利用三層交換機實現VLAN間路由


原理概述

VLAN將一個物理的LAN在邏輯上划分成多個廣播域。VLAN內的主機間可以直接通信,而VLAN間不能直接互通。

在現實網絡中,經常會遇到需要跨VLAN相互訪問的情況,工程師通常會選擇一些方法來實現不同VLAN間主機的相互訪問,例如單臂路由。但是單臂路由技術中由於存在一些局限性, 比如帶寬、轉發效率等,使得這項技術應用較少。

三層交換機在原有二層交換機的基礎之上增加了路由功能,同時由於數據沒有像單臂路由那樣經過物理線路進行路由,很好地解決了帶寬瓶頸的問題,為網絡設計提供了一個靈活的解決方案。

VLANIF接口是基於網絡層的接口,可以配置IP地址。借助VLANIF接口,三層交換機就能實現路由轉發功能。

實驗目的

●掌握配置VLANIF接口的方法

●理解數據包跨VLAN路由的原理

●掌握測試多層交換網絡連通性的方法

實驗內容

本實驗模擬企業網絡場景。公司有兩個部門一銷 售部和客服部,分別規划使用VLAN 10和VLAN 20。其中銷售部下有兩台終端PC-1和PC-2,客服部下有一台終端PC-3.所有終端都通過核心三層交換機SI相連。現需要讓該公司所有三台主機都能實現互相訪問,網絡管理員將通過配置三層交換機來實現。

實驗拓撲

 

 

實驗步驟
1.基本配置
    根據實驗編址表在PC。上進行相應的基本IP地址配置,三層交換機S1上暫先不做配置。

    配置完成后,測試銷售部兩台終端PC-1 與PC-2間的連通性。

 

 

可以觀察到,通信正常。

測試銷售部PC-1與客服部PC-3間的連通性。

 

 

PC-1與PC-3間無法正常通信,下面簡要分析主機PC-1發出數據包,直至反饋目的無法到達的整個過程:
    主機發出數據包前,將會查看數據包中的目的IP地址,如果目的IP地址和本機IP地址在同一個網段 上,主機會直接發出一個ARP請求數據包來請求對方主機的MAC地址,封裝數據包,繼而發送該數據包。但如果目的IP地址與本機IP地址不在同-一個網段,那么主機也會發出一個ARP數據包請求網關的MAC地址,收到網關ARP回復后,繼而封裝數據包后發送。
    所以,銷售部主機PC-1在訪問192.168.2.1 這個IP地址時發現這個目的IP地址與本機IP地址不在同一個IP地址段上,PC-1便會發出ARP 數據包請求網關192.168.1.254的MAC地址。但由於交換機沒有做任何IP配置,因此沒有設備應答該ARP請求,導致銷售部主機PC-1無法正常封裝數據包,因此無法與客服部PC-3正常通信。
2.配置三層交換機實現VLAN間通信
    通過在交換機上設置不同的VLAN使得主機實現相互隔離。在三層交換機S1上創建VLAN 10和VLAN 20,把銷售部的主機全部划入VLAN 10中,客服部的主機划入VLAN 20中。

 

 

現在需要通過VLAN間路由來實現通信,在三層交換機上配置VLANIF接口。

在S1上使用interface VLANif命令創建VLANIF接口,指定VLANIF接口所對應的VLAN ID為10,並進入VLANIF接口視圖,在接口視圖下配置IP地址192.168.1.254/24。再創建對應VLAN 20的VLANIF 按口,地址配置為192.168.2.254/24。

 

 

配置完成后,查看接口狀態。

 

 

可以觀察到,兩個VLANIF接口已經生效。再次測試PC-1與PC-3間的連通性。

 

 

可見通信正常,實現了銷售部終端與客服部終端間的通信。PC-2. 上的測試省略。

在PC-1上查看ARP信息。

 

 

可以觀察到,目前PC上ARP解析到的地址只有交換機的VLANIF 10 的地址,而沒有對端的地址,PC-1 先將數據包發送至網關,即對應的VLANIF 10接口,再由網關轉發到對端。

思考

試問三層交換機與路由器實現三層功能的方式是否相同?為什么?


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