第一节 VLAN间路由

驱动问题

• • • 什么是VLAN间通信？

      • 交换网络中不同VLAN之间的相互通信

    • 如何实现VLAN间通信？

      • 不同VLAN的网关之间的直连路由

    • VLAN间通信的实现方式有哪些？

      • 传统直连路由/单臂路由/三层交换

1、什么是VLAN间路由

VLAN间路由是指通过路由器将网络流量从一个VLAN转发到另一个VLAN的过程

2、传统的VLAN间的路由

• 传统的VLAN间路由需要在路由器和交换机上都有多个物理接口

• 路由器通过将每个物理接口连接到唯一的VLAN来完成路由

• 每个接口都配置一个VLAN对应子网的IP地址与之相连

• 将交换机与路由器相连的端口设置为access模式，并将每个物理接口划分到不同的VLAN中

• 网络设备使用路由器作为网关来访问与其他VLAN相连的设备

3、配置传统VLAN间路由

步骤一：配置交换机

步骤二：配置路由器

4、验证VLAN间路由

检查路由表  show ip route

验证路由器配置   show running-config

5、单臂路由 VLAN间路由

• 一种路由器配置，网络中多个VLAN间的流量由一个物理接口路由

• 路由器接口配置为trunk链路，与交换机的trunk模式端口相连

• 路由器通过接收带VLAN tag的trunk接口的流量从相邻的交换机进行跨VLAN路由

• 子接口是指与一个物理接口相关联的多个虚拟接口

• 子接口是路由器的软件配置，是为网络中唯一的VLAN或子网创建的接口

• 每个子接口单独配置IP地址和IP地址VLAN分配

6、传统路由VS单臂路由

比较	传统路由	单臂路由
端口限制	每个VLAN一个物理接口	一个物理接口对应多个VLAN
性能	没有带宽竞争	带宽竞争
端口模式	连接到access模式交换机端口	连接到trunk模式的交换机端口
成本	昂贵	便宜
连接的复杂性	更复杂的配置	相对简单的配置

7、配置单臂路由 VLAN间路由

步骤一：配置交换机

步骤二：配置路由器

8、验证单臂路由 VLAN间路由

9、VLAN间路由Ping&Tracert测试

通过ping和tracert来验证路由器是否正常工作

10、交换机基于VLAN之间的路由

具有三层功能的多层交换机可以代替专用路由器进行跨VLAN操作

第二节 VLAN间路由的排错

驱动问题

• • • 单臂路由的配置中，容易出现哪些问题？

      • 路由器端：子接口（网关）的IP地址、VLAN封装、路由功能开关

      • 交换机端：VLAN、接口的Trunk模式、接口的Access模式及VLAN归属

      • PC端：IP地址

1、交换机配置问题

• 交换机的端口没有配置在正确的VLAN中，该VLAN下的设备无法连接到路由器接口，导致无法路由到其他VLAN

  • 请在交换机端口执行 switchport access vlan vlan-id接口配置命令

• 交换机的stick接口没有配置为trunk，配置的每个子接口都不能发送或接收带VLAN tag的流量，导致路由器无法正常工作

  • 请在交换机端口执行 switchport mode trunk接口配置命令

• 交换机链路故障，导致VLAN间路由中断

  • 为了降低交换机间链路失效的风险，交换机之间应配置冗余链路和备用路径

2、路由器配置问题

子接口加入错误的VLAN

为了解决这个问题，可以通过encapsulation dot1q vlan-id 命令将子接口配置为正确的VLAN

3、IP寻址问题

为了实现跨VLAN路由，一个路由器需要与所有VLAN相连，可以通过单独的物理接口，也可以通过trunk子接口

每个接口（或子接口）都需要配置与其所连接子网对应的IP地址

show running-config&show ip interface命令用于对IP配置进行验证

为了解决这个问题，可以使用ip address 接口命令为路由器接口配置正确的IP地址

PC机关联的子网的IP地址或子网掩码配置错误

ipconfig命令用于对PC的IP配置进行验证

第三节 多层交换实现VLAN间路由

驱动问题

• • • 什么是三层交换机？

      • 具有路由引擎的交换机，即二层交换机+路由引擎

    • 三层交换机如何实现VLAN间通信？

      • 将交换虚拟接口（SVI）作为VLAN内主机的网关，在SVI间实现路由

    • 基于三层交换机的VLAN间通信配置中，各部分容易出现哪些问题？

      • 三层交换机三层部分：SVI地址、路由功能开关

      • 三层交换机二层部分：VLAN的状态、接口的Access模式及VLAN归属

      • PC部分：IP地址、子网掩码、默认网关

1、交换网络设计

随着路由变得更快、更便宜，路由可以传输到核心层和分布层，而不会影响网络性能

2、交换机虚拟接口（SVI）

• SVI是在多层交换机中配置的虚拟接口

• 支持为交换机上存在的任何VLAN创建SVI

• VLAN的功能与路由器接口相同

• 它也可以与路由器接口相同的方式进行配置

3、SVI的用途

• 为VLAN提供网关，以便将流量路由入或出该网关

• 提供与交换机的三层IP连接

• 支持路由协议和桥接配置

4、SVI的优点

比单臂路由快得多，因为所有路由和交换的操作都是基于硬件完成的

不需要从交换机到路由器的外部链接进行路由

延迟要低得多，因为它不需要离开交换机

5、配置具有SVI特性的VLAN间路由

6、三层VLAN间路由问题的排错

传统的VLAN间路由和单臂路由的VLAN间路由的共同问题也在三层交换中得到了体现

• VLANs

  • VLAN必须在所有交换机上定义

  • trunk端口必须开启VLAN

  • 端口必须在正确的VLAN内

• SVIs

  • SVI必须有正确的IP地址

  • SVI必须是启动的

  • SVI必须与VLAN号匹配

• 路由

  • 路由必须打开

  • 每个接口或网络都应加入路由协议

• 主机

  • 主机必须有正确的IP地址或子网掩码

  • 主机必须有一个默认网关与SVI或路由端口相关联

7、交换机的路由端口

• 路由端口是一个物理端口，作用类似于路由器上的端口

• 二层协议（如STP）除了LACP、Ether Channel等部分协议外，在路由接口上不起作用

• 在交换机组网中，路由端口主要配置在核心层和分布式层交换机之间

• 路由端口用于点对点链路，不支持子接口

• 如果需要配置路由端口，请在相应端口上使用no switchport接口配置命令

• 需要配置IP地址和其他三层参数

8、配置VLAN间路由与路由端口

 

VLAN间路由

1.1实验目的

掌握VLAN路由的应用场景；掌握VLAN路由的工作原理；掌握VLAN路由的基本配置。

1.2实验内容

配置单臂路由，包括链路层配置和网络层配置；配置三层交换。

1.3实验原理

三层交换机是在二层交换机的基础上实现了三层的路由功能。三层交换机基于“一次路由，多次交换”的特性，在局域网环境中转发性能远远高于路由器。而且三层交换机同时具备二层的功能，能够和二层的交换机进行很好的数据转发。三层交换机的以太网接口要比一般的路由器多很多，更加适合多个局域网段之间的互联。

三层交换机的所有端口在默认情况下都属于二层端口，不具备路由功能，不能给物理端口(即VLAN端口)直接配置IP地址，但可以开启物理端口的三层路由功能。

1.4实验步骤

1.4.1单臂路由配置

绘制本次实验的拓扑图如图1所示。

图 1 单臂路由拓扑图

图中已经对主机，交换机和路由器进行了IP地址，VLAN的相关批注。

1.4.2配置三层交换

​ 绘制本次实验的拓扑图如图2所示。

图 2 三层交换拓扑图

图中已经对主机，交换机进行了IP地址，VLAN的相关批注。

1.5实验代码

1.5.1单臂路由

链路配置：

⑴system-view //进入系统视图

⑵vlan batch 2 3 //创建两个vlan

⑶interface GigabitEthernet 0/0/1 //进入0/0/1端口

⑷port link-type access //将该端口设置为access

⑸port default vlan 2 //将该端口设置为vlan 2

⑹quit //退出系统视图

⑺interface GigabitEthernet 0/0/2 //进入0/0/2端口

⑻port link-type access //将该端口设置为access

⑼port default vlan 3 //将该端口设置为vlan 3

⑽quit //退出系统视图

⑾interface GigabitEthernet 0/0/3 //进入0/0/3端口

⑿port link-type trunk //将该端口设置为trunk

⒀port trunk allow-pass vlan 2 3 //将该端口设置为vlan 2和vlan3可以通过

网络层配置：

⑴system-view //进入系统视图

⑵interface GigabitEthernet 0/0/0.1 //进入0/0/1端口的子端口0/0/0.1

⑶dot1q termination vid 2 //处理vlan id为2的报文

⑷ip address 192.168.2.254 24 //设置IP地址网络号

⑸arp broadcast enable // ARP广播告知位置

⑹quit //退出系统视图

⑺interface GigabitEthernet 0/0/0.2 //进入0/0/1端口的子端口0/0/0.2

⑻dot1q termination vid 3 //处理vlan id为3的报文

⑼ip address 192.168.3.254 24 //设置IP地址网络号

⑽quit //退出系统视图

⑾arp broadcast enable // ARP广播告知位置

1.5.2三层交换机

SWA：

⑴system-view //进入系统视图

⑵vlan batch 2 3 //创建两个vlan

⑶interface GigabitEthernet 0/0/1 //进入0/0/1端口

⑷port link-type access //将该端口设置为access

⑸port default vlan 2 //将该端口设置为vlan 2

⑹quit //退出系统视图

⑺interface GigabitEthernet 0/0/2 //进入0/0/2端口

⑻port link-type access //将该端口设置为access

⑼port default vlan 3 //将该端口设置为vlan 3

⑽quit //退出系统视图

⑾interface GigabitEthernet 0/0/3 //进入0/0/3端口

⑿port link-type access //将该端口设置为access

⒀port default vlan 3 //将该端口设置为vlan 3

⒁quit //退出系统视图

⒂interface vlanif 2 //创建vlanif 2接口

⒃ip address 192.168.2.254 24 //设置IP地址网关

⒄quit //退出系统视图

⒅interface vlanif 3 //创建vlanif 3接口

⒆ip address 192.168.3.254 24 //设置IP地址网关

⒇quit //退出系统视图

21.ip route-static 192.168.4.0 24 192.168.3.253 //配置静态路由

SWB：

⑴system-view //进入系统视图

⑵vlan batch 3 4 //创建两个vlan

⑶interface GigabitEthernet 0/0/1 //进入0/0/1端口

⑷port link-type access //将该端口设置为access

⑸port default vlan 3 //将该端口设置为vlan 2

⑹quit //退出系统视图

⑺interface GigabitEthernet 0/0/2 //进入0/0/2端口

⑻port link-type access //将该端口设置为access

⑼port default vlan 4 //将该端口设置为vlan 3

⑽quit //退出系统视图

⑾interface GigabitEthernet 0/0/3 //进入0/0/3端口

⑿port link-type access //将该端口设置为access

⒀port default vlan 3 //将该端口设置为vlan 3

⒁quit //退出系统视图

⒂interface vlanif 3 //创建vlanif 3接口

⒃ip address 192.168.3.253 24 //设置IP地址网关

⒄quit //退出系统视图

⒅interface vlanif 4 //创建vlanif 4接口

⒆ip address 192.168.4.254 24 //设置IP地址网关

⒇quit //退出系统视图

21.ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.3.254 //配置静态路由

1.6实验结果

1.6.1单臂路由

单臂路由实验结果如图3，图4所示。

图 3 单臂路由PC1“ping”通PC2图

![img](https://gitee.com/zhang-qingwang/drawing-bed/raw/master/static/20220430160848.jpeg

图 4 单臂路由PC2“ping”通PC1图

由上图可以验证两个主机可以相互通信，即不同子网下的两台主机可以通过单臂路由实现通信。

1.6.2三层交换

三层交换实验结果如图5所示。

图 5 三层交换主机A两次“ping”主机D

由上图所示，第一次“ping”主机D时，并没有设置静态路由，可见两个主机无法进行通信。而在设置静态路由后，两台主机可以进行正常通信，即通过交换机中的静态路由实现了不同vlan间的通信——三层交换。

1.7遇到的问题以及解决方案

起初用实际硬件进行操作，常常会出现网线没有插好，导致端口一直不亮的情况，或者是插错端口导致配置失效，最后细心检查排除错误。还有就是对这些命令比较陌生，不知道每句是什么作用，最后通过询问老师同学查阅百度解决问题。有时会遇到最后报错，无法ping到的问题，仔细检查发现是命令输入错误导致。在第一次实验时，不知道如何配置主机的本地IP，是热心的同学帮忙解决的。

目录

一、Vlan间路由思路

配置： 

二、单臂路由思路：

 配置：

路由器创建子接口

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一、Vlan间路由思路

•   在三台交换机创建相同的VLAN，互联的链路封装trunk链路
•   对应的接口分别划进对应的VLAN，在核心交换机上（vlan里面）配置ip地址， 作为VLAN     里终端的网关
•    核心交换机开启路由功能

配置： 

——1.  三台交换机配置相同vlan
     sw2(config)#vlan 10   ---------创建vlan 10
     sw2(config-vlan)#name pc1  ---------为vlan命名
——2.交换机对应的接口划进对应vlan中：
    sw2(config)#interface f0/1 ----------进入到f0/1接口
    sw2(config-if)#switchport mode access  -------将接口变为接入模式
    sw2(config-if)#switchport accesss vlan 10 ------将接口划进vlan 10
    sw2(config-if)#no shutdown-----------将接口打开
    sw2#show vlan brief -------查看接口划进vlan的情况

——3.交换机之间封装trunk链路
   接入交换机：
 sw2(config)#interface f0/1 ----------进入到f0/1接口
 sw2(config-if)#switchport mode trunk -------将接口封装trunk

 核心交换机  接口封装trunk需要先将接口trunk类型
                    改为dot1q类型也就是说802.1q
sw1(config)#interface range f0/2 , f0/3
sw1(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q 
sw1(config-if-range)#switchport mode trunk 
sw1#show interfaces trunk-------查看trunk链路的状态

——核心交换机配置网关：
sw1(config)#interface vlan 10
sw1(config-if)#ip add 192.168.10.1 255.255.255.0

• sw1(config-if)#no sh

sw1(config)#ip routing -----------开启路由功能
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二、单臂路由思路：

• 1.接入交换机创建对应vlan，
• 2.将接口划进对应vlan中
• 3.将连接路由器的接口封装trunk
• 4.路由器将父接口打开
• 5.路由器创建两个子接口，分别配置网关并与对应vlan绑定

 配置：

——接入交换机：
vlan 10  - ------创建vlan命名vlan
name PC1
vlan 10
name PC2

int f0/1----进入接口
switchport mode access  -----将接口置为接入模式
swtichport access vlan 10   ------将接口划进vlan10
exit

int f0/3  ----进入接口
switchport mode trunk  ------封装trunk
exit

——路由器router：
int f0/0----进入接口
no shutdown -----将接口打开
exit
int f0/0.10  ----进入子接口
 encapsulation dot1Q 20----将子接口与vlna 20绑定
 ip address 192.168.20.254 255.255.255.0 ---配置ip地址作为PC网关
no shutdown ---将接口打开

——路由器创建子接口：