华为交换机技术与应用（VLAN 部分）

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课件：华为交换机技术与应用

《华为交换机技术与应用 》

认识交换机 交换机管理 VLAN 管理 交换机特性 网关冗余 局域网安全

认识交换机

What

交换机（Switch）

• 基于帧的目的地址过滤、转发或者泛洪的网络设备。交换机又叫多端口网桥，交换机和网桥一样
• 常见的以太网设备包括Hub、交换机等，他们的工作原理也是不一样的
• 基于数据包转发过程（演示）

二层交换机的工作原理

网桥/二层以太网交换机的工作模式

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

链路层

物理层

二层交换机

认识交换机

MAC 地址

• MAC 地址用来标识以太网上每个节点(node) 的地址,即物理地址.
• MAC 地址为48 位(bit) 长,即6 个字节.如下图:
• MAC 地址是烧录在网卡(Network Interface Controller,NIC) 的ROM 里的.为了保证MAC 地址的唯一性,IEEE 规定MAC 地址前24 位为厂商代码(vendor code), 后24 位为序列号(serial number)

MAC地址

MAC 地址表

• 交换机在转发数据时，需要根据MAC地址表来做出相应转发，
• 交换机的 MAC 地址表除了动态学习之外，还可以静态手工指定
• 交换机上，一个接口可以对应多个MAC 地址，地址的数量无上限，但不超过交换机所支持的MAC 地址最大数量。
• [Huawei]display mac-address

MAC地址

MAC地址老化

• 交换机在一个接口上学习到 MAC 地址之后，该 MAC 与接口的映射并不会永远被保存在 MAC 地址表中，除非是手工静态指定的。
• MAC 地址在 MAC 地址表中是有最大停留时间，称为老化时间（aging-time）， 当相应MAC地址在超出老化时间后还没有数据传输时，该 MAC 地址将从表中被清除。
• 默认的MAC 地址老化时间为300秒（5 分 钟） 。
  • [Huawei]mac-address aging-time

交换机的功能

地址学习 帧的转发/过滤 环路防止

基于源地址学习

分段1

分段2

A

B

C

PORT1

PORT2

D

交换机

MAC地址

所在端口

MAC A

1

MAC B

MAC C

2

MAC D

基于目的地址转发

MACD

MACA

……

端口1

端口2

MACB

MACC

转发过程

帧输入

泛洪该帧（源端口除外）

转发该帧（源端口除外）

目的MAC地址

地址表查找

单播

广播

查找成功

没有找到匹配条目

VLAN 管理

数据转发

冲突域

• 处于冲突域里的某个设备在某个网段发送数据包, 强迫该网段的其他所有设备注意到这个包.而在某1 个相同时间里,不同设备尝试同时发送包, 那么将在这个网段导致冲突的发生,降低网络性能
• 接入设备越多冲突机率越大
• 采用CSMA/CD技术

数据转发

每个端口有自己的冲突域 广播包向所有段转发

缓冲区

交换

认识交换机

广播域

• 能够收到某台设备发送广播帧的所有设备的集合。 路由器一般用于限定广播域，因为路由器不转发广播帧。 VLAN 就是将交换机划分为多个广播域的技术
• 虚拟局域网（VLAN）技术为以太网引入了灵活的控制手段，被广泛应用。

WHY

缺少转发控制手段

用户：我不想收到C 的广播报文

管理员：B不能 访问A

What

VLAN技术的目标

组1

组2

How

通过标签管理实现VLAN

5

Permit VLAN 1 only

生成VLAN标签

主机A

主机B

主机C

主机D

Port 1

Port 2

Port 7

Port 10

VLAN标签文件格式

Untagged frame

Tagged frame

TPID

TCI

6B

2B

64-1500B

4B

VLAN标签文件格式

VLAN类型

端口类型

• Access
  • 访问型接口，一般接PC终端
• Trunk
  • 交换机互连，通过多个VLAN数据
• Hybrid
  • 类似与Trunk接口但可以接入PC，也可以实现多个VLAN数据转发

配置Access接口属性

\配置接口类型 [SWA-Ethernet0/1]port link-type access [SWA-Ethernet0/2]port link-type access \创建VLAN [SWA]vlan 3 [SWA]vlan 5 \设置接口PVID [SWA-Ethernet0/1]port default vlan 3 [SWA-Ethernet0/2]port default vlan 5

Port-0/1 : VLAN-3

Port-0/2 : VLAN-5

SWA

配置Trunk端口属性

\配置端口类型 [SWA-Ethernet0/3]port link-type trunk \配置Trunk-Link所允许通过的VLAN（permitted VLAN） [SWA-Ethernet0/3] port trunk allow-pass vlan 5

Port-0/3

SWB

注：Trunk默认禁止除VLAN1之外的VLAN通过，需要单独放行

Hybrid端口VLAN属性

[Quidway-Ethernet1/0/1]port link-type hybrid [Quidway-Ethernet1/0/1]port hybrid pvid vlan 2 [Quidway-Ethernet1/0/1] port hybrid untagged vlan 2 99 [Quidway-Ethernet1/0/24]port link-type hybrid [Quidway-Ethernet1/0/24]port hybrid pvid vlan 2 [Quidway-Ethernet1/0/24]port hybrid untagged vlan 2 99 [Quidway-Ethernet2/0/0]port link-type hybrid [Quidway-Ethernet2/0/0]port hybrid pvid vlan 99 [Quidway-Ethernet2/0/0]port hybrid untagged vlan 2 to 3

Port-2/0/0

Port-1/0/1

Port-1/0/24

GVRP

端口VLAN属性动态配置 过渡交换机添加VLAN信息

• 手动配置
  • 只适合小型网络
• 自动配置

手动/自动配置VLAN

SWC

VLAN-2

PC-2

PC-1

GVRP

模式

• Normal
  • 可以同步其他交换机，也可以被同步，静态、动态都可以
• Fixed
  • 不接受动态VLAN，可以同步自己的VLAN到Normal模式
• Forbidden
  • 相当于是关闭GVRP同步

配置GVRP

Eth0/1

Eth0/2

[Switch]gvrp [Switch]interface e0/1 [Switch-Ethernet0/1]port link-type trunk [Switch-Ethernet0/1]port trunk allow-pass vlan all [Switch-Ethernet0/1]gvrp [Switch-Ethernet0/1]gvrp registration normal

VLAN缺点

VLAN隔离了二层广播域，也就严格地隔离了各个VLAN之间的任 何流量，分属于不同VLAN的用户不能互相通信。

VLAN 100

VLAN 200

解决方案

Port 3 VLAN100

Port 5 VLAN200

Ethernet1 192.168.100.1

Ethernet0 192.168.200.1

192.168.200.200

192.168.100.100

使用VLAN Trunking

二层交换机和路由器之间相连的接口配置VLAN Trunking，使多个VLAN共享同一条物理链路连接到路由器

VLAN 300

Ethernet0.300

Ethernet0.200

Ethernet0.100

每个VLAN一个物理连接

在二层交换机上配置VLAN，每一个VLAN使用一条独占的物理连接连接到路由器的一个接口上。

Ethernet2

交换和路由的集成

二层交换机和路由器在功能上的集成构成了三层交换机， 三层交换机在功能上实现了VLAN的划分、VLAN内部的二层交换和VLAN间路由的功能。

三层交换机

单臂路由

Ethernet0/1

Port 24

IP:192.168.20.20 GW:192.168.20.1

IP:192.168.10.10 GW:192.168.10.1

RTA

单臂路由配置

[SWA]vlan 100 [SWA-vlan100]port ethernet 0/1 [SWA]vlan 200 [SWA-vlan200]port ethernet 0/2 [SWA]interface ethernet 0/24 [SWA-Ethernet0/24]port link-type trunk [SWA-Ethernet0/24]port trunk allow-pass vlan all

[RTA]interface ethernet 0/1.1 [RTA-Ethernet0/1.1]dot1q termination vid 100//给子接口封装dot1q协议，剥离vlan100，让数据可以通过 [RTA-Ethernet0/1.1]arp broadcast enable [RTA-Ethernet0/1.1]ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 [RTA]interface ethernet 0/1.2 [RTA-Ethernet0/1.2]dot1q termination vid 200 [RTA-Ethernet0/1.2]arp broadcast enable [RTA-Ethernet0/1.2]ip address 192.168.20.1 255.255.255.0

三层交换机配置

[SWA]interface vlanif 100 [SWA-Vlanif1]ip add 192.168.10.1 255.255.255.0 [SWA]interface vlanif 200 [SWA-Vlanif200]ip add 192.168.20.1 255.255.255.0

创建VLAN三层接口