全存-Dynamips 三层交换实验
三层交换技术实训总结
三层交换技术实训总结一、引言在计算机网络中，交换技术是实现数据传输的重要手段之一。
而三层交换技术作为一种高级的交换技术，能够提供更快速、更高效的数据传输方式。
本文将对三层交换技术的实训进行总结，包括实验目的、实验过程、实验结果以及个人感悟等方面。
二、实验目的本次实训的主要目的是通过搭建三层交换网络，掌握三层交换技术的原理和操作方法，进一步提升对计算机网络的理解和实践能力。
具体实验目标如下：1.了解三层交换技术的基本概念和特点；2.掌握三层交换机的配置和管理方法；3.实现三层交换机之间的互联和数据转发；4.测试并验证三层交换机的性能和稳定性。
三、实验过程1.实验环境准备在实验开始前，我们需要准备好实验所需的硬件和软件环境。
硬件方面，需要准备三台支持三层交换技术的交换机；软件方面，需要安装适当的网络管理软件，如Cisco的IOS等。
2.搭建实验网络按照实验设计要求，我们需要将三台交换机连接起来，形成一个三层交换网络。
通过连接网线将三台交换机的各个接口连接起来，并确保连接的可靠性和正确性。
3.配置交换机通过终端连接到交换机上，使用命令行界面或图形界面进行交换机的配置。
首先，设置交换机的基本信息，如主机名、IP地址等；然后，配置交换机的VLAN和端口；最后，配置交换机之间的路由和转发规则。
4.测试和验证在完成交换机的配置后，我们需要进行相应的测试和验证工作。
可以通过发送ping包、traceroute等命令测试交换机之间的连通性；还可以通过发送大量的数据包测试交换机的性能和稳定性。
四、实验结果经过一系列的配置和测试，我们成功搭建了一个三层交换网络，并且进行了相应的测试和验证。
实验结果表明，三层交换技术能够提供更快速、更高效的数据传输方式，能够更好地满足网络通信的需求。
实验还验证了交换机之间的连通性和稳定性，结果良好。
五、个人感悟通过本次实训，我对三层交换技术有了更深入的理解。
三层交换技术不仅能够提供更高效的数据传输方式，还能够实现网络的分割和隔离，提高网络的可靠性和安全性。
三层交换机的原理和设计.
三层交换机的原理和设计三层交换机的原理和设计类别：通信网络 来源：通信专业门户作者：阎大海徐塞虹张仕军 1．引言 传统路由器在网络中起到隔离网络、隔离广播、路由转发以及防火墙的作业，并且随着网络的不断发展，路由器的负荷也在迅速增长。
其中一个重要原因是出于安全和管理方便等方面的考虑，VLAN(虚拟局域网)技术在网络中大量应用。
VLAN技术可以逻辑隔离各个不同的网段、端口甚至主机，而各个不同VLAN间的通信都要经过路由器来完成转发。
由于局域网中数据流量很大，VLAN间大量的信息交换都要通过路由器来完成转发，这时候随着数据流量的不断增长路由器就成为了网络的瓶颈。
为了解决局域网络的这个瓶颈，很多企业内部、学校和小区建设局域网时都采用了三层交换机。
三层交换技术将交换技术引入到网络层，三层交换机的应用也从最初网络中心的骨干层、汇聚层一直渗透到网络边缘的接入层。
 2．第三层交换技术 2.1 三层交换的概念 第三层交换技术也称为IP 交换技术或高速路由技术等，是相对于传统交换概念而提出的。
众所周知，传统的交换技术是在OSI 网络标准模型中的第二层—数据链路层进行操作的，而第三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
简单地说，第三层交换技术就是：第二层交换技术＋第三层转发技术，这是一种利用第三层协议中的信息来加强第二层交换功能的机制。
一个具有第三层交换功能的设备是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是二者的有机结合，并不是简单地把路由器设备的硬件及软件简单地叠加在局域网交换机上。
 2.2 三层交换的原理 从硬件的实现上看，目前，第二层交换机的接口模块都是通过高速背板/总线交换数据的。
在第三层交换机中，与路由器有关的第三层路由硬件模块也插接在高速背板/总线上，这种方式使得路由模块可以与需要路由的其他模块间高速地交换数据，从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制(10Mbit/s---100Mbit/s)。
三层交换(L3交换)的发展及应用简述
三层交换(L3交换)的发展及应用简述一、L3交换原理和分类最早的第三层交换，是基于A TM技术的MPOA和IP Switch，分别基于ATMF 和IETF标准（RFC1953和RFC1987）。
其基本原理相近，把路由功能分为第三层路径选择（智能路由选择）和第三层交换（快速转发）。
趋势是把第三层交换放到骨干网ATM交换机中去，把路由器和A TM骨干网融为一体。
MPOA方式的前提是一定要由ATM网络事先建立一条端到端的连接，再采用“Short Cut”方式对IP包进行路由。
IP Switch方式中的RFC1953解决了“多跳”数量增长的问题，通过软件提供一种“直通”（Cut-through）来满足多IP业务要求，它与RFC1987共同构成IP Switch基础。
IP Switch对数据包的处理多采用以ATM交换机跨接路由器直通（CUT-THROUGH）处理的方式，即第一个包通过路由器进行检查、鉴别和处理，以后相同的包由ATM交换机跨接直通传输，不再通过路由器。
无论是IP Switch还是MPOA，这个IP数据流都是在虚电路里传输，所有IP 包都在一个已经选定的路由中传输，不存在不同的IP包经过不同的路由。
只是IP Switch方式每个ATM交换机可独立处理IP交换，以直通IP数据流。
但MPOA 一定要所有ATM交换机统一动作，所以MPOA方式实施前一定要先建立一条端到端的SVC。
除了以上两种L3交换之外，在其他领域也相继产生了第三层交换技术。
如思科公司的专有技术CEF（思科快速转发）、普遍被所有第三层交换机厂家采用的多层交换技术MLS以及当前被广泛推广的基于IETF标准的多协议标记交换MPLS。
二、L3交换的起源和发展基于L2以太网交换技术的多层交换最早起源于校园网络，后来在IDC中也有较多应用。
早期互联网业务流量模型符合20:80规则，即80%的流量为本地，20%的流量出网。
后来此流量模型发生逆转，80%流量来自网段外部，内部通信只有20%。
三层交换综合实验设计方案
三层交换综合实验设计方案一、模拟设计方案【用户需求】1.应用背景描述某公司新建办公大楼，布线工程已经与大楼装修同步完成。
现公司需要建设大楼部的办公网络系统。
大楼的设备间位于大楼一层，可用于放置核心交换机、路由器、服务器、网管工作站、交换机等设备。
在每层办公楼中有楼层配线间，用来放置接入层交换机与配线架。
目前公司工程部25人、销售部25人、发展部25人、人事部10人、财务部加经理共15人。
2.用户需求为公司提供办公自动化、计算机管理、资源共享及信息交流等全方位的服务，目前的信息点数大约100个，今后有扩充到200个的可能。
公司的很多业务依托于网络，要求网络的性能满足高效的办公要求。
同时对网络的可靠性要求也很高，要求在办公时间，网络不能宕掉。
因此，在网络设计过程中，要充分考虑到网络设备的可靠性。
同时，无论是网络设备还是网络线路，都应该考虑冗余备份。
不能因为单点故障，而导致整个网络的瘫痪，影响公司业务的正常进行。
公司需要通过专线连接外部网络。
【需求分析】为了实现网络的高速、高性能、高可靠性还有冗余备份功能，主要用于双核心拓扑结构的网络中。
本实验采用双核心拓扑结构，将三层交换技术和VTP、STP、EthernetChannel 综合运用。
【设计方案】1、在交换机上配置VLAN，控制广播流量2、配置2台三层交换机之间的EthernetChannel，实现三层交换机之间的高速互通3、配置VTP，实现单一平台管理VLAN，同时启用修剪，减少中继端口上不必要的广播信息量4、配置STP，实现冗余备份、负载分担、避免环路5、在三层交换机上配置VLAN间路由，实现不同VLAN之间互通6、通过路由连入外网，可以通过静态路由或RIP路由协议【网络拓扑】根据用户对可靠性的要求，我们将网络设计为双核心结构，为了保证高性能，采用双核心进行负载分担。
当其中的一台核心交换机出现故障的时候，数据能自动转换到另一台交换机上，起到冗余备份作用。
三层交换
三层交换简介任何一种新技术进入市场时，都要经历业界专业人员对伴随这种技术的新术语和“技术行话”进行筛选的阶段。
这些新的技术术语往往会造成迷惑，甚至自相矛盾，具体情况取决于供应商使用它们的方式。
“第三层交换”和有关的技术也不例外，随着越来越多交换机和路由器技术的推出，有关它们技术术语的迷惑只会增多。
比如，第三层交换、第四层交换、多层交换、多层数据包分类和路由交换机等新术语就令交换机和路由器之间的传统区别变得模糊起来。
此外，由于许多供应商在原本用于布线室的第二层交换机平台上提供了第三层交换技术，从而让人更加迷惑不解。
这些变化使网络设计人员很难了解如何部署高效的网络解决方案。
因此，必须去伪存真，并专注于基础知识，才能真正了解何时、何地以及为什么采用第三层交换。
三层交换基本原理第三层交换是在网络交换机中引入路由模块而取代传统路由器实现交换与路由相结合的网络技术。
它根据实际应用时的情况，灵活地在网络第二层或者第三层进行网络分段。
具有三层交换功能的设备是一个带有第三层路由功能的第二层交换机。
第三层交换机的设计基于对IP路由的仔细分析，把IP路由中每个报文都必须经过的过程提取出来，这个过程是十分简化的过程。
IP路由中绝大多数报文是不包含选项的报文，因此在多数情况下处理报文IP选项的工作是多余的。
不同网络的报文长度是不同的，为了适应不同的网络，IP要实现报文分片的功能，但是在全以太网的环境中，网络的帧长度是固定的，因此报文分片也是一个可以省略的工作。
第三层交换技术没有采用路由器的最长地址掩码匹配的方法，而是使用了精确地址匹配的方法处理，这样，有利于硬件的实现快速查找。
它采用了使用高速缓存的方法，经常使用的主机路由放到了硬件查找表中，只有在这个高速缓存中无法匹配的项目才会通过软件去转发。
在存储转发过程中使用了流交换方式，在流交换中，分析第一个报文确定其是否表示了一个流或者一组具有相同源地址和目的地址的报文。
如果第一个报文具有了正确的特征，则该标识流中的后续报文将拥有相同的优先权，同一流中的后续报文被交换到基于第二层的目的地址上，三层交换机为了实现高速交换，都采用流交换方式。
三层交换的工作原理
三层交换的工作原理
三层交换是指在数据链路层和网络层之间进行的转发和路由操作。
工作原理如下：
1. 收到一个数据包：交换机从网络中收到一个数据包，数据包包含了源IP地址、目的IP地址、源MAC地址和目的MAC地址等信息。
2. 查找转发表：交换机根据数据包中的目的MAC地址查找转发表，转发表中保存了端口与MAC地址的对应关系。
3. 判断目的MAC地址是否存在于转发表中：
a. 如果存在，则直接将数据包转发到相应的端口上。
b. 如果不存在，则进行下一步。
4. 查找路由表：交换机根据数据包中的目的IP地址查找路由表，路由表中保存了目的IP地址与下一跳地址的对应关系。
5. 判断目的IP地址是否存在于路由表中：
a. 如果存在，则将数据包转发到对应的下一跳地址。
b. 如果不存在，则进行下一步。
6. 广播或丢弃：如果目的IP地址不存在于路由表中，则交换机会将数据包广播到所有的端口上。
如果该交换机不是最终目的地，则下一跳交换机会再次进行查找和转发操作。
如果无法找到最终的目的地，则数据包会被丢弃。
通过以上步骤，交换机能够根据目的MAC地址和目的IP地址将数据包转发到正确的端口和目的地，实现了三层交换的功能。
三层交换剖析
第三层交换是什么第三层交换的想法首先是由Ipsilon 公司提出，Ipsilon 公司不仅提出IP 交换的概念，还开发出GSMP(Generic Switch Management Protocol) 和IPv4 流控制管理协议规范(IFMP-Ipsilon Flow Management Protocol Specification for IPv4)。
此两项协议已被IETF 采纳，GSMP 包含在RFC 1987 文本中，IFMP 包含在RFC 1953 和1954 中。
在以太交换机和ATM 交换机日益普及的情况下，第三层交换技术何以如此炙手可热？这要从第二层交换和第三层交换不同说起：第二层交换和第三层交换的根本区别在于根据数据包的不同信息判断信宿端，第二层交换基于数据帧的MAC 地址信息，第三层交换基于网络层信息( 如IP 或IPX) ；第三层交换工作在网络层，它检测数据包并根据信宿的网络层地址转发数据；第三层交换支持路由器功能。
下面提供以太网帧( 第二层)和IP 数据包( 第三层) 格式便于读者了解其不同。
第二层交换并不关心数据帧的网络层信息，它只寻找数据包中的信宿MAC 地址。
第二层交换设备只建立和维护基于MAC 地址的交换表。
现在的网络随着网络传输速率的提高和第二层交换设备的大量使用，如何提高IP 寻径和流量控制性能、保证路由器不因网络拥堵而降低性能( 线速路由)、能否提供基于IP 的QoS 功能等成为当前网络技术的热点，传统的路由器从技术上讲难以取得更高的性能，第三层交换技术应运而生。
第三层交换技术在1997 年被网络设备生产商广泛认可，采用第三层交换的交换机和路由器大量涌现，下面的表格列出主要的技术和生产商。
细分第三层交换叙述第三层交换的划分和结构可以更好地了解具体的技术，划分方法也有不同标准。
从应用上看，可以分为局域网第三层交换(LAS) 和广域网第三层交换(WAS)，LAS 支持简单的转发功能，根据路由服务器或采用网络侦测协议获得网络路由表，其处理速度和第二层交换机差不多而且不需要增加协议。
三层交换实验实验报告
三层交换实验实验报告一、实验目的本次三层交换实验的主要目的是深入理解三层交换技术的工作原理和应用场景，掌握三层交换机的配置方法和功能实现，通过实际操作和实验验证，提高对网络层交换技术的理解和应用能力。
二、实验环境1、硬件设备：三层交换机：型号为_____，数量为_____台。
二层交换机：型号为_____，数量为_____台。
计算机：数量为_____台。
2、软件工具：网络模拟软件：＿____操作系统：＿____3、网络拓扑结构：本次实验采用了以下网络拓扑结构：（此处插入网络拓扑图，并对图中的设备和连接进行简要说明）三、实验原理1、三层交换技术三层交换技术是将二层交换技术和三层路由技术结合起来的一种网络技术。
它在二层交换的基础上，通过识别数据包中的 IP 地址信息，实现了不同 VLAN 之间的通信，从而提高了网络的性能和灵活性。
2、 VLAN 技术VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是将一个物理的局域网在逻辑上划分成多个不同的广播域。
通过 VLAN 技术，可以有效地控制广播风暴，提高网络的安全性和管理效率。
3、 IP 路由技术IP 路由是指根据数据包中的 IP 地址信息，将数据包从源地址转发到目的地址的过程。
在三层交换中，路由功能是通过软件或硬件实现的。
四、实验步骤1、设备连接与初始化按照网络拓扑结构，将三层交换机、二层交换机和计算机通过网线连接起来，并给所有设备上电。
对三层交换机和二层交换机进行初始化配置，包括设置设备名称、管理 IP 地址等。
2、 VLAN 划分在二层交换机上创建不同的 VLAN，并将相应的端口划分到不同的VLAN 中。
例如，创建 VLAN 10、VLAN 20，将端口 1-10 划分到VLAN 10，将端口 11-20 划分到 VLAN 20。
3、三层交换机配置创建 VLAN 接口：在三层交换机上为每个 VLAN 创建相应的VLAN 接口，并配置 IP 地址。
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实验的dynagen拓朴文件内容：
autostart = false [localhost] port = 7200 udp = 10000 workingdir = d:\lab\3640\ [[3640]] image = d:\lab\c3640-telco-124-13.bin idlepc = 0x6100bf2c ram = 128 confreg = 0x2102 exec_area = 64 mmap = false
Port Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned Fa1/1 1,1/3 1,11-13 Fa1/4 1,11-13 SW1# SW1#sh vtp stat VTP Version : 2 Configuration Revision : 0 Maximum VLANs supported locally : 256 Number of existing VLANs : 5 VTP Operating Mode : Server VTP Domain Name : cisco VTP Pruning Mode : Disabled VTP V2 Mode : Disabled VTP Traps Generation : Disabled MD5 digest : 0x89 0x5D 0x37 0xD0 0x91 0x71 0xF7 0x96 VTP同步成功(Trunk生效)后,各交换机 的此数值相同.反之则不成功 Configuration last modified by 0.0.0.0 at 0-0-00 00:00:00 Local updater ID is 0.0.0.0 (no valid interface found) SW2： SW2#vlan da SW2(vlan)# SW2(vlan)#vtp client Setting device to VTP CLIENT mode. SW2(vlan)#vtp domain cisco Changing VTP domain name from NULL to cisco SW2(vlan)#exit In CLIENT state, no apply attempted. Exiting.... SW2#sh vtp stat VTP Version : 2
dynamips/dynagen实验 CISCO交换基础:VLAN ,VTP,VLAN间 路由
说明：Dynamips是一个非常不错的Cisco路由器模拟器，但不能模拟 真实的三层交换机，交换实验可通过在路由器中加装交换模块实现， VLAN间的路由可以通过单臂路由器实现。
学习交换有些概念一直理得不是很清晰，所以做了一个一些交换基 础概念的一个图示,希望我的理解没有问题． 实验中ＶＬＡＮ的划分情况：
配置VTP模式及trunk端口:
SW1: SW1#vlan database SW1(vlan)#vtp server Device mode already VTP SERVER. SW1(vlan)#vtp domain cisco Changing VTP domain name from NULL to cisco SW1(vlan)#exit APPLY completed. Exiting.... SW1#confi t Enter configuration commands, one per line. CNTL/Z. SW1(config)#int f1/1
Configuration Revision : 0 Maximum VLANs supported locally : 256 Number of existing VLANs : 5 VTP Operating Mode : Client VTP Domain Name : cisco VTP Pruning Mode : Disabled VTP V2 Mode : Disabled VTP Traps Generation : Disabled MD5 digest : 0x89 0x5D 0x37 0xD0 0x91 0x71 0xF7 0x96 Configuration last modified by 0.0.0.0 at 0-0-00 00:00:00 SW2# SW2(config-line)#int f1/1 W2(config-if)#sw mo tr SW2(config-if)# *Mar 1 00:09:18.215: %DTP-5-TRUNKPORTON: Port Fa1/1 has become dot1q trunk SW2(config-if)#do sh int tr Port Mode Encapsulation Status Native vlan Fa1/1 on 802.1q trunking 1 Port Vlans allowed on trunk Fa1/1 1-1005 Port Vlans allowed and active in management domain Fa1/1 1 Port Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned Fa1/1 none SW2(config-if)#end SW2#sh vtp stat
f0/0 = SW3 [[router model=2620 f0/0 = SW3 [[router model=2620 f0/0 = SW4 [[router model=2620 f0/0 = SW4 [[router model=2620 f0/0 = SW4
f1/3 PC6]] f1/4 PC7]] f1/2 PC8]] f1/3 PC9]] f1/4
: 2
Configuration Revision : 1 每次修改便revision值 加一 Maximum VLANs supported locally : 256 Number of existing VLANs : 8 VTP Operating Mode : Server VTP Domain Name : cisco VTP Pruning Mode : Disabled VTP V2 Mode : Disabled VTP Traps Generation : Disabled MD5 digest : 0xD6 0x3B 0xED 0x81 0x07 0x28 0xEE 0x0D 修改VLAN后MD5值会变化 Configuration last modified by 0.0.0.0 at 3-1-02 00:43:22 Local updater ID is 0.0.0.0 (no valid interface found) SW1#show vlan #交换模块查看vlan的命令与交换机不同 % Ambiguous command: "show vlan" SW1#show vlan-switch #使用这个命令查看VLAN VLAN Name Status Ports ---- -------------------------------- --------- -----------------------------1 default active Fa1/0, Fa1/1, Fa1/5, Fa1/6 Fa1/7, Fa1/8, Fa1/9, Fa1/10 Fa1/11, Fa1/12, Fa1/13, Fa1/14 Fa1/15 11 VLAN0011 active 12 VLAN0012 active 13 VLAN0013 active 1002 fddi-default active 1003 token-ring-default active 1004 fddinet-default active 1005 trnet-default active VLAN Type SAID MTU Parent RingNo BridgeNo Stp BrdgMode Trans1 Trans2 ---- ----- ---------- ----- ------ ------ -------- ---- ------- ------ ------
# slot1 = NM-16ESW [[2620]] image = d:\lab\c2600-i.120-7.bin #模拟PC选用占 用内存较少的IOS ram = 20 confreg = 0x2102 idlepc = 0x802d0b80 exec_area = 64 mmap = false # [[router TermServ]] # model=3640 # e0/0 = NIO_gen_eth:\Device\NPF_{1D0AB987-66894B46-8AF5-27395AD05B0B} [[router R1]] image = d:\lab\c7200-adventerprisek9.1246.T3.bin #需要带有ip plus特性的IOS，才支持VLAN间 路由 idlepc = 0x613503b8 ram = 256 npe = npe-400 confreg = 0x2102 exec_area = 64 mmap = false f0/0 = SW1 f1/1 [[router SW1]] model=3640 slot1 = NM-16ESW f1/2 = SW2 f1/1 f1/3 = SW3 f1/1 f1/4 = SW4 f1/1
End with
SW1(config-if)#sw mo tr #与路由器连接的接 口也要将其端口模式设置为TRUNK SW1(config)#int f1/2 SW1(config-if)#sw mo tr SW1(config)#int f1/3 SW1(config-if)#sw mo tr SW1(config-if)#int f1/4 SW1(config-if)#sw mo tr SW1#sh int tr Port Mode Encapsulation Status Native vlan Fa1/1 on 802.1q trunking 1 Fa1/2 on 802.1q trunking 1 Fa1/3 on 802.1q trunking 1 Fa1/4 on 802.1q trunking 1 Port Fa1/1 Fa1/2 Fa1/3 Fa1/4 Port domain Fa1/1 Fa1/2 Fa1/3 Fa1/4 Vlans allowed on trunk 1-1005 1-1005 1-1005 1-1005 Vlans allowed and active in management 1,11-13 1,11-13 1,11-13 1,11-13