CCNP1交换：三层架构概述、路由器交换机登录密码破解、VLAN、trunk（ISL、dot1Q)、DTP、VTP、交换机工作原理
文章目錄
- CCNP1交換：三層架構概述、路由器交換機登錄密碼破解、VLAN、trunk（ISL、dot1Q)、DTP、VTP、交換機工作原理
- 一、企業網三層架構概述：
- 1、冗余：
- 2、三層架構：
- 二、設備開機登錄密碼破解：
- 1、破解原理：
- 2、設備啟動原理：
- 3、破解交換機：
- 4、破解路由器：
- 三、交換機：
- 1、交換機的作用：
- 2、交換機轉發數據的原理：
- 3、交換機、路由器的查表方式：
- 四、VLAN
- 1、編號分類：
- 2、動靜態分類：
- 3、結構分類：
- 4、VLAN配置：
- 五、trunk 技術（ISL、dot1Q、DTP）：
- 1、打標封裝協議
- 2、配置：
- （1）手動創建 trunk
- （2）DTP協議：自動生成 trunk
- （3）IEEE802.1Q中的 Native VLAN：
- （4）附屬VLAN：
- （5）trunk干道運行列表：
- 六、VTP：
- 1、domain域：
- 2、password 加密：
- 3、VTP 的模式（mode）：
- 4、Version版本:
- 5、VTP修剪：
CCNP1交換：三層架構概述、路由器交換機登錄密碼破解、VLAN、trunk（ISL、dot1Q)、DTP、VTP、交換機工作原理
有關本章實驗可以查看這篇博客：CCNP實驗：交換1：trunk、DTP、VTP
一、企業網三層架構概述：
BCMSN ：組建Cisco多層交換網絡（Building Cisco Multilayer Switched Networks）
1、冗余：
三層架構的核心在于冗余，也就是備份。當企業內網部分設備發生故障時，由于冗余機制的存在，企業網不會立即癱瘓，還可以維持正常的工作。
冗余有4種：設備、線路、網關、電源（UPS）
2、三層架構：
企業網三層分為：接入層、匯聚層、核心層。
用一張圖來演示一下：
我接下來寫有關交換的技術就是圍繞二層匯聚層來講的，這里我再簡單說下各層的功能：
| access 接入層 | 提供端口密度，用于用戶接入 |
| distribute 匯聚層 | 流量的聚合、策略規劃，實施QOS和安全策略，需要支持三層功能 |
| core 核心層 | 提供數據的高速轉發NAT |
二、設備開機登錄密碼破解：
switch#delete flash:config.text 可以刪除設備的配置文件。
1、破解原理：
在破解交換機、路由器設備的密碼時，我們首先要了解設備的存儲介質：RAM（隨機存儲器）、ROM（只讀存儲器）、flash（閃存）
| 讀寫 | 可讀寫 | 只讀 | 可讀寫 |
| 地位 | 內存條 | 最小IOS 相當于BIOS | 最多IOS Cisco操作系統 |
flash（閃存），它相當于Windows上的硬盤，里面會存儲著一個配置文檔： config.txt 對于交換機還會再存儲著一個 vlan.dat 的文件。
破解原理：
如果說在設備還沒有進入到最大IOS時，也就是操作系統還沒有啟動的時候，進入ROM對flash中的config.txt 進行修改，就會繞過登錄密碼。
2、設備啟動原理：
上面我們知道了交換機、路由器設備密碼的破解原理、以及存儲介質。
接下來，我們就來講講設備的啟動過程：
（1）加電
（2）讀取最小IOS到內存
（3）對設備進行自檢
（4）引導系統從flash啟動
（5）加載config.txt文件
3、破解交換機：
我們可以使用 show flash: 命令查看閃存中都存儲了哪些東西。
（1）二層交換機：
①首先讓電腦連接上交換機，然后將交換機重啟。在交換機重啟的時候長摁mode鍵，接著不停敲擊Enter，然后交換機就會停留在最小IOS的界面。命令行前會顯示switch：即表明進入最小IOS成功。
② 讀取flash：使用命令：flash_init
③修改配置文件名為 xxx ：使用命令：rename flash:config.text flash:xxx.text
④接著重啟：reset
⑤然后再將原來的名字修改回來：rename flash:xxx.text flash:config.text
⑥將配置復制到系統下：copy flash:config.text system:running-config
⑦我們可以選擇添加一個用戶名和密碼或者是刪除該用戶名和密碼
（2）三層交換機：
對于三層交換機來說，大同小異。摁一會兒以后一定要松開，才能看到頁面，其它都沒什么。
4、破解路由器：
對于路由器來說，我們使用命令：show version 可以查看版本號
從上面我們可以看出寄存器的版本為：0x2102
| 0x2142 | 設備啟動時不加載配置 |
（1）進入最小IOS：
在正在開機的過程中按下CTRL+C，就會進入最小IOS。
（2）修改寄存器值：
26以上設備輸入：confreg 0x2142
26以下設備輸入：o/r 0x2142
（3）重啟：輸入 reset 命令
（4）接著copy startup-config running-config
（5）同理，增或刪用戶名
（6）修改寄存器的為原來的值：config-register 0x2102
三、交換機：
講技術之前，先說一下交換機：
1、交換機的作用：
| 2 | 實現單播，一對一的傳輸 |
| 3 | 分割沖突域，交換機每個接口是一個沖突域，所有的接口都在一個廣播域。 |
2、交換機轉發數據的原理：
通過MAC地址進行物理尋址交換機是工作在數據鏈路層的設備，在接收到數據后，通過查找自身系統MAC地址與端口對應關系，將數據傳送到目的的端口。
交換機在同一時刻可進行多個端口之間的數據傳輸，每一端口都是獨立的物理網段，連接在端口上的網絡設備獨自享有全部的帶寬。因此，交換機起到了分割沖突域的作用，每一個端口為一個沖突域。
交換機上有張表，有著接口、設備的MAC、VLAN之間的對應關系，交換機就是靠著這張表來進行，數據轉發。
3、交換機、路由器的查表方式：
我們一直認為交換機轉發數據靠MAC地址表，路由器轉發數據靠路由表，但其實我們知道MAC地址表、路由表都是給人看的。
而交換機實際看的是CAM表、路由器看的是TCAM表。等于說設備和人類看到的表它是一個意思，但是樣子不是一樣的。
CAM（內容可尋址存儲器）將MAC地址表中的 源MAC + 接口編號 + VLAN ID 進行哈希運算
TCAM（路由表）原理同CAM基本類似，CAM只使用0、1標識，但TCAM使用1、0、X 標識，X標識不確定位，也就是主機位
四、VLAN
VLAN的配置思路：
| ① | 交換機上創建 VLAN |
| ② | 將交換機上的不同接口劃分到對應的 VLAN 中 |
| ③ | trunk干道，用于SW-SW、SW-R（路由器和交換機之間創建的也是trunk） |
| ④ | VLAN間路由，單臂路由（子接口） 或者 多層交換機解決 |
VLAN虛擬局域網，交換機和路由器協同工作后，將原有的一個廣播域邏輯的分為多個廣播域。
如果將VLAN進行分類，可以分為三類：按編號，按動靜態、按結構進行分類。
1、編號分類：
| 1-1005（標準VLAN） | 在任何條件下均可以使用的VLAN |
| 1006-4094（擴展VLAN） | 在VTP模式為透明時才可以創建 |
| 0、4095 | 這倆VLAN不可使用 |
標準VLAN:
標準VLAN中，VLAN１、1002-1005默認存在，不得對這些VLAN進行刪除和創建。1002-1005預留給非以太網技術下所使用，現在不再使用。
默認所有的接口處于VLAN1，VLAN1同時為默認的Native VLAN 和 管理VLAN
2、動靜態分類：
| 動態 | 常用在移動環境：用戶連接到交換機上后，交換機將該用戶的設備信息發送到服務器處，由服務器辨別該用戶所在VLAN，告知交換機。 |
3、結構分類：
end to end 型：處于同一個交換網絡內的相同 VLAN ID通訊是僅基于二層，它們是同一個廣播域。例如圖中路由器的左側，兩個 VLAN2 是同一VLAN，也就是同一個廣播域。
local VLAN 型：處于不同交換網絡內的相同 VLAN ID，通訊時需要基于三層進行，它們是不同廣播域。例如圖中路由器兩邊的 VLAN 2 ，它們不是同一 VLAN 也就是說它們不在同一個廣播域。
4、VLAN配置：
sw(config)#vlan 2 創建vlan sw(config-vlan)#name classroom1 命名vlan sw(config-vlan)#exitsw(config)#vlan 3 sw(config)#no vlan 10-100,109-200sw(config)#int f0/1 Sw(config-if)#switchport mode access sw(config-if)#switchport access vlan 2同時對多個接口進行相同的部署 sw(config)#interface range f0/3-4 , f0/9-10五、trunk 技術（ISL、dot1Q、DTP）：
對于貼斯標簽詳細過程，可以查看我這篇博客：CCNA6：VLAN、TRUNK、單臂路由
先講個例子：
如圖所示：PC0和左邊交換機所有接口在VLAN2中，而PC3和右邊交換機的接口都在VLAN3中，f0/0、f0/1都是接入模式，但是PC0、PC3卻配置在同一個網段中。
問：PC0可以ping通PC3嗎？
可以，首先我們要知道只有Trunk干道會有貼標簽、撕標簽的行為，當我們用 PC0 ping PC3 的時候：
它先會看目標IP和自己是否在同一個段，如果在同一段，它會發個正向ARP，然后單播。
ARP的原理：PC0發出一個ARP請求包（源IP：1.1.1.1/24，目IP：1.1.1.2/24 源MAC：PC0MAC 目MAC：全F）：，Switch0收到之后，它會將該包在VLAN2的廣播域中進行洪泛，由于f0/0口也在VLAN2中，因此Switch1也會收到該ARP請求包。又因為該發過來的包沒有貼標簽，收到該包的Switch1的接口又在VLAN3當中，所以它會視作這個流量是VLAN3來的，最后PC3應答，所以能通。
1、打標封裝協議
trunk干道不屬于任何一個VLAN，它承載所有VLAN的流量，可以標記和識別不同VLAN的流量。這里的兩個協議是：ISL、IEEE802.1Q協議。
| 私有、公有 | 私有 | 公有 |
| 方式 | 封裝 | 標記 |
| 封裝大小 | 30字節 | 4字節 |
| 標記位 | 15位用于標記VLAN ID，其中就有5位保留 | 12位標記VLAN ID |
| VLAN數量 | 1024個 | 4096個 |
| 協議的支持 | 支持所有數據鏈路層協議 | 僅支持以太網 |
Cisco的二層交換機僅支持802.1Q的技術，只有Cisco的三層以上交換機才支持ISL，除此之外，IEEE802.1Q還支持Native VLAN。
數據包進出 Native VLAN 不需要貼標簽，因此可以用來轉發一些實時性的流量，比如說語音等流量。
2、配置：
（1）手動創建 trunk
對于Cisco設備來說，由于2層交換機僅支持IEEE802.1Q，因此直接配置即可，如下：
sw1(config)#int f0/24 sw1(config-if)#switchport mode trunk但是對于Cisco的3層交換機來說由于可以支持ISL的封裝模式，因此在設置trunk干道前，需要先聲明配置封裝類型。
core(config)#interface f0/20 core(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q core(config-if)#switchport mode trunk（2）DTP協議：自動生成 trunk
DTP（Cisco私有）動態 trunk協議，交換機之間自動協商成為 trunk 干道，默認在 Cisco 產品中開啟。
sw1(config)#int f0/24 sw1(config-if)#switchport mode dynamic ?auto 被動，默認45以上系列交換機desirable 主動，默認45以下不含45系列交換機在這里，手工開啟=主動（desirable）
| 被動——被動 | 不能形成 |
| 主動——被動 | 形成 |
| 主動——主動 | 形成 |
注意1：以上所有模式同 access 接口相遇后，必然不能形成 trunk，
注意2：該DTP協議是有安全風險的，如果電腦給該協議交換機發了一個DTP的請求消息進行建鄰，那么該交換機和電腦之間生成一個trunk干道，所有vlan的廣播都可以接收到，可以給經過自己電腦的流量貼任意vlan的標簽，所以網絡很不安全，因此就需要將其他閑置或連接電腦的接口全部設置為access模式。
（3）IEEE802.1Q中的 Native VLAN：
默認為VLAN1，在trunk干道上默認對 Native VLAN的流量不標記
一般用于大流量VLAN的需求，例如實時性流量。
以下有一種情況可以通：就是下面這種兩臺交換機分別給自己的接口配置 Native VLAN。
原因：因為Native VLAN不貼標簽，對方也會認為不貼簽的是VLAN3。Native VLAN不貼簽，但是工程師卻可以打開貼簽功能。
（4）附屬VLAN：
附屬VLAN：在 ip phone 下，常常需要電話和電腦在不同VLAN，電話一般為native VLAN，且使用QOS優先轉發。
（5）trunk干道運行列表：
配置trunk干道運行列表，默認trunk干道允許所有VLAN通過。
Switch(config)#int f0/24Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1-10,13-20 僅允許這些VLAN流量通過Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan remove 2 從允許列表中排錯某個VLAN總結：
| 2 | 在一臺設備刪除某個vlan時，之前被劃分到這些vlan的接口屬性不變換，故在刪除這個vlan后，這些接口將無法正常通訊——劃分到其他活動VLAN，將恢復原VLAN |
| 3 | 若一臺交換機上未創建某個VLAN，那么在cisco的產品中將不轉發該vlan的流量。 |
| 4 | 流量的vlan ID標記行為僅在trunk間進行，access接口不對流量進行標記。若access接口的流量中存在vlan ID，該ID編號與該接口所在vlan ID相同，轉發流量同時去除標記，否則丟棄流量。 |
六、VTP：
這個協議叫做：VALN Trunk 協議：
再進一步講這個協議之前，我們還應該知道：
如果一個交換機，在自己的某個接口上劃分了VLAN5，這個VLAN5下接入了一臺電腦。接著我們將VLAN5刪除，此時原先VLAN5的這個接口將不再屬于任何VLAN，這個接口下的電腦也不能訪問交換機。
配置：
1、domain域：
SW1(config)#vtp domain ccie當一臺交換機沒有加域時，那么會自動加入廣播過來的第一個域名。
2、password 加密：
VTP的安全風險：
上面我們說到，當交換機設置VTP后，會自動用自己的vlan.dat去同步別人的vlan.dat文檔。而一個沒有加任何域的交換機會自動加入第一個域名，為了避免黑客冒充交換機去同步別人的VLAN，VTP需要設置安全機制：密碼加密。
3、VTP 的模式（mode）：
SW3(config)#vtp mode Server| Server（服務端） | 可以被同步、同步別人 | 能 |
| Client（客戶端） | 可以被同步、同步別人 | 不能 |
| Transparent（透明） | 不可以 | 能 |
通過上述表格我們發現：
Server 可以同步、被同步：Server、Client
Client 也可以同步、被同步：Server、Client
而 透明模式 所擁有的VLAN，Server、Client不一定都擁有。所以擴展VLAN可以是自己獨立私有，也可以公共都有的。
注意：默認所有的交換機的模式為Server
除此之外還要強調的是：
Client既然不能創建VLAN、那它怎么去同步別人，只能被Server同步？
表面是這樣的：Server創建一個VLAN之后同步了一個Client，但就擔心這個設備會被放在一個新網絡中，可能會因為版本號等問題，去影響其它級別沒它高的Server、Client。
4、Version版本:
同步規則：client和server模式會存在同步與被同步；誰同步誰由配置版本號決定
sw1#show vtp status每修改、刪除、創建一次VLAN，配置修訂版本號（Configuration Revision）加1，誰的配置版本號高，就可以同步其他人
修改域名或將模式該為透明導致配置版本號歸0。
在總結一下VTP的同步條件：
| 2 | domain相同 |
| 3 | password相同 |
| 4 | 配置修訂版本號高同步低的 |
| 5 | 非透明模式 |
| 6 | 必須為 trunk 干道 |
5、VTP修剪：
修改不必要的擴散流量，減少資源的占用，僅僅在Server模式下可以生效。
比如下面這種情況，三臺設備均開了VTP，然后左邊和中間的設備有VLAN2，右邊的設備沒有VLAN2。在我們啟動VTP修剪之后，左邊的設備不再發的廣播包就不再發給右邊的設備了。
或者還有這種情況：開啟VTP修剪之后，左邊設備VLAN的廣播到達中間設備，即便中間設備不存在VLAN2的用戶它也會傳給右邊的設備。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的CCNP1交换：三层架构概述、路由器交换机登录密码破解、VLAN、trunk（ISL、dot1Q)、DTP、VTP、交换机工作原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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