路由交换基础——三层交换技术及动态路由

Posted 2020-10-15

一、VLAN间通信

1. 交换核心

   --网络中的所有交换机必须拥有相同的VLAN数据库；

   --终端设备之间的数据的转发路径上的所有设备，必须得拥有相同的VLAN（该VLAN指的是当前转转发数据的终端所属于的那个VLAN，而不是指每个交换机上的VLAN数据库）

2. VLAN间路由

   （1）三层交换机

          使用三层交换技术实现VLAN间通信。三层交换=二层交换+三层转发。在三层交换机上配置的VLAN接口为虚接口，使用SVI（交换虚拟端口）实现VLAN间路由。任何一个VLAN都对应一个SVI，该VLAN中的所有的成员主机的网关IP地址都为该SVI口配置的IP地址。
   

   （2）三层交换机的配置

         确定哪些VLAN需要配置网关；如果三层交换机上没有该VLAN则创建它；为每个VLAN创建相关的SVI；给每个SVI配置IP地址；启用SVI端口；启用三层交换机的IP路由功能；如果需要，配置三层交换机的动态或静态路由。三层交换机的物理端口默认是二层端口，转换为三层端口后该端口不属于任何VLAN，可以像路由器端口一样使用。

   
   

   --配置网关IP

             #  interface vlan 10                  //配置vlan 10 的网关IP

             #    no shutdown

             #  ip address 192.168.10.254 255.255.255.0

             # interface vlan 20

             #no shutdown

              # ip address 192.168.20.254 255.255.255.0

              #interface vlan 30

                  # no shutdown 

                  #ip address 192.168.30.254 255.255.255.0

    

    --启用路由功能

                       switch(config)#ip routing

       --配置多层交换机与普通交换机的级联链路

                    #interface f0/3

                 #switchport trunk encap dot1q

                #switchport mode trunk

           相应的与多层交换机相连的普通交换机的端口也要设置成trunk模式、

       --验证与测试

             #show ip interface brief

           #show ip route

          # show interface trunki

二、动态路由

1. 路由协议的分类

   按应用范围的不同，路由协议可分为两类：

   -- 内部网关协议（interior gateway protocol）:在一个AS内的路由协议，内部网关路由协议有：RIP，IGRP，EIGRP，IS-IS和OSPF。

   --外部网关协议（exterior gateway protocol）:AS之间的路由协议称为外部网关路由协议，外部网关路由协议有：EGP，BGP。

       按照路由执行的算法分类，可以分为：

     --距离矢量路由协议：依据从源网络到目标网络所经过的路由器的个数选择路由。如RIP，IGRP。

     --链路状态路由协议：综合考虑从源网络到目标网络的各条路径的情况选择路由。如OSPF，IS-IS。

2.OSPF

  OSPF是一种公有协议，OSPF的网络是没有网络规模限制的。分层设计：

   --骨干区域：0区域

   --非骨干区域：非0区域

     所有的非骨干区域必须连接着骨干区域

OSPF的工作过程：

（1）建立邻居--邻居表

        通过参数进行协商，满足邻居的建立条件。凡是出现在这个表中的设备都称之为邻居，只有当状态称为full的时候才可以称之为邻接（此时两边设备的数据库必须完全一致）。

            查看命令：    #show ip ospf neighbor

例如：   

       R1#show ip ospf neighbor  //查看 R1 上的 OSPF 邻居表

Neighbor     ID    Pri     State     Dead Time   Address         Interface

2.2.2.2                   1   FULL/DR   00:00:38    10.10.12.2      GigabitEthernet0/0

   -- neighbor  ID : 表示的是对端设备的 OSPF router-id；

   -- pri(priority)：表示的是对端设备的优先级，默认为1；

   -- state(state/role)：表示的是对端设备的状态以及角色

       状态值有：

              down : 邻居之间的关系，挂掉了；

      init ：初始化状态，表示收到了对方发送来的OSPF包

      attempt：该状态只有在单播环境下，才可以看到。

      two-way：双向通信状态，表示对方发送的OSPF包中，包含着自己的信息；

      exstart：交换初始化状态主要目的是为了确定交换过程中的主从关系，从而实现“后期的交换过程”是稳定的、可靠的；                                      

     exchange：交换状态。在该状态进行数据库的同步； 本质上交换的其实仅仅是数据库的目录；

     loading：加载状态。该状态加载的双方数据库中的真实的条目

     full ：完全邻接状态。该状态表示双方的数据库内容完全一致了。

(2)同步数据库

        该表中包含的就是数据库条目，即LSA--link-state advertisement 链路状态通告。

（3）计算路由——路由表

      每一个OSPF路由器，都会基于数据库中的 LSA ，进行路由计算(通过 SPF 算法)，从而形成最终的“路由表”。

OSPF报文类型：

    -- Hello :用于建立、维护与拆除邻居关系的； 该报文是周期性发送的

      周期 - 10s ；（广播、点到点） 邻居存活时间 - 40s；  

   周期 - 30s （非广播网络）     邻居存活时间 - 120s

      -- DBD：database description ，数据库描述报文；用于交换、同步数据库之前的准备工作；

       --LSU：链路状态更新，里面包含的是 LSA ；

         --LSAck：链路状态确认报文，确保 LSA 的可靠传输；

--LSR：链路状态请求；

OSPF的相关验证命令：

show ip ospf neighbor  -- 查看邻居表

show ip ospf database  -- 查看数据库 

show ip route ospf     -- 查看OSPF的路由表

show ip protocols      -- 查看当前设备上运行的所有动态路由协议 

show ip ospf           -- 查看 OSPF 的相关信息；