网关、掩码、子网、vlan、交换机

一、默认网关与子网掩码的区别子网掩码先划出“本地范围”默认网关必须落在这个范围内。1、子网掩码是用来判断目标 IP 和本机 IP 是否在同一个网段网络地址 IP 子网掩码相同 → 同一网段直连可达通过直连交换机可达不同 → 需要路由走网关2、默认网关的作用通常是一台路由器、三层交换机、防火墙它的职责是当目标不在本地网段时把数据包转发出去3、同一个二层交换机下的设备通信完全可以不涉及网关。可以不设置网关4、网关包括默认网关的 IP 地址必须和本机 IP 在同一个网段。5、二层交换机上没有ip只有mac地址路由器是有IP地址的6、二层交换机只做 MAC 转发同 VLAN 内通信三层交换机 二层交换 路由不同 VLAN 之间通信。核心区别就一个字有没有路由能力。二、目的 IP 和本机不在同一网段是不是一定走默认网关通常是走默认网关但不是“一定”当目标不在本地网段又没有更精确的路由时才会走默认网关。1、首先判断是不是“本地网段”主机用子网掩码做判断目标网络地址 目的IP 子网掩码本机网络地址 本机IP 子网掩码相同 → 本地网段 → 直接通信不走网关不同 → 跨网段 → 需要路由2、不同 → 跨网段 → 需要路由主机会查 路由表最精确匹配优先本机地址192.168.168.139yiifungmaster01 ~]$ route -nKernel IP routing tableDestination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface0.0.0.0 192.168.168.2 0.0.0.0 UG 100 0 0 ens33192.168.168.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 100 0 0 ens33网关 0.0.0.0 代表是本地直连网段对应的网关子网掩码是0.0.0.0的是默认网关得到目的地址后会从路由表中从最长掩码依次进行匹配 (目的IP 子网掩码) 得到网段如果和目标网段一致就走这一个但是当目标网段不一致子网掩码一致的时候该怎么办目标IP只能属于以下其中一个网段192.168.1.0 192.168.1.1 255.255.255.0192.168.2.0 192.168.2.1 255.255.255.0当目标网段一致子网掩码一致的时候该怎么办有两条路由规则 该怎么办会通过看 Metric度量值值选择192.168.1.10是本机地址网络目标 掩码 网关 接口 Metric10.1.2.0 255.255.255.0 192.168.1.254 192.168.1.10 2510.1.2.0 255.255.255.0 192.168.1.253 192.168.1.10 50三、二层交换机 (数据链路层L2)全局配置Switch 级 → 定义 VLAN、STP、VTP 等全局规则接口配置Interface 级 → 定义端口行为、归属、速率等端口级规则1、VLAN Number 是什么VLAN NumberVLAN ID / VLAN 号​ 就是一个 1~4094 之间的数字编号用来唯一标识一个 VLAN一个VLAN通常也会有一个名字用来方便识别2、全局配置Switch 级configure terminal vlan10name Financeexitvlan20name Engineeringexit2、 接口配置Interface 级其中FastEthernet0/1 是 Cisco 设备上的物理接口名称拆开来看就很好懂部分含义FastEthernet接口类型 → 快速以太网百兆口0插槽号slot/ 模块号1端口号其他类型的接口如下名称速率说明FastEthernet0/1100 Mbps​老设备常见百兆口GigabitEthernet0/11 Gbps现在主流千兆口TenGigabitEthernet0/110 Gbps上联/核心万兆口GigabitEthernet1/0/11 Gbps模块化交换机槽位 1Access 口完整配置interface GigabitEthernet0/1 description → PC-Finance-Dept switchport mode access switchport access vlan10switchport nonegotiate spanning-tree portfast spanning-tree bpduguardenablespeed1000duplex full noshutdownexitTrunk 口完整配置interface GigabitEthernet0/24 description → Uplink-to-Core switchport mode trunk switchport trunk allowed vlan10,20,30 switchport trunk native vlan999switchport nonegotiate spanning-tree guard root noshutdownexit3、层级关系Switch全局├── VLAN 数据库全局创建│ ├── VLAN 10│ ├── VLAN 20│ └── VLAN 30├── STP 全局参数│ ├── 模式│ └── 优先级├── VTP 域│└── Interface接口级├── gi0/1 → access vlan 10引用全局 VLAN 10├── gi0/2 → access vlan 10├── gi0/3 → access vlan 20└── gi0/24 → trunk承载全局 VLAN 10,20,304、为什么不同 VLAN 不能用同一网段核心原因IP 网段 同一广播域的标识同一个 IP 子网 应该在同一个二层广播域内通信当 PC 要和同网段的 IP 通信时PC1 (10.10.10.100/24) 想 ping 10.10.10.200/24PC1 判断目标 IP 和我在同一网段 ✓PC1 直接发 ARP“谁是 10.10.10.200告诉我你的 MAC”ARP 是广播帧 → 只在当前 VLAN 内传播另一个 VLAN 里的 10.10.10.200 永远收不到这个 ARPPC1 解析不到 MAC → 通信失败 ❌四、三层交换机 (数据链路层L2 网络层L3 )三层交换机 二层交换 三层路由1、SVISVI Switch Virtual Interface交换机虚拟接口也叫 VLAN 接口 / VLANIF华为叫法它不是物理口是交换机内部创建的一个逻辑三层接口绑定到一个 VLAN 上给这个 VLAN 提供三层网关 IP。为什么需要 SVI交换机本身没有 IP 路由能力不同 VLAN 之间天然隔离广播域隔离。但实际网络中不同 VLAN 的设备往往需要互相通信例如财务部 VLAN 10 的 PC 要访问工程部 VLAN 20 的服务器这时就必须有一个“三层网关”来转发跨 VLAN 的数据包。SVI 就是承担这个角色的逻辑接口。SVI 的核心特性一个 VLAN 对应一个 SVISVI 的 IP 地址通常就是该 VLAN 内设备的网关地址SVI 不是物理端口不占用任何物理接口只在交换机内部逻辑存在只有三层交换机或启用了三层功能才支持 SVI纯二层交换机无法创建配置了 SVI 后该 VLAN 内的设备就能通过它访问其他 VLAN 或外部网络。配置示例Cisco 三层交换机interface vlan10ipaddress10.10.10.254255.255.255.0 noshutdownexit上面这条命令给 VLAN 10 创建了一个 SVIIP 为 10.10.10.254/24。VLAN 10 内的 PC如 10.10.10.100把默认网关设为 10.10.10.254 后就能通过这个 SVI 与其他 VLAN 通信。SVI 与物理接口的关系对比项SVIVLAN 接口物理三层接口存在形式逻辑接口绑定 VLAN物理端口如 gi0/1是否依赖 VLAN必须绑定一个 VLAN不依赖 VLAN典型用途给 VLAN 提供网关直连路由、互联接口配置位置interface vlan Ninterface GigabitEthernet0/x小结SVI 是三层交换机实现“VLAN 间路由”的关键机制。它把“二层隔离”和“三层互通”结合起来VLAN 内部靠 MAC 转发二层VLAN 之间靠 SVI 路由三层。理解了 SVI也就理解了为什么三层交换机比二层交换机多了一个“路由”能力。五、交换机命令模式提示符能干什么用户模式Switch看基本信息不能改配置特权模式Switch#看全部信息、保存/重启、进配置全局配置Switch(config)#改全局参数hostname、ip routing接口配置Switch(config-if)#配端口IP、VLAN、速率VLAN 配置Switch(config-vlan)#建 VLAN路由配置Switch(config-router)#配路由协议RIP/OSPF1、用户模式 Switch权限最低只能看和连不能改任何东西。能做的事命令进特权模式enablePingping x.x.x.xTraceroutetraceroute x.x.x.xTelnettelnet x.x.x.xSSHssh -l user x.x.x.x退出exit / logout看时间show clock2、特权模式 Switch#能看所有信息能调试能做高级操作但默认不能直接改配置。查看类命令看什么show running-config当前运行配置show startup-config启动配置show vlan briefVLAN 和端口分配show ip interface brief所有接口状态一览show ip route路由表show mac address-tableMAC 地址表show interfaces接口详细信息show interfaces status端口状态速查show cdp neighbors邻居设备show version型号/IOS版本/序列号show arpARP 表show spanning-treeSTP 状态show log日志操作类命令干嘛configure terminal进全局配置模式write memory / wr保存配置copy run start同上reload重启ping测试连通性traceroute路由追踪erase startup-config清空启动配置恢复出厂delete vlan.dat删 VLAN 数据库恢复出厂要一起做