三层交换机端口IP地址配置方法解析

　　三层交换机端口IP地址配置方法

　　目前市场上的= 法交换机有2种方式可以配置交换机端口的IP地址，一是直接在物理端口上设置，二是通过逻转VLAN端口间接设置。为了分析这2种配置方法在交换机实际运行中会产生哪些差别。在详细分析了三层交换机端口工作原理的基础上搭建测试环境，主要从端口初始化和法路由收敛过程分析了2种方式的不同。通过分析发现，在交换机物理端口上直接配置IP地址，可以节省生成树协议（STP，SpanningTreeProtocol）收敛所需的时间，并且不需要规划额外的VLAN。为日后的运行维护工作带来了方便。

　　三层交换机能够快速地完成VIAN 间的数据转发，从而避免了使用路由器会造成的三层转发瓶颈，目前已经在企业内部、学校和住宅小区的局域网得到大量使用。在配置三层交换机端口1P地址时，通常有2 种方法：一是直接在物理端口上设置1P地址，二是通过逻辑VLAN端口间接地设置IP地址。为了比较这2 种方法的优缺点，本文首先闸述了三层交换机的工作原理，然后比较了这2种方法的操作命争和端口初始化时间。并通过测试得出结论。

　　1、三层交换机的工作原理

　　传统的交换技术是在OSI 网络参考模型中的第二层（即数据链路层）进行操作的，而E 层交换技术是在网络模型中的第层实现了数据包的高速转发，利用第层协议中的信息来加强第二层交换功能的机制（见图1）

　　从硬件的实现上看，目前第二层交换机的接口模块都是通过高速背扳/总线交换数据的。在第三层交换机中，与路由器有关的第三层路由硬件模块也插接在高速背板/总线上，这种方式使得路由模块可以与需要路由的其他模块高速地进行数据交换，从而突破了外接路由器接口速率的限制。

　　假设有2 个使用IP 协议的站点，通过第三层交换机进行通信的过程为： 若发送站点1在开始发送时，已知目的站点2 的IP地址，但不知道它在局域网上发送所需要的MAC地址，则需要采用地址解析（ARP）来确定站点2的MAC地址。站点1把自己的IP地址与站点2的IP地址比较，采用其软件配置的子网掩码提取出网络地址来确定站点2 是否与自己在同一子网内。若站点2 与站点1在同一子网内，那么站点1广播一个ARP请求，站点2返回其MAC地址，站点1得到站点2 的MAC地址后将这一地址缓存起来，并用此MAC地址封包转发数据，第二层交换模块查找MAC 地址表确定将数据包发向目的端口。若2 个站点不在同子网内。则站点1要向“缺省网关”发出ARP（地址解析）封包，而“缺省网关”的IP地址已经在系统软件中设置，这个IP地址实际上对应第三层交换机的第三层交换模块。

　　当站点1对“缺省网关”的IP地址广“播出一个ARP请求时，若第三三层交换模块在以前的通信过程中已得到站点2 的MAC地址，则向发送站点1回复站点而得MAC地址： 否则第三层交换模块根据路由信息向目的站广播一个ARP请求，站点2得到此ARP请求后向第三层模块回复其MAC地址，第三层交换模块保存此地址并回复给发送站点1。以后，当在进行站点1与站点2之间数据包转发时，将用最终的目的站点的MAC地址封包，数据转发过程全部交给第二层交换处理，信息得以高速交换。

　　在实际过程中，2个站点可视为交换机的2个端口，只有为端口设置了IP地址后端口才能工作在第三层状态，也才能完成不同子网间的通信。

　　2、两种设置IP地址的命令

　　本文讨论的2 种IP地址配置方式，一种直接在物理端口上设置IP地址，设置过程比较简单。例如在作者单位新购3 三层交换机上配置端口1/0/1为路由端口，IP地址为172.16.1.0，OSPF 采用点到点类型，配置过程如下：

　　#interface Ethernet 101

　　#port link -mode route

　　#ip address 172.16.1.0 255.255.255.0

　　#ospf networt-type p2p

　　第二种IP地址配置方式是通过逻辑VLAN 设置IP地址，需先给VLAN设置IP地址，然后将物理端口配置在VLAN 下。为了保证IP地址和物理端口一一对应的关系。例如在和上面一样的三层交换机上要配置端口1/0/1为路由端口，并配置端口的VLANID 为101，VLAN 101IP地址为172.16.1.1，OSPF采用点到点类型，配置过程如下：

　　#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

　　由此可见，以上两种方法都能为交换机端口设置IP地址，从操作步骤上看，第一种方法比较简单，第二种方法需要先将端口和VLAN对应起来再设置IP地址。而且第2种方法在配置IP地址时还需同时使用对应的VLAN，过多使用VLAN 号后可能会给日后的运行维护带来了不便。