1. 三層交換機(jī)是什么
2. 為什么會(huì)有三層交換機(jī)
3. 三層交換機(jī)的工作原理
4. 三層交換機(jī)的應(yīng)用

? 1.三層交換機(jī)是什么

??? 三層交換機(jī)就是具有部分路由器功能的交換機(jī)，工作在OSI網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型的第三層：網(wǎng)絡(luò)層。三層交換機(jī)的最重要目的是加快大型局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，所具有的路由功能也是為這目的服務(wù)的，能夠做到一次路由，多次轉(zhuǎn)發(fā)。

對(duì)于數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)等規(guī)律性的過(guò)程由硬件高速實(shí)現(xiàn)，而像路由信息更新、路由表維護(hù)、路由計(jì)算、路由確定等功能，由軟件實(shí)現(xiàn)。

2.為什么會(huì)有三層交換機(jī)

?? 這個(gè)就要涉及到單臂路由的缺陷了。如果在VLAN少數(shù)的情況下，路由器還是可以處理過(guò)來(lái)的，但是極大多數(shù)情況下，VLAN是有很多的。所以在這種情況下，單臂路由就有點(diǎn)力不從心了。VLAN增加就導(dǎo)致數(shù)據(jù)量增大，繼而導(dǎo)致路由器和交換機(jī)之間的路徑成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸了。哪怕增加路由器接口，但是這樣只能解決燃眉之急，并不長(zhǎng)遠(yuǎn)。而且子接口依托于物理接口，只要物理接口出現(xiàn)故障，子接口就會(huì)癱瘓，這樣就會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)拓?fù)涞倪\(yùn)行。并且VLAN直接轉(zhuǎn)發(fā)一次都要查看一次路由表，這樣就會(huì)浪費(fèi)資源。因此有了三層交換機(jī)的出現(xiàn)。

3.三層交換機(jī)的工作原理

???? 三層交換機(jī)通過(guò)硬件來(lái)交換和路由選擇數(shù)據(jù)包。為了能夠?qū)崿F(xiàn)在硬件中處理數(shù)據(jù)包的高層信息，思科使用了MLS多層交換體系或基于CEF快速轉(zhuǎn)發(fā)的MLS體系

?1）傳統(tǒng)的MLS體系

????

?

?文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-453464.html

????????? 數(shù)據(jù)幀首先到達(dá)路由器，但是路由器不知道VLAN2的Mac地址，所以需要通過(guò)ARP請(qǐng)求與響應(yīng)獲得VLAN2 的Mac地址。此時(shí)此刻，這是一次路由，也是就是說(shuō)，新數(shù)據(jù)通行時(shí)，首先是交給三層引擎的（這里的三層引擎可以理解為路由功能），由三層引擎重新封裝二層，也就是Mac地址

??
?????????? 數(shù)據(jù)在通過(guò)路由表加裝VLAN標(biāo)簽和交換機(jī)脫掉VLAN標(biāo)簽，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給VLAN2

在上一步，由三層引擎更換好Mac地址之后，數(shù)據(jù)打上了VLAN2的標(biāo)簽，此時(shí)此刻，VLAN2是可以通行了，但是想要傳到最終pc端，是不是還需要將VLAN2 的標(biāo)簽脫下來(lái)？而脫VLAN2的標(biāo)簽就是由交換機(jī)處理的，也就是三層交換機(jī)的二層交換功能（也就是硬件處理）

?????????? 只有第一次經(jīng)過(guò)三層引擎，其他時(shí)候都是靠硬件轉(zhuǎn)發(fā)

到最后，數(shù)據(jù)包傳到pc端了。從上面的拆開解析中我們就可以得出一個(gè)結(jié)論。三層交換機(jī)的工作原理可以總結(jié)成一句話：一次路由，多次交換

? 2）基于CEF的MLS

???? 首先我們要知道CEF技術(shù)是思科公司推出的一種路由方案，是一種基于拓?fù)滢D(zhuǎn)發(fā)的模型。這就要涉及到CEF的兩個(gè)主要的組件：轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)（FIB）和鄰接關(guān)系表。

??? 轉(zhuǎn)發(fā)信息路（FIB）是路由器決定目標(biāo)交換的查找表，F(xiàn)IB的條目和IP路由表?xiàng)l目之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即FIB是IP路由表中包含的路由信息的一個(gè)鏡像。猶豫FIB包含了所有必須的路由信息，因此就不用再維護(hù)路由高速緩存了。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠蚵酚砂l(fā)生變化時(shí)，IP路由表被更新，F(xiàn)IB的內(nèi)容隨之發(fā)生變化（說(shuō)的通俗點(diǎn)，就類似于你要在瀏覽器搜索你要找的東西，第一次搜索的時(shí)候，我們是不是需要輸入關(guān)鍵詞，然后查詢。但是當(dāng)我們第二次查詢相同東西的時(shí)候，是不是可以直接去尋找瀏覽記錄然后進(jìn)去就可了？其實(shí)FIB就是這樣的作用。就類似于路由表?xiàng)l目的緩存。當(dāng)他第二次尋找相同條目的時(shí)候，就不用找路由表了，直接從FIB表找到然后發(fā)出就可以了。）

??? 鄰接關(guān)系表

????? 在網(wǎng)絡(luò)中，如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間在數(shù)據(jù)鏈路層只有一跳，則他們彼此相鄰。除FIB外，CEF還使用鄰接關(guān)系表來(lái)存儲(chǔ)第二層編址信息，對(duì)于每個(gè)FIB條目，鄰接關(guān)系表中都包含相應(yīng)的第二層地址，和FIB一樣，使用基于CEF的MLS時(shí)，第三層引擎和硬件交換組件都維護(hù)一個(gè)鄰接關(guān)系表。（就類似于我會(huì)知道我的鄰居叫啥互相知道彼此的情況，但是我不會(huì)去了解我鄰居的鄰居詳細(xì)情況）

?綜上所述，F(xiàn)IB和鄰接關(guān)系表肯定是有個(gè)先后順序的，與傳統(tǒng)的MLS不同的是，CEF會(huì)預(yù)先根據(jù)路由表學(xué)習(xí)路由信息，直接存儲(chǔ)在FIB表中，鄰接關(guān)系表預(yù)先根據(jù)ARP表生成鄰接關(guān)系表，直接由硬件進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)? 而傳統(tǒng)的MSL至少的需要一次軟件查詢路由表建立轉(zhuǎn)發(fā)條目才能使用硬件進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)

?4.三層交換機(jī)的應(yīng)用

????? 必須使用命令才能開啟CEF功能

????? 在Cisco 4000交換機(jī)上面：ip? cef

?????? 在Cisco? 3550交換機(jī)上面：ip route-cache cef

?????

在這個(gè)圖，我們 要清楚。三層交換機(jī)默認(rèn)是關(guān)閉路由功能的。所以我們第一步肯定是開啟路由功能的。如果說(shuō)想要給三層交換的接口配置ip地址的話，我們就需要進(jìn)入接口關(guān)閉交換機(jī)功能。畢竟眾所周知的，交換機(jī)的接口是配置不了ip地址的。

三層交換機(jī)

Switch(config)#vl 10

Switch(config-vlan)#vl 20

Switch(config-vlan)#vl 30

Switch(config)#ip? routing

Switch(config)#int f0/1

Switch(config-if)# sw ac vl 10

Switch(config-if)#int f0/2

Switch(config-if)# sw ac vl 20

Switch(config-if)#int f0/3

Switch(config-if)# sw ac vl 30

Switch(config-if)#int f0/4

Switch(config-if)#no switchport

Switch(config-if)#ip add 192.168.4.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no sh

Switch(config)#ip route 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.4.2

路由器

Router(config)#int f0/1

Router(config-if)#ip add 192.168.5.1 255.255.255.0

Router(config-if)#no sh

Router(config)#int f0/0

Router(config-if)#ip add 192.168.4.2 255.255.255.0

Router(config-if)#no sh

Router(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.4.1

Router(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.4.1

Router(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.4.1

然后pc端配置對(duì)應(yīng)的ip地址能夠ping通

?

到了這里，關(guān)于思科三層交換機(jī)配置的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！