1. 交换技术基础

1.1 以太网交换基础

1.1.1 以太网协议

以太网是当今现有局域网（Local Area Network，LAN）采用的最通用的通信协议标准，该标准定义了在局域网中采用的电缆类型和信号处理方法。

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1.1.2 以太网二层交换机

以太网二层交换机转发数据的端口都是以太网口，并且只能够针对数据的二层头部（以太网数据帧头）中的MAC地址进行寻址并转发数据。

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每台交换机中都有一个MAC地址表，存放了MAC地址与交换机端口编号之间的映射关系

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1.1.3 交换机原理

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交换机的3中数据帧处理行为

  • 交换机对于从传输介质进入某一端口的帧的处理行为一共有3种：

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1.2 VLAN 技术基础

1.2.1 VLAN出现的原因

以太网缺少转发手段，广播影响范围广

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信号传输由于没有限定的区域，就会在整个庞大的局域网或其他网络群中四处乱串

1.2.2 VLAN技术的目标

VLAN技术把用户划分成多个逻辑的网络（组），组内可以通信，组间不允许通信，二层转发的单播、组播、广播报文只能在组内转发。

同时，VLAN技术可以很容易地实现组成员的添加或删除。

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1.2.3 什么是VLAN

VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是将一个物理的LAN在逻辑上划分成多个广播域（多个VLAN）的通信技术。

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VLAN划分方式 VLAN 10 VLAN 20
基于接口 GE0/0/1，GE0/0/3 GE0/0/2，GE0/0/4
基于MAC地址 MAC 1，MAC 3 MAC 2，MAC 4
基于IP子网划分 10.0.1.* 10.0.2.*
基于协议划分 IP IPv6
基于策略 10.0.1.* + GE0/0/1+ MAC 1 10.0.2.* + GE0/0/2 + MAC 2
1.2.3.1 基于接口的VLAN划分

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原理

  • 根据交换机的接口来划分VLAN
  • 网络管理员预先给交换机的每个接口配置不同的PVID，将该接口划入PVID对应的VLAN
  • 当一个数据帧进入交换机时，如果没有带VLAN标签，该数据帧就会被打上接口指定PVID的Tag，然后数据帧将在指定PVID中传输

缺省VLAN，PVID

  • Port VLAN ID，是接口上的缺省VLAN
  • 取值：1~4094

1.2.4 VLAN的接口类型

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Access接口：

  • 交换机上常用来连接用户PC、服务器等终端设备的接口。Access接口所连接的这些设备的网卡往往只收发无标记帧。Access接口只能加入一个VLAN。

Trunk接口：

  • Trunk接口允许多个VLAN的数据帧通过，这些数据帧通过802.1Q Tag实现区分。Trunk接口常用于交换机之间的互联，也用于连接路由器、防火墙等设备的子接口。

Hybrid接口：

  • Hybrid接口与Trunk接口类似，也允许多个VLAN的数据帧通过，这些数据帧通过802.1Q Tag实现区分。用户可以灵活指定Hybrid接口在发送某个（或某些）VLAN的数据帧时是否携带Tag。

2. 路由技术基础

2.1 路由基础原理

2.1.1 路由是什么

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路由：

  • 指导报文转发的路径信息，通过路由可以确认转发IP报文的路径。

路由设备：

  • 依据路由转发报文到目的网段的网络设备，最常见的路由设备：路由器。

​ 路由设备维护着一张路由表，保存着路由信息。

2.1.2 路由信息介绍

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路由中包含以下信息：

  • 目的网络：标识目的网段
  • 掩码：与目的地址共同标识一个网段
  • 出接口：数据包被路由后离开本路由器的接口
  • 下一跳：路由器转发到达目的网段的数据包所使用的下一跳地址

这些信息标识了目的网段、明确了转发IP报文的路径。

2.1.3 路由表

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  • 路由器通过各种方式发现路由
  • 路由器选择最优的路由条目放入路由表中
  • 路由表指导设备对IP报文的转发
  • 路由器通过对路由表的管理实现对路径信息的管理

2.1.4 路由转发流程

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ip1的请求要发送至ip2上去

请求先会来在网关1进行第一次的路由转发，转发到下一个路由处

来到网关2再进行第二次的路由转发，转发到网关3去

在网关3这匹配了路由表，发现网关内部是存在目标地址的，那么转发进行目标IP

2.2 静态和缺省路由

2.2.1 静态路由介绍

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静态路由是由网络管理员手动配置路由条目，配置方便，对系统要求低，适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络

  • 缺点是不能自动适应网络拓扑的变化，需要人工干预。
  • RTA上转发目的地址属于20.1.1.0/24的报文，在只有直连路由的情况下没有路由匹配。此时可以通过手动配置静态路由，使RTA发送前往20.1.1.0/24网段的报文交给下一跳10.0.0.2转发。

2.2.2 缺省路由（默认路由）

缺省路由是一种特殊的路由，当报文没有在路由表中找到匹配的具体路由表项时才使用的路由；
如果报文的目的地址不能与路由表的任何目的地址相匹配，那么该报文将选取缺省路由进行转发。

  • 缺省路由在路由表中的形式为0.0.0.0/0，缺省路由也被叫做默认路由

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缺省路由一般用于企业网络出口，配置一条缺省路由让出口设备能够转发前往Internet上任意地址的IP报文。

3. ❤️HCIP专栏——前文链接

4. 💕👉博客专栏

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路由中继实验

实验摘要：通过配置二层交换机（下行access，上行trunk）、汇聚层交换机（启用IP Helper-Address转发广播报文）和核心层交换机（使用no switchport转换为路由端口），验证了MAC地址表中继功能。实验成功实现了跨VLAN通信，关键点包括：1）Trunk链路建立；2）DHCP中继配置；3）三层接口转换，最终达成预期网络互连目标。（99字）

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