中一台服务器出现故障时,由交换机动态将所有流量分配到集群中的其他主机上,这类只适合在大型流量大的服务器;4.主机备用连接:主机备用连接为端口设备提供了冗余连接,从而在交换机发生故障时有效保护系统,这种服务允许定义主备交换机,同定义一样,它们有相同的配置参数;由于共享相同的MAC地址,备份交换机接收和主单元全部一样的数据;这使得备份交换机能够监视主交换机服务的通信内容;主交换机持续地通知备份交换机第四层的有关数据、MAC数据以及它的电源状况;主交换机失败时,备份交换机就会自动接管,不会中断对话或连接;5.统计与报告:通过查询第四层,第四层交换机能够提供更详细的统计记录;因为管理员可以收集到更详细的哪一个IP地址在进行通信的信息,甚至可根据通信中涉及到哪一个应用层服务来收集通信信息;当服务器支持多个服务时,这些统计对于考察服务器上每个应用的负载尤其有效;增加的统计服务对于使用交换机的服务器服务连接同样十分有用;包含详尽的实时报告和历史纪录报告,全面的报告功能为管理员提供了对带宽资源的充分掌握,从而使企业可以作出更合适的业务决策;在业界有一通用的名字叫做"应用交换机",比较有名的有如下几款:美国的F5公司的BIG-IP 2400系列链路应用交换机可实定制,流量优先级安排,基于政策的流量引导,来源、目的地和应用交换;Radware公司的Web Server Director应用交换机可保障服务器群的完全可用性、优化运行以及完备的安全性,从而保证网络和数据中心范围内的应用能获得高度可靠性和性能;美国Foundry公司 ServerIronGT-C2404F应用交换机可实现全局服务器,高性能VPN/防火墙负载均衡,透明缓存交换,,防DoS攻击保护服务器;总结随着网络信息系统由小型到中型到大型的发展趋势,交换技术也由原来最初的基于MAC地址的交换,发展到基于IP地址的交换,进一步发展到基于IP+端口的交换,本文对第四层交换技术作了一个比较全面的介绍,如今也有产品更提出了第七层交换基于内容的交换;可见,网络交换技术的不断发展使得原来由基于数据的交换变成了基于应用的交换,不仅提高了网络的访问速度,而且不断地优化了网络的整体性能;。

VLAN技术详解二（VLAN帧结构）二、VLAN帧结构在交换机的汇聚链接上，可以通过对数据帧附加VLAN信息，构建跨越多台交换机的VLAN。

附加VLAN 信息的方法，最具有代表性的有：IEEE802.1QISL现在就让我们看看这两种协议分别如何对数据帧附加VLAN信息。

2.1 IEEE802.1QIEEE802.1Q，俗称“Dot One Q”，是经过IEEE认证的对数据帧附加VLAN识别信息的协议。

在此，请大家先回忆一下以太网数据帧的标准格式。

IEEE802.1Q所附加的VLAN识别信息，位于数据帧中“发送源MAC地址”与“类别域（Type Field）”之间。

具体内容为2字节的TPID和2字节的TCI，共计4字节。

在数据帧中添加了4字节的内容，那么CRC值自然也会有所变化。

这时数据帧上的CRC是插入TPID、TCI后，对包括它们在内的整个数据帧重新计算后所得的值。

基于IEEE802.1Q附加的VLAN信息，就像在传递物品时附加的标签。

因此，它也被称作“标签型VLAN （Tagging VLAN）”。

1. TPID (Tag Protocol Identifier，也就是EtherType)是IEEE定义的新的类型，表明这是一个加了802.1Q标签的帧。

TPID包含了一个固定的值0x8100。

2. TCI (Tag Control Information)包括用户优先级(User Priority)、规范格式指示器(Canonical Format Indicator)和 VLAN ID。

①User Priority：该字段为3-bit，用于定义用户优先级，总共有8个(2的3次方)优先级别。

IEEE 802.1P 为3比特的用户优先级位定义了操作。

最高优先级为7，应用于关键性网络流量，如路由选择信息协议（RIP）和开放最短路径优先（OSPF）协议的路由表更新。

优先级6和5主要用于延迟敏感（delay-sensitive）应用程序，如交互式视频和语音。

实验报告一、实验名称：Vlan与Vlan中继二、实验目的：创建vlan，进行vlan配置，并对vlan的工作原理进行分析，熟悉vlan的配置。

具体的要求如下：1）创建Vlan，并将交换机的端口划分到相应的vlan，实现pc之间的通信2）在两台交换机互连的接口配置Vlan中继三、实验环境：Cisco Packet Tracer四、实验步骤：实验（一）1.实验拓扑图：2.构建实验拓扑后，分别给两台pc配置ip和子网掩码，pc0的ip为192.168.0.1，pc1的ip为192.168.0.2，子网掩码均为255.255.255.0，并在pc0上ping pc1，测试两者的连通性，结果如下：从测试的结果可以看出，pc0和pc1是连通的，因为他们所接的端口在都属于交换机的默认3.在交换机上将pc0和pc1所接的两个接口分别划入不同的vlan。

再测试它们之间的连通性。

先建立两个vlan。

再将两个接口分别划入这两个vlan中。

在特权模式下可用show vlan 查看vlan的划分情况。

具体命令和结果如下：4.再次测试两台pc的连通性，结果如下：从上图我们可以看到，pc0和pc1无法连通，一般情况下，不过vlan的pc不能进行通信。

实验（二）1.为pc0和pc1配置ip地址和子网掩码，pc0的ip为192.168.0.1，pc1的ip为192.168.0.2，子网掩码均为255.255.255.0，并在pc0上ping pc1，测试两者的连通性，结果如下：两台交换机的四个端口均属于vlan1，由于vlan1的类型是dynamic，具有自适应功能，所以有vlan中继的功能，因此两台pc能够相互通信。

2.在两台交换机上分别建立两个vlan100，并使用show vlan进行查看，命令及结果如下：3.测试2配置后的两台pc之间的连通性。

从上面的结果我们可以得出两个交换机与pc机的端口0/1都属于vlan100，但是连接两个交换机之间的端口0/2均属于默认vlan 1，所以pc0和pc1之间不能连同。