交换与路由技术

5 minIntermediate2026/6/14

交换与路由技术：VLAN、STP、链路聚合、静态路由、动态路由与策略路由

1. VLAN 技术

1.1 VLAN 原理

VLAN（Virtual LAN）将物理网络划分为多个逻辑广播域：

基于端口：将端口分配到 VLAN
基于 MAC：根据 MAC 地址分配
基于协议：根据协议类型分配

802.1Q 标签：

┌────────┬────────┬──────────┬──────────┐
│ 目的MAC │ 源MAC  │TPID(8100)│TCI(VLAN ID)│
└────────┴────────┴──────────┴──────────┘

4 字节标签：TPID(0x8100) + PCP(3bit) + DEI(1bit) + VID(12bit, 0~4095)

1.2 Trunk 链路

在交换机间传输多个 VLAN 的流量：

# Cisco 配置
interface GigabitEthernet0/1
  switchport mode trunk
  switchport trunk allowed vlan 10,20,30

# Huawei 配置
interface GigabitEthernet0/0/1
  port link-type trunk
  port trunk allow-pass vlan 10 20 30

1.3 VLAN 间路由

方式	设备	优缺点
单臂路由	路由器子接口	带宽瓶颈
三层交换	三层交换机	高性能
SVI	交换机虚拟接口	最常用

2. 生成树协议（STP）

2.1 STP 原理

防止二层环路，通过阻塞冗余链路实现：

选举根桥（Bridge ID 最小）
每个非根桥选举根端口（到根桥路径开销最小）
每个网段选举指定端口
阻塞非根端口和非指定端口

BPDU：Bridge Protocol Data Unit，交换机间交换的信息。

2.2 STP 端口状态

状态	接收BPDU	发送BPDU	转发数据	学习MAC
Blocking	是	否	否	否
Listening	是	是	否	否
Learning	是	是	否	是
Forwarding	是	是	是	是

收敛时间：Blocking → Listening(15s) → Learning(15s) → Forwarding = 50秒

2.3 RSTP（802.1w）

快速生成树协议，改进收敛时间：

端口角色	说明
根端口	到根桥最优路径
指定端口	网段上转发数据的端口
替代端口	根端口的备份
备份端口	指定端口的备份

收敛时间：1~3秒

2.4 MSTP（802.1s）

多生成树协议，支持多个 VLAN 映射到不同生成树实例：

stp region-configuration
  region-name RG1
  instance 1 vlan 10 20
  instance 2 vlan 30 40
  active region-configuration

3. 链路聚合

3.1 LACP（802.3ad）

链路聚合控制协议，动态协商聚合链路：

# Cisco
interface Port-channel1
  switchport mode trunk
interface range GigabitEthernet0/1-2
  channel-group 1 mode active

# Huawei
interface Eth-Trunk1
  port link-type trunk
interface GigabitEthernet0/0/1
  eth-trunk 1
interface GigabitEthernet0/0/2
  eth-trunk 1

3.2 负载均衡

方式	说明
src-mac	源MAC哈希
dst-mac	目的MAC哈希
src-dst-mac	源+目的MAC哈希
src-ip	源IP哈希
dst-ip	目的IP哈希
src-dst-ip	源+目的IP哈希

4. 静态路由

4.1 配置

# Cisco
ip route 10.0.0.0 255.255.255.0 192.168.1.1
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.1    # 默认路由

# Huawei
ip route-static 10.0.0.0 255.255.255.0 192.168.1.1
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.1

# Linux
ip route add 10.0.0.0/24 via 192.168.1.1
ip route add default via 192.168.1.1

4.2 路由优先级

最长前缀匹配
管理距离（AD）最小
度量值最小

路由来源	Cisco AD	Huawei 优先级
直连	0	0
静态	1	60
OSPF	110	10
RIP	120	100
BGP	20/200	255

5. OSPF 路由协议

5.1 OSPF 基础

链路状态协议
使用 Dijkstra 最短路径算法
区域化设计
快速收敛

5.2 OSPF 区域

区域类型	说明
骨干区域(Area 0)	必须存在，连接所有区域
普通区域	标准区域
末梢区域(Stub)	不接收外部路由
NSSA	允许引入少量外部路由
Totally Stub	仅接收默认路由

5.3 OSPF 配置

# Cisco
router ospf 1
  router-id 1.1.1.1
  network 10.0.0.0 0.0.0.255 area 0
  network 10.0.1.0 0.0.0.255 area 1

# Huawei
ospf 1 router-id 1.1.1.1
  area 0
    network 10.0.0.0 0.0.0.255
  area 1
    network 10.0.1.0 0.0.0.255

5.4 OSPF LSA 类型

类型	名称	产生者	传播范围
1	Router LSA	每个路由器	区域内
2	Network LSA	DR	区域内
3	Summary LSA	ABR	区域间
4	ASBR Summary	ABR	区域间
5	External LSA	ASBR	全AS
7	NSSA External	NSSA ASBR	NSSA内

6. BGP 路由协议

6.1 BGP 基础

路径向量协议
自治系统间路由
基于策略的路由选择
TCP 179 端口

6.2 BGP 选路属性

按优先级排序：

Weight（Cisco 私有）
Local Preference
本地起源
AS Path 最短
Origin（IGP < EGP < Incomplete）
MED
eBGP > iBGP
IGP 度量最小
最长连接时间
最小 Router ID

6.3 BGP 配置

router bgp 65001
  bgp router-id 1.1.1.1
  neighbor 10.0.0.2 remote-as 65002
  neighbor 10.0.0.2 description ISP-A
  network 192.168.0.0 mask 255.255.0.0
  !
  address-family ipv4
    neighbor 10.0.0.2 activate
    neighbor 10.0.0.2 route-map SET-LOCAL-PREF in
  !
route-map SET-LOCAL-PREF permit 10
  set local-preference 200

7. 策略路由

7.1 PBR 配置

# 基于源IP的策略路由
access-list 10 permit 192.168.1.0 0.0.0.255
route-map PBR permit 10
  match ip address 10
  set ip next-hop 10.0.0.1

interface GigabitEthernet0/0
  ip policy route-map PBR

7.2 应用场景

多出口链路负载分担
特定流量走专线
流量清洗引流