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交换基础、VLAN&TRUNK&VTP 概述

2025-10-04

园区网分层结构

出口层(OR)

  1. 广域网接入
  2. 出口策略
  3. 带宽控制

核心层(CO)

  1. 高速转发
  2. 服务器接入
  3. 路由选择

汇聚层(GS)

  1. 流量汇聚
  2. 链路冗余
  3. 设备冗余
  4. 路由选择

接入层(AS)

  1. 用户接入
  2. 接入安全
  3. 访问控制

交换基础

交换机的主要功能

  1. 学习 MAC 地址 Address learning
  2. 转发和过滤决策 Forward/filter decision
  3. 环路的避免 Loop avoidance

MAC 地址

  1. MAC 地址有 48 位,通常被表示为点分十六进制数。
  2. MAC 地址全球唯一,由 IEEE 对这些地址进行管理和分配。
  3. 每个地址由两部分组成,分别是这些供应商代码和序列号。其中前 24 位二进制代表该供应商代码,剩下的 24 位由厂商自己分配。

VLAN 的概念

VLAN 的成员模式

  1. 静态 VLAN —— 交换机上的端口以手动方式分配给 VLAN。
  2. 动态 VLAN —— 使用 VMPS 可以根据连接到交换机端口的设备的源 MAC 地址,动态地将端口分配给 VLAN。
  3. 语音 VLAN —— 将端口配置到语音模式可以使端口支持连接到该端口的 IP 电话。

Trunk 的概念

  1. 当一条链路,需要承载多 VLAN 信息的时候,需要使用 trunk 来实现。
  2. 一般见于交换机之间或交换机与路由器之间。

ISL(思科私有)

  1. 通过硬件(ASIC)实现。
  2. ISL 表示不会出现在工作站,客户端并不知道 ISL 的封装信息。
  3. 在交换机或路由器与交换机之间,在交换机与具有 ISL 网卡的服务器之间可以实现。

802.1Q

  1. 802.1Q 帧标记:
    1. 在 802.1Q Trunk 上对所有的 VLAN 打 Tag,除了 Native 交换机上的端口以手动方式分配给 VLAN。
    2. 交换机根据以太网帧头信息来转发数据包:
  2. Tag 标记字段详细信息:
    1. Tag 标记字段包含一个 2 bytes EtherType(以太类型)字段、一个 3bits 的 PRI 字段、1bit 的 CFI 字段、12bits 的 VLAN ID 字段。

VLAN 的特点

  1. 一个 VLAN 中的所有设备都是在同一个广播域内,广播不能跨越 VLAN 传播。
  2. 一个 VLAN 位一个逻辑子网。由被配置为此 VLAN 成员的设备组成,不同 VLAN 间需要通过路由器实现相互通信。
  3. VLAN 中成员多基于 Switch 端口号码,划分 VLAN 就是对 Switch 接口划分。
  4. VLAN 工作与 OSI 参考模型的第二层。

VTP(思科私有)

VTP(VLAN Trunking Protocol)

  1. 一个能够宣告 VLAN 配置信息的信息系统。
  2. 通过一个共有的管理域,维持 VLAN 配置信息的一致性。
  3. VTP 只能在主干端口发送要宣告的信息。
  4. 支持混合的介质主干连接(快速以太网、FDDI、ATM)

VTP 模式

Server

  1. 创建、修改、删除 VLAN
  2. 发送/转发信息宣告
  3. 同步
  4. 存储于 NVRAM 中
  5. Catalyst 交换机默认是 Server 模式

Client

  1. 发送/转发信息宣告
  2. 同步
  3. 不会存储于 NVRAM 中

Transparent

  1. 创建、修改、删除 VLAN
  2. 转发信息宣告
  3. 不同步
  4. 存储于 NVRAM 中

VTP 的运作

  1. VTP 协议通过组播地址 01-00-0C-CC-CC-CC 在 Trunk 链路上发送 VTP 通告。
  2. VTP Server 和 Client 通过最高的修订号来同步数据库。
  3. VTP 协议每隔 5 分钟发送一次 VTP 通告或者有变化时发生。

VTP 的配置

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Switch(config)# vtp node <server|client|transparent>
Switch(config)# vtp domain <domain-name>
Switch(config)# vtp password <password>
Switch(config)# vtp pruning
  1. 默认情况下,VTP 模式为 Server。
  2. VTP 域名、密码有大小写敏感。
  3. VTP 修剪默认关闭。

VLAN 的配置

Cisco 思科设备

VLAN 的基本配置

  1. 创建 VLAN 信息
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2
Switch(config)# vlan <vlan-id>
Switch(config-vlan)# name <vlan-name>
  1. 将端口划入特定的 VLAN
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Switch(config)# interface <intport>
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access <vlan [vlan-name]|dynamic>

Trunk 的基本配置

  1. 配置 Trunk 封装方式
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Switch(config)# interface <intport>
Switch(config-if)# switchport trunk encapsulation <isl|dot1q|negotiate>
  1. 端口开启 Trunk 模式
1
Switch(config-if)# switchport mode <dynamic [auto|desirable] | trunk>

Huawei 华为设备

待补充。