實(shí)戰(zhàn)利用第三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)多子網(wǎng)的劃分

隨著校內(nèi)電腦的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)超出了254臺(tái)，一個(gè)c類網(wǎng)的IP地址(192.168.1.0)已不夠用，雖然可以通過縮短IP的租用期，得以緩解，但是IP地址的頻繁申請容易引起網(wǎng)絡(luò)信息的堵塞，而且同一網(wǎng)段的計(jì)算機(jī)過多易引起廣播風(fēng)暴。

一、問題的提出：

隨著校內(nèi)電腦的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)超出了254臺(tái)，一個(gè)c類網(wǎng)的IP地址(192.168.1.0)已不夠用，雖然可以通過縮短IP的租用期，得以緩解，但是IP地址的頻繁申請容易引起網(wǎng)絡(luò)信息的堵塞，而且同一網(wǎng)段的計(jì)算機(jī)過多易引起廣播風(fēng)暴。我校網(wǎng)絡(luò)的中心交換機(jī)采用的是第三層交換機(jī)Alcatel Omnistack-5024,故我們決定利用交換機(jī)的第三層交換功能,實(shí)現(xiàn)多子網(wǎng)的劃分。

二、實(shí)現(xiàn)的原理：

若校園網(wǎng)規(guī)模較大時(shí)，如超過254臺(tái)時(shí)：

一種選擇是用一個(gè)B類網(wǎng)的地址，然后各座樓的IP用其中的一小塊區(qū)域;另一種選擇就是用多個(gè)C類網(wǎng)段的地址;對于第一種選擇，用戶可以節(jié)省一個(gè)路由器，或者是說在核心位置交換機(jī)可以不必是第三層的交換機(jī)，可以節(jié)省一大筆的資金，但是由于在同一個(gè)網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)越大的話，會(huì)產(chǎn)生很大的廣播風(fēng)暴。所有的主機(jī)都向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)出一系列的廣播幀，從而占用大量的網(wǎng)絡(luò)資源。

對于第二種選擇的話，用多個(gè)C類網(wǎng)，每個(gè)網(wǎng)段用一個(gè)C類網(wǎng)段的地址。然后在核心位置的交換機(jī)配上帶第三層交換功能的交換機(jī)。由于第三層交換機(jī)有隔離廣播風(fēng)暴的作用，這樣可以把各網(wǎng)段的廣播信息只在本網(wǎng)段范圍內(nèi)廣播，從而減少了廣播幀所占的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

傳統(tǒng)的交換是在OSI網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型中的第二層--數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行的，而第三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型的第三層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)的。簡單地說，第三層交換技術(shù)就是第二層交換技術(shù)+第三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。第三層交換技術(shù)的出現(xiàn)，解決了局域網(wǎng)網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段中子網(wǎng)間必須依賴路由器進(jìn)行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。當(dāng)然，第三層交換技術(shù)并不是網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與路由器的簡單疊加，而是二者的有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)集成的、完整的解決方案。

以太網(wǎng)三層交換設(shè)備具有許多交換端口，從邏輯上可以被看成是一個(gè)附帶有一個(gè)第三層轉(zhuǎn)發(fā)功能的第二層交換設(shè)備，同時(shí)它與第三層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊采用高速互連。在數(shù)據(jù)通訊時(shí)，如果網(wǎng)上站點(diǎn)屬于同一子網(wǎng)，則采取第二層轉(zhuǎn)發(fā)方式;否則采用第三層轉(zhuǎn)發(fā)方式。

假設(shè)有兩臺(tái)使用IP的站點(diǎn)通過三層交換機(jī)及其兩側(cè)的以太網(wǎng)段進(jìn)行通訊。發(fā)送站點(diǎn)在開始發(fā)送時(shí)，已知目的站的IP地址，但尚未知目的IP的MAC地址，這時(shí)需要通過ARP(地址解析協(xié)議)來確定，發(fā)送站把自己的IP地址和目的站的IP地址相比較，通過子網(wǎng)掩碼來決定目的站和發(fā)送站是否屬于同一子網(wǎng)。如果屬于同一子網(wǎng)，發(fā)送方將載著目的站的MAC地址的數(shù)據(jù)包到達(dá)三層交換機(jī)，只需用第二層交換的核心查找到MAC目的站就可以轉(zhuǎn)發(fā)出去。如果兩個(gè)站點(diǎn)不在同一子網(wǎng)上，發(fā)送站點(diǎn)就希望通過一個(gè)"缺省網(wǎng)關(guān)"(可看作是一個(gè)路由器)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出去，而網(wǎng)關(guān)的IP地址已經(jīng)在系統(tǒng)軟件中有所設(shè)置。這個(gè)IP地址在三層交換設(shè)備中實(shí)際是指向交換機(jī)中的第三層交換功能塊。

三、具體實(shí)現(xiàn)：

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖：

將交換機(jī)上標(biāo)有console的控制臺(tái)接口通過RS-232線纜與PC的串口相連，運(yùn)行終端仿真程序進(jìn)行配置，串行口通信參數(shù)如下：

波特率:9600bps

奇偶檢驗(yàn)位:無

數(shù)據(jù)位:8位

停止位:1位

流控制:無