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4、交换机IP接口功能

news 来源：原创 2025/6/8 3:02:03

这一篇是讲端口的功能的，应该放在路由前面的，不过关联不大，就这个顺序也行

1、DHCP功能
作用：交换机端口的DHCP功能可以使网络中的设备（计算机、打印机等等）能够自动的获取IP地址或其它网络参数（我们用到的一般就是自动获取ip地址）

步骤：（不同公司可能不一样，但基本一致）
那么在交换机上是如何实现这个功能的呢？（我这里是以DHCP v4为例，这是用来自动获取ipv4地址的、自动获取ipv6的DHCP v6原理与此基本一致）
首先在一个交换机上配置地址池的页面配置一个地址池（pool）这个是用来设置ip自动获取的一些参数的，比如自动获取的ip地址区间、比如设置保留地址（被设置为保留地址的地址是不会被获取去的）、比如租约（被获取走的ip地址的使用时间）、比如网关（网关ip需要和起始ip同网段，但不能再起始ip和结束ip之间）等等
然后再在配置DHCP策略的页面配置一个DHCP策略（test）在这个策略里面选择你设置的地址池、选择DHCP v4、然后可以在规则里面配置规则（可配可不配）比如配置一个当想自动获取ip的设备的mac等于多少时，就会从另一个地址池获取ip地址这样的规则等等
上面配置完成后，选择该交换机上的一个端口，如果该端口是二层端口，则找到对应的vlan，在dhcp v4选项后面选择开启dhcp功能，如果是三层端口，则直接在dhcp v4选项后面开启dhcp功能

在开启了DHCP功能后，这个交换机就有相当于DHCP服务器的部分功能（从这个开启了DHCP服务功能的端口接入的设备能自动获取ip地址）
前提是接入这个端口的设备支持自动获取ip地址，并且开启了自动获取地址。

举例：交换机A（swA）的port1的ip是10.1.1.1/24，交换机B（swB）的port1的ip设置为自动获取（也就是说此时的port1是没有ip地址的）
将swA的port1和swB的port1相连

配置：在交换机A的配置DHCP的页面先配置新增一个地址池pool（起始ip 20.1.1.1，结束ip 20.1.1.10，网关20.1.1.100，租期10分钟等等）
然后在配置新增一个dhcp策略test（地址池：pool，服务：dhcpv4）
然后在端口管理里面启用dhcpv4服务
这时配置就完成了

查看结果：可以直接在交换机后台ifconfig查看端口的ip，这里会看到port1的ip地址为20.1.1.1

上面例子获取ip的原理：
当交换机 B 启动时，交换机B上的DHCP客户端（作用是从 DHCP 服务器动态获取其接口的 IP 地址和相关的网络配置）会发送一个DHCP Discover报文。（这是一个广播报文，目的是寻找DHCP服务器）
交换机A接受到B的DHCP Discover报文后，因为它已经配置为 DHCP 服务器，并且其地址池 (pool) 内有可用的 IP 地址。交换机A会发送一个DHCP Offer报文（里面包含一个可用的ip，这里是20.1.1.1，子网掩码、默认网关等等）
交换机收到这个A的DHCP Offer报文后，会用这个ip发送DHCP Request报文，用来确认使用这个ip地址。（此请求也是广播的，但会包含选择的ip地址和服务器标志）
交换机A收到B的DHCP Request后，确认此ip能分配，会发送一个DHCP Acknowledgment报文（确认将20.1.1.1的ip分配给B），此时交换机B便拥有了ip地址20.1.1.1，能够使用这个ip进行网络通信

2、DNS模块
这个模块很简单，测试里面也就开启一下DHS功能，看是否能ping通域名（不清楚域名与ip地址之间关系的可以去百度搜一下，很简单的）

DNS的功能：提供域名与IP地址之间的转换服务。实现交换机与外网之前互相通信。

举例：交换机A在后台如何ping www.baidu.com成功
直接在配置DNS功能的页面，勾选开启DNS功能，配置首选DNS（填入DNS服务器ip，看公司是配置的多少就填多少）

配置完成后，交换机后台ping www.baidu.com就能成功

3、ARP地址
前面讲二三层转发的时候说过ARP（Address Resolution Protocol），即地址解析协议，是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。在以太网协议中规定，同一局域网中的一台主机要和另一台主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址，而地址解析协议就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。

这里再讲一遍原理（从前面复制过来的）：交换机是通过MAC地址通信的，但是我们是如何获得目标主机的MAC地址呢？这时我们就需要通过arp请求获取到mac地址，在每台主机中都有一张ARP表，它记录着主机的IP地址和MAC地址的对应关系。
   具体过程：
   1)如果主机A想发送数据给主机B，主机A首先会检查自己的ARP缓存表，查看是否有主机B的IP地址和MAC地址的对应关系，如果有，则会将主机B的MAC地址作为源MAC地址封装到数据帧中。如果没有，主机A则会发送一个ARP请求信息，
   请求的目标IP地址是主机B的IP地址，目标MAC地址是MAC地址的广播帧(即FF-FF-FF-FF-FF-FF)，源IP地址和MAC地址是主机A的IP地址和MAC地址。
   2)当交换机接受到此数据帧之后，发现此数据帧是广播帧，因此，会将此数据帧从非接收的所有接口发送出去。
   3）当主机B接受到此数据帧后，会校对IP地址是否是自己的，并将主机A的IP地址和MAC地址的对应关系记录到自己的ARP缓存表中，同时会发送一个ARP应答，其中包括自己的MAC地址。
   4)主机A在收到这个回应的数据帧之后，在自己的ARP缓存表中记录主机B的IP地址和MAC地址的对应关系。而此时交换机已经学习到了主机A和主机B的MAC地址了。

此时ARP缓存表中自己学习记录的ARP条目是动态的，在配置ARP地址的页面会有一个配置老化时间的选项，可以配置老化时间，当该条目的老化时间到了之后还没有关于该ip地址的新ARP请求或ARP响应，该条目就会被删除（老化时间自己配置）
有动态就有静态，动态ARP表项是自己学习到的，而静态ARP表项是我们手动配置的。静态ARP表项是不会被老化的，不会被动态ARP表项覆盖，因此静态ARP表项可以增加通信的安全

在配置ARP地址的页面点击新增，配置ip地址和mac地址即可

举个例子：
交换机A（swA）的port1的ip是10.1.1.1/24，交换机B（swB）的port1的ip是10.1.1.2/24。swA port1连接swB port2
交换机A和B分别在交换机ARP配置页面查看动态ARP表项里面是否有对方的ip和mac对应关系的ARP条目，或者在交换机后台通过show arp命令查看是否有对方的ip和mac对应关系的ARP条目
此时是查看不到的，因为两交换机之间没有发送过ARP请求，这是让swA ping 10.1.1.2或者让swB ping 10.1.1.1
然后再在动态ARP表项中查看会查看到对方交换机对应端口的ip和mac的对应关系的arp条目
这里双方交换机已经学习到了对方交换机对应端口的ip和mac的对应关系的arp条目，但是如果双方不持续通信，当老化时间到后，会自动将该arp条目给删掉

这里可以通过配置静态ARP来实现，直接在配置arp页面点击新增，配置对方端口的ip和mac，保存即可。对方端口的mac地址在对方交换机后台ifconfig即可看到。
配置完成后，swA和swB的arp表项中就能永久保存对方连接端口的ip和mac对应关系的arp条目，这样下次双方通信时便不用再互相发送arp请求和arp应答了

4、loopback地址（本地环回接口）是一个逻辑接口。这个接口的特点是始终up，常用于线路的环回测试
环回测试：数据包从设备发送出去，然后立即回到同一个设备，完成一个“环”，分物理环回和逻辑环回。
这里的loopback就可以用来做逻辑环回的测试。
至于如何测试，直接在配置loopback的页面开启loopback的服务，然后配置一个ip地址，配置完成后，再在交换机后台ping 设置的ip地址，这样就能测试基本连通性。这样可以测试设备的网络堆栈是否正常，而无需实际的网络连接。

除了这个作用loopback地址还能作为OSPF的路由标志，路由标志是作为路由器的唯一标识存在的，由于loopback 接口的IP 地址通常被视为交换机的标识，所以也就成了路由标识的最佳选择。

有关loopback的一些注意事项：
Loopback接口状态永远是up的，即使没有配置地址。
Loopback接口可以配置地址，而且可以配置全1的掩码,可以节省宝贵的地址空间。
Loopback接口不能封装任何链路层协议。（因为loopback是一个虚拟接口，主要用途是在网络协议栈的网络层（如 IP）和传输层（如 TCP/UDP）中进行自我测试和本地通信。）

4、交换机IP接口功能

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