一、三层交换机技术

使用三层交换技术实现VLAN之间的通信
三层交换=二层交换+三层转发
三层交换的两大组件：ASIC：主要完成二层（二层数据帧转发和MAC寻址）和三层（路由）的转发功能；CPU：用于转发的控制，主要维护软件、路由、ARP等，可以根据表象发送信息

二、传统的MSL

三层转发过程中要重新封装二层，三层交换机上，第三层引擎处理数据流的第一个包
交换ASIC从三层引擎中获悉二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
如下图：
首先VLAN1将数据转发给三层交换，将源IP（VLAN1）、目的IP（VLAN2），源MAC地址（VLAN）、目的MAC(网关MAC地址）进行封装。
三层交换查看VLAN的MAC地址，如果有，则直接转发数据，进行单播，如果没有，则进行ARP请求，并且重新封装
重新封装MAC头部，源和目标IP地址不变，源MAC为VLAN2网关的MAC地址，目标MAC为VLAN2的MAC地址

原理：一次路由，多次转发
一次路由：数据流的第一数据包由三层引擎来处理，重新封装MAC，再由路由转发数据包
多次交换：第一个数据包转发后会在硬件创建一个MLS条目，MLS包含有转发信息库FIB（包含有哦VLANID和主机的IP）和邻接关系表（邻接主机和MAC地址），通过查询FIB和邻接关系表重新封装为数据帧，从相应的端口进行转发数据
三层交换具有路由转发功能 ：可以转发数据，IP地址是配置在虚拟接口上，而不是物理接口，物理接口是用来对接交换机的配置trunk，对接PC机的配置access

三、基于CEF的MSL

基于CEF（一种基于拓扑转发的模型）的MLS，其关键时两张转发信息表，转发信息库（FIB）与路由表一一对应，是路由表一一个镜像。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MAC地址的对应关系用来提供二层重写信息。
工作原理：
由主机A给主机B发送单播数据包
交换机查找FIB表，寻找下一跳地址
查找下一跳地址所对应的邻接关系的二层封装信息
转发

四、三层交换机配置实验

三层交换机具有路由功能，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

下面我们来进行一下三层交换机的配置

R1二层交换机配置：
[R1]vlan batch 10 20 30
[R1]int e0/0/1
[R1-Ethernet0/0/1]p l a
[R1-Ethernet0/0/1]p d v 10
[R1-Ethernet0/0/1]undo shutdown
[R1-Ethernet0/0/1]int e0/0/2
[R1-Ethernet0/0/2]p l a
[R1-Ethernet0/0/2]p d v 20
[R1-Ethernet0/0/2]undo shutdown
[R1-Ethernet0/0/2]int e0/0/3
[R1-Ethernet0/0/3]p l a
[R1-Ethernet0/0/3]p d v 30
[R1-Ethernet0/0/3]undo shutdown
[R1-Ethernet0/0/3]int e0/0/4
[R1-Ethernet0/0/4]p l t
[R1-Ethernet0/0/4]p t a v 10 20 30
[R1-Ethernet0/0/4]undo shutdown
R2三层交换机配置：
[R2]vlan batch 10 20 30
[R2-GigabitEthernet0/0/1]p l t
[R2-GigabitEthernet0/0/1]p t a v 10 20 30
[R2-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown
[R2]int Vlanif 10
[R2-Vlanif10]ip add 192.168.10.1 24
[R2]int Vlanif 20
[R2-Vlanif20]ip add 192.168.20.1 24
[R2]int Vlanif 30
[R2-Vlanif30]ip add 192.168.30.1 24

总结

单臂路由三层交换都可以实现VLAN之间的通信
单臂路由工作原理：路由器重新封装MAC地址，转换为VLANID
三层交换：一次路由，多次交换
一次路由：数据流的第一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：第一个数据包转发之后，会在硬件创建一个MLS条目，MLS包括FIB（转发信息库：包含有VLANID和主机IP）、邻接关系表（邻接主机和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

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三层交换机原理及配置

文章目录

一、三层交换机技术

二、传统的MSL

三、基于CEF的MSL

四、三层交换机配置实验

总结

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