关于数据通信知识的补充——第二篇

目录

四.二层交换机

5.实现不同vlan通信的原理

方法一：路由器网关

方法二：单臂路由

方法三：三层交换机

五.三层路由技术

（1）直连路由

（2）静态路由

（3）动态路由

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上一篇我们学习了用vlan隔离也可有效优化泛洪，还拉下一个不同vlan间通信的原理，现在我们接着学习。

四.二层交换机

5.实现不同vlan通信的原理

方法一：路由器网关

1.实验配置

配置交换机，vlan 10  20

配置路由器

PC1pingPC2，可以通

2.实验原理

(1)PC1发送数据前需要封装二层头、三层头，此时PC1查询ARP表可以知道源MAC1、源IP1、目的IP，但不知道目的MAC，需要通过ARP请求PC2的MAC地址。（我们之前学到，交换机是靠mac地址转发的）
(2)PC1发送ARP请求，该帧为广播帧，所有端口都会收到

(3)交换机收到该ARP广播帧后，直接进行泛洪，根据VLAN原理，该交换机中只有GO/0/1端口会泛洪给R1的GO/0/1端口;
(4)网关1(GO/0/1)收到该广播帧以后，拆掉二层头发现是请求目的IP2的对应MAC地址;因为网关1(VLAN10)和网关2(VLAN20)同在R1下，所以网关1知道网关2的路由信息，此时网关1会回应ARP请求消息:(就等于说路由器是班主任，有事找网关。)

(5)网关1回应ARP Reply报文，源MAC封装的是网关1的GO/0/1端口MAC地址，即告诉PC1,如果需要访问PC2，封装目的MAC为网关1的接口MAC地址即可，该数据帧为单播帧

(6)PC1收到ARP响应以后，封装数据，目的MAC为GO/0/1端口MAC地址，交换机收到以后，匹配MAC地址表转发给网关1:
(7)路由器(网关1)收到数据以后，发现目的MAC为自己的接口MAC，拆掉二层头，查看三层，发现目的IP为PC2的IP地址，匹配路由表从网关2发出，此时需要重新封装层头:源MAC=网关2的接口MAC、源IP=网关2的接口IP目的MAC=MAC2(网关2与PC2之间也存在ARP请求)目的IP=IP2;
(8)数据发送至交换机，交换机匹配MAC地址表转发给PC2

方法二：单臂路由

与方法一原理是一样的，优点是解决了一个vlan一个链路的问题，在现网中使用广泛。

方法三：三层交换机

在二层交换机中增加路由功能，使二层交换机具备配置三层IP地址、查找IP路由表的能力，此
时，二层交换机就变成了三层交换机。

实际转发原理同方法一。

五.三层路由技术

1.路由器的转发原理

在路由器接受到与自己MAC地址一样的数据，拆掉二层头看目的IP ，查看路由表，如果路由表里有就转发，没有就丢弃（这也是他与交换机不同的地方，路由器是尽力而为，交换机就比较实诚，MAC表里没有就泛洪）

2.路由表里信息是怎么来的

在一个路由器还没有配置的时候

它的路由表里只有缺省的路由信息

（1）直连路由

我们给路由器配置ip地址

R1

环回地址

R2

R3

环回地址

查看R1路由表，有了直连路由的信息

路由器直连地址会根据接口信息自动生成三条路由信息————

1.接口本身的ip地址

2.主机位全为1的广播

3.主机位全为0的网段

（2）静态路由

是管理员手动配置的，不适合大型网络

我们现在这个路由，R1就没有学到R3的ip，就不能ping通，可以手动配置静态路由

  命令格式是ip route-static ip地址  子网掩码   下一跳（就是下一步往哪里走）

现在路由表里有R3的网段了

但还是不通

我们可以抓包看一下（这里要说一下，设备不通不能靠猜，抓包就能找到问题，这就像孕妇要检查需要B超，而不是医生火眼金睛看）

可以看到只有Request，没有回包

看一下R3的路由表

没有PC1的网段不知道回给谁

R3加上静态路由

静态路由还有一种形式——ip route-static ip地址  子网掩码   出接口（就是下一步往哪里走）

这时候路由表里有R1的网段了

但还是不通

那就是R2的问题了

查看路由表

没有PC3，PC1的网段，加上静态路由

ip route-static 192.168.10.0 255.255.255.0 10.0.12.1
ip route-static 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.23.3

有他们的网段了

此时可以ping通

（3）动态路由