单臂路由和三层交换机

单臂路由

  • 单臂路由实现不同VLAN间通信

    • 链路类型
      1. 交换机连接主机的端口为access链路
      2. 交换机连接路由器的端口Trunk链路
    • 子接口
      1. 路由器的物理接口可以被划分成多个逻辑接口
      2. 每个子接口对应一个VLAN网段的网关
    • 单臂路由实现不同VLAN间通信的原理
      • 路由器重新封装MAC地址,转换VLAN标签
  • 单臂路由–实现不司VLAN之间的通信

    • 路由器的物理接口可以分化为多个逻辑子接口,每个子接口对应一个vlan网段的网关。
  1. 配置交换机的链路类型,连接路由器的接口为trunk,连接主机的为access
  2. 配置vlan标签的封装结构和子接口地址

命令

[R1]interface g0/0/0.10  ##排进入子接口视图,建议子接口名与vlanID一致
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0.10]dot1q termination vid 10     ##配置vlan标签的封装结构(dot1q为IEEE802.1q协议,该子接口属于vlan10)
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0.10]ip add 192.168.10.1 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0.10] arp broadcast enable  ##开启向下arp广播请求功能
[R1]interface g0/0/0.20
[ Huawei-GigabitEthernet0/0/0.10]dot1q termination vid 20
[ Huawei-GigabitEthernet0/0/0.10]ip add 192.168.20.1 24
[ Huawei-GigabitEthernet0/0/0.10]arp broadcast enable
[R1]int g0/0/0
[ Huawei-GigabitEtherneto/0/0]un sh[R1]dis ip interface brief
  • 单臂路由产生的瓶颈
    • 单臂路由网段缺陷
      • “单臂”为网络骨干链路,容易形成网络瓶颈
      • 子接口依然依托于物理接口,应用不灵活
      • VLAN间转发需要查看路由表,严重浪费设备资源

三层交换

三层交换技术

  • 使用三层交换技术实现VLAN间通信
  • 三层交换=二层交换+三层转发
  • 三层交换过程中要重新封装两层:三台交换机上,第三层引擎处理数据流的第一个包

当三层设备接收到一个数据帧,会拆除原数据帧,重新封装新的源MAc地址和目标AnAc地址,并且因为帧头部的信息发生变化,最后的帧校骆cRC也应当随之改变。
在这个流中的多个数据包,其中只有第一个数据包是由三层交换机的三层引擎来处理的,处理的方式是软件方式,与路由器相同,三层引学获取了新的2层封装信息后,路由这个数据包。

传统的MLS2-2

  • 交换ASIC从3层引擎中获悉2层重写信息在硬件中创建一个MLS条目
  • 负责重写和转发数据流中的后续数据包

在第一个数据包转发完成后,在硬件中创建一个MLS条目,用于后续的数据包由硬件执行的重新封装和快速转发。2层数据帧会被重新封装关需要转发的下一个网段的帧格式。
这就是MLS 一次路由,多次交换”的原理。

基于CEF的MLS

  • CEF是一种基于拓扑转发的模型
    • 转发信息库
    • 邻接关系表

基于CEF(一种基于拓扑转发的模型)的NMLS,其关键是两张转发信息表,转发信息库(FIB)与路由表一一对应,是路由表的一个镜像。路由表更新时,FIB随之变化,其中FIB包含邻接主机的IP地址与VLANID的对应关系。而邻接关系表包含邻接主机和交换机MBc地址的对应关系用来提供二层重写信息。
基于CEF的MLs转发过程,即发送单播数据包,通过查找FIB和邻接关系表,重新封装数据帧,从相应端口进行转发。

  • 三层交换机VLAN间通信的转发
    三层交换机具备路由功能,所以两个VLAN之间可以互相访问,每一个VLAN虚接口就是该网段的网关。

  • 在三层交换机上配置的VLAN接口为虚接口

    [Huawei]interface vlanif 10
    [ Huawei-vlanif10]ip address 192.168.10.1 24
    [ Huawei-vlanif10]display ip interface brief##端口自动激活
    

工作原理

单臂路由 三层交换机 ― 都可以实现VLAN之间的通信

单臂路由 工作原理:路由器重新封装MAc地址,转换VLANID

三层交换机:一次路由,多次交换

一次路由: 数据流的第一个数据包由三层引擎来处理,重新封装MAC,再路由转发数据包

多次交换: 第一个数据包转发后,会在硬件创建一个NSL条目,MLs包含FIB(转发信息库:包含邻接主机IP和vlanid)、邻接关系表(包含邻接主机MAC地址),通过查询FIB和邻接关系表重新封装数据帧,从相应端口转发数据

三层交换机具有路由功能可以转发数据,IP地址是配置在虚接口上而不是物理接口上,物理接口对接交换机配置trunk,对接PC机配置access

交换机 vlan 接口类型

  1. access 接口类型 接入链路
    一般用于连接计算机或者路由器的端口
    作用:数据进交换机时打上 vlan标签,出交换机时脱掉vlan标签
  2. trunk 中继链路
    一般用于连接交换机与交换机之间的端口
    作用:用于识别可放行的vlan标签
  3. hybrid华为私有协议,华为交换机接口上默认的接口类型

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