思科Cisco企业级网络的三层架构设计(pkt+文档)

一、实验目的和要求

1.掌握企业级网络的三层架构设计

2.依次实现VLAN、Trunk、三层路由、STP、链路聚合、VTP等核心功能

3.理解各功能点的技术原理和实际应用场景

二、实验环境与设备

仿真平台：CISCO Packet Tracer

主要设备：核心交换机、汇聚交换机、接入交换机、PC、服务器

三、实验原理

交换机采用背板总线结构，为每个端口提供一个独立的共享介质，把冲突域限制在每个端口的范围内。如果将计算机直接连到交换机的端口，那么它将独享该端口提供的带宽；如果计算机通过以太网连入交换机，则该以太网上的所有计算机共享交换机端口提供的带宽。

1.交换机的工作过程

当交换机接收到一个数据帧时，它首先会记录该数据帧的源MAC地址和源端口的映射，如果在“MAC地址-端口映射表”中已经存在该映射项，则更新该映射项的生存期，如果没有则在映射表中保存该项。然后查看“MAC地址-端口映射表”中是否存在该数据帧的目的MAC地址与端口的对应关系，如果有就把该数据帧发向对应的端口，如果该对应端口是数据帧的来源端口，就简单地将该数据帧丢弃；如果映射表没有该数据帧的目的MAC地址与端口的对应关系，则向除接收该数据帧的那个端口以外的其他所有端口转发该数据帧。以太网交换机隔离了本地信息，从而避免了网络上不必要的数据流动，实现了通信过滤功能。

2. 虚拟局域网VLAN

（1）什么是VLAN

VLAN是建立在局域网交换机上的，以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理，逻辑工作组的站点不受物理位置的限制，当一个站点从一个逻辑工作组移到另一个逻辑工作组时，只需要通过软件设定，而不需要改变它在网络中的物理位置；当一个站点从一个物理位置移动到另一个物理位置时，只要将该计算机连入另一台交换机，通过软件设定后该计算机可成为原工作组的一员。

相同VLAN内的主机可以相互直接通信，不同VLAN中的主机之间不能直接通信，需要借助于路由器或具有路由功能的第三层交换机进行转发。广播数据包只可以在本VLAN内进行广播，不能传输到其他VLAN中。

（2）交换机的端口

以太网交换机的每个端口都可以分配给一个VLAN，分配给同一个VLAN的端口共享广播域，即一个站点发送广播信息，同一VLAN中的所有站点都可以接收到。

交换机一般都有三种类型的端口：TRUNK口、ACCESS口、CONSOLE口。

CONSOLE端口：它是专门用于对交换机进行配置和管理的。通过Console端口连接并配置交换机，是配置和管理交换机必须经过的步骤。

ACCESS口：ACCESS端口只能通过缺省VLAN ID的报文。

TRUNK口：为了让连接在不同交换机，但属于同一VLAN的计算机之间能够相互通信，必须把两个交换机相级联的那两个端口配置成TRUNK口工作模式。

（3）VLAN中继

VLAN中继也称为VLAN主干，是指当属于同一VLAN的两台主机分别连接在两台的交换机上时，要使这两台主机能够互相访问，需要在两台交换机互相连接的两个端口上配置VLAN中继，即把这两个端口设置为TRUNK。

（4）VLAN划分方法

VLAN在交换机上的实现方法常用的有：

基于端口划分VLAN（将交换机的端口人工地分配给某个VLAN）；