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第五章多层交换网络设备技术实现神州数码网络大学2011-11大纲•多层交换的设备的分类•二层交换设备的交换原理•多层交换设备的交换原理多层交换的设备的分类•单板的多层交换设备•由机箱和模块组成的多层交换设备–通过板卡设计来满足用户的需求多层交换设备的相关表项•FDB表•IP转发表•FIBTable•IPMCFDB表•ForwardingDataBase、MAC地址表•特殊的MAC地址（网关的MAC地址），在L3位置1，普通的MAC地址会在L3位置0IP转发表•又称为主机路由表•L3Table、ARP表–一个是存储在芯片本身自带的ram中L3表–一个是存贮在软件的RAM中的arp表•由CPU维护，并且会和L3表随时同步IP转发表（主机路由表）ARP表L3表Mac地址IP地址L3接口号端口号Mac地址IP地址L3Table的格式IP转发表的建立MAC：11-11-11-11-11-11MAC：22-22-22-22-22-22ip：10.1.1.2ip：10.1.2.2Vlan1ip:10.1.1.1/MAC：VVlan2ip:10.1.2.1/MAC：V123MAC：11-11-11-11-11-11MAC：22-22-22-22-22-22ip：10.1.1.2ip：10.1.2.2Vlan1ip:10.1.1.1/MAC：VVlan2ip:10.1.2.1/MAC：V123IP转发表的建立2、ARP表10.1.1.211-11-11-11-11-1111-11-11-11-11-111VLAN11、FDB表V1-10VLAN1L32、ARP表10.1.1.211-11-11-11-11-1111-11-11-11-11-111VLAN11、FDB表V1-10VLAN1L3IP转发表的建立2、ARP表10.1.1.211-11-11-11-11-1111-11-11-11-11-111VLAN11、FDB表V1-10VLAN1L310.1.2.222-22-22-22-22-22V11-24VLAN2L33、L3表10.1.2.222-22-22-22-22-2222-22-22-22-22-2223VLAN223VLAN2VLAN110.1.1.010.1.2.0路由表VLAN2FIBTable•ForwardingInformationBase、硬件网络路由表BITSFIELDSDESCRIPTION0~31SUB_ADDR4个字节的目的网络地址，DEF_IPTable的索引32~79MAC_ADDR6个字节的MAC地址，是下一跳网关的MAC地址80~85PORT转发IP数据包的出端口号86~90INTF出三层路由接口号，用于从L3INTF表中获取路由接口的MAC地址91~95SUBNET_LEN子网掩码的长度减一96CPU是否要提交给CPU处理97~127RESERVED保留目的网络地址下一跳网关的MAC地址端口号三层路由接口号多层交换设备的数据处理流程Packet进入广播包?Vlanflood组播包?三层组播包?DoIPMCDOL2MCSearchFDBmatch?L3set?DoL2DoL3SwitchVlanFloodYYYYYNNNNN判断标准•广播包的判断标准：DestinationMAC＝0xff-ff-ff-ff-ff-ff•三层组播包的判断标准：DestinationMAC=0x01-00-5e-xx-xx-xx•二层组播包的判断标准：DestinationMAC[40]=1•SearchFDB用vid＋DestinationMAC作为索引二层组播地址•多播混杂模式分析电子和电气工程师协会（IEEE）定义的Individual/Group（单独的/组，I/G）位•以太网和FDDI地址的I/G位是目标MAC地址的第一个字节的最后一位。•I/G位的值如下–如果设置为0，那么该地址为单播（或单独的）地址。–如果设置为1，那么该地址为多播（或组）地址。广播地址也会设置多播位。IPMC表项和过程L3Switch•先查找L3表项、再查找FIB表项–数据包的目的IP地址已在L3Table中存在，直接转发该数据包到下一跳MAC地址对应的端口–数据包的目的IP地址不在L3Table，则查询FIBTable，如果目的IP地址所在的网段FIBTable中存在，则直接转发该数据包到网关对应的端口–数据包的目的IP地址不在L3Table，也不在FIBTable中，则将数据包传送给CPU处理，通过上层的路由表和ARP模块，找到目标IP地址对应的下一跳网关MAC地址或主机MAC地址课堂实验•三层交换机划分vlan10和vlan20，分配vlan接口地址；甲、乙配置地址和各自的默认网关•甲乙互ping通后，分别查看本机ARP表，•列出10.1.1.1和10.1.2.1的MAC地址是多少？甲10.1.1.10/24乙10.1.2.10/24Intvlan1010.1.1.1Intvlan2010.1.2.1课堂实验•二层交换机B划分VLAN10和VLAN20•A-B的链路做TRUNK•三层交换机A划分VLAN10和VLAN20•在A中配置VLAN10和VLAN20的网关地址•甲乙ping通后查看各自网关MAC地址，确认是那台交换机的。甲10.1.1.10/24乙10.1.2.10/24BA课堂实验•理解三层交换机在网络互连中的作用–PC1、PC2分别配置192.168.1.10和192.168.2.10，网关分别配置192.168.1.1和192.168.2.1–switchA、B创建VLAN10和VLAN20，将端口1-5划入VLAN10，6-10划入VLAN20。分别将PC1、PC2接入switchA的1口和switchB的6口。–switchA、B的24口用于与switchC的1、2口分别连接，并分别在三台交换机中配置这三个端口为trunk模式–switchC中创建VLAN10和VLAN20，并由此创建逻辑端口vlan10和vlan20，分别配置IP地址192.168.1.1和192.168.2.1。–在PC1中启动pingPC2的不间断命令，察看结果如何？理解过程。–将PC2移动到switchA的6端口，不间断ping的结果如何？理解它。PC1PC2switchAswitchBswitchC课后思考•在三层交换机中查找与三层交换数据结构相关的show命令，根据show返回结果理解三层交换的数据结构•如果给上例中二层交换机配置VLAN10接口配置IP地址，是否会影响VLAN10终端用户的通信？思考与练习•如果不划分VLAN，而在终端中配置不同网段的地址，依然可以达到终端不可互通的目的，划分VLAN又可以提供哪些好处？•在PC1和PC2中分别安装sniffer并启动捕获PC1发给PC2的数据包的过程。从数据链路层地址和网络地址的角度分析获取的数据包特点。•三层交换机的这个功能能否使用路由器实现？怎样做？本章小结•多层交换关键表项–FDB表–L3表–FIB表•多层交换关键过程–IPMC–L3交换–L2交换