本文檔詳細介紹利用三層交換機實現 VLAN 間路由，文內含長段代碼可復制可往左滑，希望對大家有幫助！
實驗背景
某企業有兩個主要部門，技術部和銷售部，分處於不同的辦公室，為了安全和便於管理對兩個部門的主機進行了 VLAN 的划分，技術部和銷售部分處於不同的VLAN，先由於業務的需求需要銷售部和技術部的主機能夠相互訪問，獲得相應的資源，兩個部門的交換機通過一台三層交換機進行了連接。
技術原理
三層交換機具備網絡層的功能，實現 VLAN 相互訪問的原理是：利用三層交換機的路由功能，通過識別數據包的 IP 地址，查找路由表進行選路轉發，三層交換機利用直連路由可以實現不同 VLAN 之間的相互訪問。三層交換機給接口配置 IP 地址。采用 SVI（交換虛擬接口）的方式實現 VLAN 間互連。SVI 是指為交換機中的VLAN 創建虛擬接口，並且配置 IP 地址。Tag VLAN是基於交換機端口的一種類型，主要用於使交換機的相同Vlan內的主機之間可以直接訪問，同時對於不同Vlan的主機進行隔離。trunk主要用在連接其它交換機，以便在線路上承載多個vlanWLAN是Wireless Local Area Network的簡稱，指應用無線通信技術將計算機設備互聯起來，構成可以互相通信和實現資源共享的網絡體系。802.1x協議是WLAN第二代的認證技術，它是基於客戶端-服務器（Client-Server)結構的訪問控制和認證協議。它可以限制未經授權的用戶/設備通過接入端口（Access Port)訪問LAN/WLAN。DOT1Q是提供VLAN識別和服務質量(QoS)級別的IEEE標准。電氣和電子工程師協會（IEEE，全稱是Institute of Electrical and Electronics Engineers）是一個美國的電子技術與信息科學工程師的協會，是世界上最大的非營利性專業技術學會。ip routing 啟用IP路由功能no ip routing 關閉IP路由功能
二層交換機與三層交換機區別
我們習慣說，在二層網絡環境中相同vlan之間可以通信，不同vlan之間不可以通信，如果想通信必須借助三層設備，所以說三層交換機必須要做的事情是路由轉發，但是二、三層交換機具體有什么區別呢？二層交換機工作於OSI模型的第2層(數據鏈路層)，故而稱為二層交換機。二層交換技術發展比較成熟，二層交換機屬數據鏈路層設備，可以識別數據包中的MAC地址信息，根據MAC地址進行轉發，並將這些MAC地址與對應的端口記錄在自己內部的一個地址表中。具體的工作流程如下：（1） 當交換機從某個端口收到一個數據包，它先讀取包頭中的源MAC地址，這樣它就知道源MAC地址的機器是連在哪個端口上的；（2） 再去讀取包頭中的目的MAC地址，並在地址表中查找相應的端口；（3） 如表中有與這目的MAC地址對應的端口，把數據包直接復制到這端口上；（4） 如表中找不到相應的端口則把數據包廣播到所有端口上，當目的機器對源機器回應時，交換機又可以學習一目的MAC地址與哪個端口對應，在下次傳送數據時就不再需要對所有端口進行廣播了。不斷的循環這個過程，對於全網的MAC地址信息都可以學習到，二層交換機就是這樣建立和維護它自己的地址表。二層交換技術從網橋發展到VLAN（虛擬局域網），在局域網建設和改造中得到了廣泛的應用。第二層交換技術是工作在OSI七層網絡模型中的第二層，即數據鏈路層。它按照所接收到數據包的目的MAC地址來進行轉發，對於網絡層或者高層協議來說是透明的。它不處理網絡層的IP地址，不處理高層協議的諸如TCP、UDP的端口地址，它只需要數據包的物理地址即MAC地址，數據交換是靠硬件來實現的，其速度相當快，這是二層交換的一個顯著的優點。但是，它不能處理不同IP子網之間的數據交換。傳統的路由器可以處理大量的跨越IP子網的數據包，但是它的轉發效率比二層低，因此要想利用二層轉發效率高這一優點，又要處理三層IP數據包，三層交換技術就誕生了。三層交換（也稱多層交換技術，或IP交換技術）是相對於傳統交換概念而提出的。眾所周知，傳統的交換技術是在OSI網絡標准模型中的第二層——數據鏈路層進行操作的，而三層交換技術是在網絡模型中的第三層實現了數據包的高速轉發。簡單地說，三層交換技術就是：二層交換技術＋三層轉發技術。三層交換機就是具有部分路由器功能的交換機。三層交換機的最重要目的是加快大型局域網內部的數據交換，所具有的路由功能也是為這目的服務的，能夠做到一次路由，多次轉發。對於數據包轉發等規律性的過程由硬件高速實現，而像路由信息更新、路由表維護、路由計算、路由確定等功能，由軟件實現。三層交換技術就是二層交換技術+三層轉發技術。三層交換技術的出現，解決了局域網中網段划分之后，網段中子網必須依賴路由器進行管理的局面，解決了傳統路由器低速、復雜所造成的網絡瓶頸問題。
實驗步驟
新建 packet tracer 拓撲圖
（1）在二層交換機上配置 VLAN2、VLAN3，分別將端口 2、端口 3 划分給 VLAN2、
VLAN3。
（2）將二層交換機與三層交換機相連的端口 fa 0/1 都定義為 tag Vlan 模式。
（3）在三層交換機上配置 VLAN2、VLAN3，此時驗證二層交換機 VLAN2、VLAN3
下的主機之間不能相互通信。
（4）設置三層交換機 VLAN 間的通信，創建 VLAN2,VLAN3 的虛接口，並配置
虛接口 VLAN2、VLAN3 的 IP 地址。
（5）查看三層交換機路由表。
（6）將二層交換機 VLAN2、VLAN3 下的主機默認網關分別設置為相應虛擬接口
的 IP 地址。
（7）驗證二層交換機 VLAN2,VALN3 下的主機之間可以相互通信。
實驗設備
Switch_2960 1 台；Swithc_3560 1 台；PC 3 台；直連線
PC1
IP: 192.168.1.2
Submark: 255.255.255.0
Gateway: 192.168.1.1
PC2
IP: 192.168.2.2
Submark: 255.255.255.0
Gateway: 192.168.2.1
PC3
IP: 192.168.1.3
Submark: 255.255.255.0
Gateway: 192.168.1.1
S2960
en
conf t
vlan 2
exit
vlan 3
exit
int fa 0/2
switchport access vlan 2
int fa 0/3
switchport access vlan 3
int fa 0/1
switchport mode trunk
end
show vlan
S3560
en
conf t
vlan 2
exit
vlan 3
exit
int fa 0/1
switchport trunk encapsulation dot1q #將0/1端口封裝成dot1q協議
switchport mode trunk
exit
int fa 0/2
switchport access vlan 2
exit
interface vlan 2
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
no shutdown
exit
interface vlan 3
ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
no shutdown
exit
ip routing
exit
show ip route
show vlan
PC3 Ping PC1
Ping 192.168.1.2
PC3 Ping PC2
Ping 192.168.1.3
<以上代碼可復制粘貼，可往左滑>
實戰演練
二層交換機
Switch>en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#vlan 2
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#vlan 3
Switch(config-vlan)#int fa 0/2
Switch(config-if)#switchport access vlan 2
Switch(config-if)#int fa 0/3
Switch(config-if)#switchport access vlan 3
Switch(config-if)#int fa 0/1
Switch(config-if)#switchport mode trunk
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to down
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to up
Switch(config-if)#end
Switch#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
Switch#show vlan
VLAN Name Status Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1 default active Fa0/4, Fa0/5, Fa0/6, Fa0/7
Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10, Fa0/11
Fa0/12, Fa0/13, Fa0/14, Fa0/15
Fa0/16, Fa0/17, Fa0/18, Fa0/19
Fa0/20, Fa0/21, Fa0/22, Fa0/23
Fa0/24, Gig1/1, Gig1/2
2 VLAN0002 active Fa0/2
3 VLAN0003 active Fa0/3
1002 fddi-default act/unsup
1003 token-ring-default act/unsup
1004 fddinet-default act/unsup
1005 trnet-default act/unsup
VLAN Type SAID MTU Parent RingNo BridgeNo Stp BrdgMode Trans1 Trans2
---- ----- ---------- ----- ------ ------ -------- ---- -------- ------ ------
1 enet 100001 1500 - - - - - 0 0
2 enet 100002 1500 - - - - - 0 0
3 enet 100003 1500 - - - - - 0 0
1002 fddi 101002 1500 - - - - - 0 0
--More--
三層交換機
Switch>en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#vlan 2
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#vlan 3
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#int fa 0/1
Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 2,3
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int fa 0/2
Switch(config-if)#switchport access vlan 2
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int vlan 2
%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan2, changed state to up
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan2, changed state to up
Switch(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int vlan 3
%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan3, changed state to up
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan3, changed state to up
Switch(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#ip routing
Switch(config)#exit
Switch#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
Switch#show ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
* - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
P - periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set
C 192.168.1.0/24 is directly connected, Vlan2
C 192.168.2.0/24 is directly connected, Vlan3
Switch#show vlan
VLAN Name Status Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1 default active Fa0/3, Fa0/4, Fa0/5, Fa0/6
Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10
Fa0/11, Fa0/12, Fa0/13, Fa0/14
Fa0/15, Fa0/16, Fa0/17, Fa0/18
Fa0/19, Fa0/20, Fa0/21, Fa0/22
Fa0/23, Fa0/24, Gig0/1, Gig0/2
2 VLAN0002 active Fa0/2
3 VLAN0003 active
1002 fddi-default act/unsup
1003 token-ring-default act/unsup
1004 fddinet-default act/unsup
1005 trnet-default act/unsup
VLAN Type SAID MTU Parent RingNo BridgeNo Stp BrdgMode Trans1 Trans2
---- ----- ---------- ----- ------ ------ -------- ---- -------- ------ ------
1 enet 100001 1500 - - - - - 0 0
2 enet 100002 1500 - - - - - 0 0
3 enet 100003 1500 - - - - - 0 0
1002 fddi 101002 1500 - - - - - 0 0
--More--
<以上代碼可復制粘貼，可往左滑>
測試
PC1 分別 ping PC2 和 PC3
PC>ipconfig
IP Address......................: 192.168.1.2
Subnet Mask.....................: 255.255.255.0
Default Gateway.................: 192.168.1.1
PC>ping 192.168.2.2
Pinging 192.168.2.2 with 32 bytes of data:
Request timed out.
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=25ms TTL=127
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=20ms TTL=127
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=20ms TTL=127
Ping statistics for 192.168.2.2:
Packets: Sent = 4, Received = 3, Lost = 1 (25% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 20ms, Maximum = 25ms, Average = 21ms
PC>ping 192.168.2.2
Pinging 192.168.2.2 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=18ms TTL=127
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=23ms TTL=127
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=19ms TTL=127
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=22ms TTL=127
Ping statistics for 192.168.2.2:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 18ms, Maximum = 23ms, Average = 20ms
PC>ping 192.168.1.3
Pinging 192.168.1.3 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=15ms TTL=128
Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=19ms TTL=128
Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=15ms TTL=128
Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=14ms TTL=128
Ping statistics for 192.168.1.3:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 14ms, Maximum = 19ms, Average = 15ms
PC2 分別 ping PC1 和 PC3
PC>ipconfig
IP Address......................: 192.168.2.2
Subnet Mask.....................: 255.255.255.0
Default Gateway.................: 192.168.2.1
PC>ping 192.168.1.2
Pinging 192.168.1.2 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time=24ms TTL=127
Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time=23ms TTL=127
Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time=24ms TTL=127
Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time=20ms TTL=127
Ping statistics for 192.168.1.2:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 20ms, Maximum = 24ms, Average = 22ms
PC>ping 192.168.1.3
Pinging 192.168.1.3 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=13ms TTL=127
Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=17ms TTL=127
Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=19ms TTL=127
Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=19ms TTL=127
Ping statistics for 192.168.1.3:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 13ms, Maximum = 19ms, Average = 17ms
PC3 分別 ping PC1 和 PC2
PC>ipconfig
IP Address......................: 192.168.1.3
Subnet Mask.....................: 255.255.255.0
Default Gateway.................: 192.168.1.1
PC>ping 192.168.1.2
Pinging 192.168.1.2 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time=14ms TTL=128
Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time=17ms TTL=128
Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time=17ms TTL=128
Reply from 192.168.1.2: bytes=32 time=16ms TTL=128
Ping statistics for 192.168.1.2:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 14ms, Maximum = 17ms, Average = 16ms
PC>ping 192.168.2.2
Pinging 192.168.2.2 with 32 bytes of data:
Request timed out.
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=17ms TTL=127
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=16ms TTL=127
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=18ms TTL=127
Ping statistics for 192.168.2.2:
Packets: Sent = 4, Received = 3, Lost = 1 (25% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 16ms, Maximum = 18ms, Average = 17ms
PC>ping 192.168.2.2
Pinging 192.168.2.2 with 32 bytes of data:
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=15ms TTL=127
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=17ms TTL=127
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=14ms TTL=127
Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=11ms TTL=127
Ping statistics for 192.168.2.2:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 11ms, Maximum = 17ms, Average = 14ms
<以上代碼可復制粘貼，可往左滑>