Cisco路由交换

一、基础知识

1、三层交换机简介

三层交换机是指具备三层路由功能的交换机，其端口（接口）可以实现基于三层寻址的分组转发，每个三层接口都定义了一个单独的广播域，在为接口配置好IP协议后，该接口就成为连接该接口的同一个广播域内其他设备和主机的网关。二层交换机使用的是MAC地址交换表，而三层交换机使用的是基于IP地址的交换表。

三层交换机具备网络层的功能，实现VLAN 相互访问的原理是：利用三层交换机的路由功能，通过识别数据包的IP地址，查找路由表进行选路转发，三层交换机利用直连路由可以实现不同VLAN 之间的相互访问。三层交换机给接口配置IP地址。采用SVI（交换虚拟接口）的方式实现VLAN间互连。SVI是指为交换机中的VLAN创建虚拟接口，并且配置IP地址。

三层交换机的端口可用作二层的交换端口，也可用作三层的路由端口，默认当作二层端口使用。

将端口设置为三层，配置命令：no Switchport

将端口设置为二层，配置命令：Switchport

对于IP网络，应为三层端口指定IP地址，该地址以后成为所联广播域内其他二层接入交换机和客户机的网关地址。

三层端口默认状态一般是shutdown，所以一个接口配置完成后应立即使用no shutdown命令来启用此端口。

三层交换也称为IP交换技术、高速路由技术等，主要是基于第三层（L3）地址转发数据流、执行交换功能、可以提供特别服务（如认证）等的一种技术。三层交换机概念的提出，是相对于二层交换机而言的。也可以说三层交换=二层交换+三层转发。

2、路由与路由协议

路由是指对到达目标网络的地址的路径做出选择，也指被选出的路径本身。

路由表也就是一张网络地图，记录了到达各个目标网络的路径。

路由协议指通过使用不同的路由算法来选择最优路由的协议，全称为路由选择协议。它主要是控制三层设备的路由表的自动生成，使三层设备交换网络上的路由信息。

二、学习任务

1、掌握三层交换机基本配置方法。

2、掌握三层交换机VLAN路由的配置方法。

3、通过三层交换机实现VLAN间相互通信。

三、实训设备

Switch 3560 1 台；Switch 2960 2 台；PC 5台；直通线；交叉线。

四、实训内容及步骤

1、按以下拓扑图（图5-1）在Packer Tracer工作区中添加相应设备，完成设备连接，并按表5-1参数分别配置的IP地址、子网掩码、网关。

2、在二层交换机上配置VLAN 20、VLAN 30，分别将端口1-10划分给VLAN 20、VLAN 30。

（1）交换机SW2

Switch>enable

Switch#configure terminal

Switch(config)#hostname SW2

SW2(config)#vlan 20

SW2(config-vlan)#exit

SW2(config)#interface range f0/1-10

SW2(config-if-range)#switchport access vlan 20

（2）交换机SW3

Switch>enable

Switch#configure terminal

Switch(config)#hostname SW3

SW3(config)#vlan 30

SW3(config-vlan)#exit

SW3(config)#interface range f0/1-10

SW3(config-if-range)#switchport access vlan 30

C小提示：此时，PC2与PC3之间、PC4与PC5之间应能相互通信，其他计算机之间无法通信。

3、将二层交换机与三层交换机相连的端口F0/24 都设置为Trunk模式。

（1）交换机SW2

SW2(config)#interface f0/24

SW2(config-if)#switchport mode trunk

（2）交换机SW3

SW3(config)#interface f0/24

SW3(config-if)#switchport mode trunk

4、在三层交换机上配置VLAN 10、VLAN 20、VLAN 30，并将F0/1-3分别划分给对应的VLAN。

Switch>enable

Switch#configure terminal

Switch(config)#hostname SW1

SW1(config)#vlan 10

SW1(config-vlan)#exit

SW1(config)#interface f0/1

SW1(config-if)#switchport access vlan 10

SW1(config-if)#exit

SW1(config)#vlan 20

SW1(config-vlan)#exit

SW1(config)#interface f0/2

SW1(config-if)#switchport access vlan 20

SW1(config-if)#exit

SW1(config)#vlan 30

SW1(config-vlan)#exit

SW1(config)#interface f0/3

SW1(config-if)#switchport access vlan 30

SW1(config-if)#exit

5、在三层交换机上为VLAN 10、VLAN 20、VLAN 30指定IP地址，创建虚接口。

SW1>enable

SW1#configure terminal

SW1(config)#interface vlan 10

SW1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

SW1(config-if)#no shutdown

SW1(config-if)#interface vlan 20

SW1(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0

SW1(config-if)#no shutdown

SW1(config-if)#interface vlan 30

SW1(config-if)#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0

SW1(config-if)#no shutdown

C小提示：通过Ping命令在各PC上Ping其各自网关。VLAN 10应能Ping通，而VLAN 20、VLAN 30无法Ping通，为什么？

6、在三层交换机上配置F0/2、F0/3端口模式，并启用路由功能。

SW1(config)#interface f0/2

SW1(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q

SW1(config-if)#switchport mode trunk

SW1(config-if)#interface f0/3

SW1(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q

SW1(config-if)#switchport mode trunk

SW1(config-if)#exit

SW1(config)#ip routing 启用路由

此时，通过Ping命令验证，全网各主机应均能相互通信。

7、在三层交换机上使用show ip route查看路由表，结果如图5-2所示：

C小提示：由上图可看出，本例三个VLAN均为三层交换机上的直连子网。

在本例中，直接使用ip routing启用三层交换机路由模块，实现3个VLAN间相互通信。