三層交換機端口IP地址配置方法解析

　　三層交換機端口IP地址配置方法

　　目前市場上的= 法交換機有2種方式可以配置交換機端口的IP地址，一是直接在物理端口上設置，二是通過邏轉VLAN端口間接設置。為了分析這2種配置方法在交換機實際運行中會產生哪些差別。在詳細分析了三層交換機端口工作原理的基礎上搭建測試環境，主要從端口初始化和法路由收斂過程分析了2種方式的不同。通過分析發現，在交換機物理端口上直接配置IP地址，可以節省生成樹協議（STP，SpanningTreeProtocol）收斂所需的時間，并且不需要規劃額外的VLAN。為日后的運行維護工作帶來了方便。

　　三層交換機能夠快速地完成VIAN 間的數據轉發，從而避免了使用路由器會造成的三層轉發瓶頸，目前已經在企業內部、學校和住宅小區的局域網得到大量使用。在配置三層交換機端口1P地址時，通常有2 種方法：一是直接在物理端口上設置1P地址，二是通過邏輯VLAN端口間接地設置IP地址。為了比較這2 種方法的優缺點，本文首先閘述了三層交換機的工作原理，然后比較了這2種方法的操作命爭和端口初始化時間。并通過測試得出結論。

　　1、三層交換機的工作原理

　　傳統的交換技術是在OSI 網絡參考模型中的第二層（即數據鏈路層）進行操作的，而E 層交換技術是在網絡模型中的第層實現了數據包的高速轉發，利用第層協議中的信息來加強第二層交換功能的機制（見圖1）

　　從硬件的實現上看，目前第二層交換機的接口模塊都是通過高速背扳/總線交換數據的。在第三層交換機中，與路由器有關的第三層路由硬件模塊也插接在高速背板/總線上，這種方式使得路由模塊可以與需要路由的其他模塊高速地進行數據交換，從而突破了外接路由器接口速率的限制。

　　假設有2 個使用IP 協議的站點，通過第三層交換機進行通信的過程為： 若發送站點1在開始發送時，已知目的站點2 的IP地址，但不知道它在局域網上發送所需要的MAC地址，則需要采用地址解析（ARP）來確定站點2的MAC地址。站點1把自己的IP地址與站點2的IP地址比較，采用其軟件配置的子網掩碼提取出網絡地址來確定站點2 是否與自己在同一子網內。若站點2 與站點1在同一子網內，那么站點1廣播一個ARP請求，站點2返回其MAC地址，站點1得到站點2 的MAC地址后將這一地址緩存起來，并用此MAC地址封包轉發數據，第二層交換模塊查找MAC 地址表確定將數據包發向目的端口。若2 個站點不在同子網內。則站點1要向“缺省網關”發出ARP（地址解析）封包，而“缺省網關”的IP地址已經在系統軟件中設置，這個IP地址實際上對應第三層交換機的第三層交換模塊。

　　當站點1對“缺省網關”的IP地址廣“播出一個ARP請求時，若第三三層交換模塊在以前的通信過程中已得到站點2 的MAC地址，則向發送站點1回復站點而得MAC地址： 否則第三層交換模塊根據路由信息向目的站廣播一個ARP請求，站點2得到此ARP請求后向第三層模塊回復其MAC地址，第三層交換模塊保存此地址并回復給發送站點1。以后，當在進行站點1與站點2之間數據包轉發時，將用最終的目的站點的MAC地址封包，數據轉發過程全部交給第二層交換處理，信息得以高速交換。

　　在實際過程中，2個站點可視為交換機的2個端口，只有為端口設置了IP地址后端口才能工作在第三層狀態，也才能完成不同子網間的通信。

　　2、兩種設置IP地址的命令

　　本文討論的2 種IP地址配置方式，一種直接在物理端口上設置IP地址，設置過程比較簡單。例如在作者單位新購3 三層交換機上配置端口1/0/1為路由端口，IP地址為172.16.1.0，OSPF 采用點到點類型，配置過程如下：

　　#interface Ethernet 101

　　#port link -mode route

　　#ip address 172.16.1.0 255.255.255.0

　　#ospf networt-type p2p

　　第二種IP地址配置方式是通過邏輯VLAN 設置IP地址，需先給VLAN設置IP地址，然后將物理端口配置在VLAN 下。為了保證IP地址和物理端口一一對應的關系。例如在和上面一樣的三層交換機上要配置端口1/0/1為路由端口，并配置端口的VLANID 為101，VLAN 101IP地址為172.16.1.1，OSPF采用點到點類型，配置過程如下：

　　#interface Vlan- interface 101

　　#ip address 172.16.1.0 255.255.255.0

　　#ospf network type p2p

　　#interface Ethernet 1/0/1

　　#port link -mode route

　　#port access Vlan 101

　　由此可見，以上兩種方法都能為交換機端口設置IP地址，從操作步驟上看，第一種方法比較簡單，第二種方法需要先將端口和VLAN對應起來再設置IP地址。而且第2種方法在配置IP地址時還需同時使用對應的VLAN，過多使用VLAN 號后可能會給日后的運行維護帶來了不便。