1. 实战目的
(1) 理解三层交换的概念
(2) 配置三层交换
2. 拓扑
3. 步骤
我们要用 S1 来实现分别处于 VLAN1 和 VLAN2 的 PC1 和 PC2 间的通信。
(1) 步骤 1：在 S1 上划分 VLAN
S1(config)# vlan 2
S1(config-vlan)# exit
S1(config)# int f0/5
S1(config-if)# switchport mode access
S1(config-if)# switchport access vlan 1
S1(config-if)# int f0/6
S1(config-if)# switchport mode access
S1(config-if)# switchport access vlan 2
(2) 步骤 2：配置三层交换
S1(config)# ip routing
//以上开启 S1 的路由功能，这时 S1 就启用了三层功能。
S1(config)# int vlan 1
S1(config-if)# no shutdown
S1(config-if)# ip address 172.16.1.254 255.255.255.0
S1(config)# int vlan 2
S1(config-if)# no shutdown
S1(config-if)# ip address 172.16.2.254 255.255.255.0
//在 vlan 接口上配置 IP 地址即可，VLAN 1 接口上的地址就是 PC1 的网关了，VLAN 2 接口
上的地址就是 PC2 的网关了。
【提示】要在三层交换机上启用路由功能，还需要启用 CEF(命令为： ip cef)，不过这是
默认值。和路由器一样，三层交换机上同样可以运行路由协议。
4. 实验调试
(1) 检查 S1 上的路由表
S1# show ip route
172.16.0.0/24 is subnetted, 2 subnets
C 172.16.1.0 is directly connected, Vlan1
C 172.16.2.0 is directly connected, Vlan2
C 172.16.1.0 is directly connected, Vlan1
C 172.16.2.0 is directly connected, Vlan2
//和路由器一样，三层交换机上也有路由表。
(2) 测试 PC1 和 PC2 间的通信
在 PC1 和 PC2 上配置 IP 地址和网关，PC1 的网关指向：17.16.1.254, PC2 的网关指向：
17. 16.2.254。测试 PC1 和 PC2 的通信。注意：如果计算机有两个网卡，请去掉另一网卡上
设置的网关。
【提示】我们也可以把 f0/5 和 f0/6 接口作为路由接口使用，这时它们就和路由器的以太网
接口一样了，可以在接口上配置 IP 地址。如果 S1 上的全部以太网都这样设置，S1 实际上
成了具有 24 个以太网接口的路由器了，我们不建议这样做，这样太浪费接口了。配置示例：
S1(config)# int f0/10
S1(config-if)# no switchport //该接口不再是交换接口了，成为了路由接口

1. 实战目的
(1) 理解三层交换的概念
(2) 配置三层交换
2. 拓扑
3. 步骤
我们要用 S1 来实现分别处于 VLAN1 和 VLAN2 的 PC1 和 PC2 间的通信。
(1) 步骤 1：在 S1 上划分 VLAN
S1(config)# vlan 2
S1(config-vlan)# exit
S1(config)# int f0/5
S1(config-if)# switchport mode access
S1(config-if)# switchport access vlan 1
S1(config-if)# int f0/6
S1(config-if)# switchport mode access
S1(config-if)# switchport access vlan 2
(2) 步骤 2：配置三层交换
S1(config)# ip routing
//以上开启 S1 的路由功能，这时 S1 就启用了三层功能。
S1(config)# int vlan 1
S1(config-if)# no shutdown
S1(config-if)# ip address 172.16.1.254 255.255.255.0
S1(config)# int vlan 2
S1(config-if)# no shutdown
S1(config-if)# ip address 172.16.2.254 255.255.255.0
//在 vlan 接口上配置 IP 地址即可，VLAN 1 接口上的地址就是 PC1 的网关了，VLAN 2 接口
上的地址就是 PC2 的网关了。
【提示】要在三层交换机上启用路由功能，还需要启用 CEF(命令为： ip cef)，不过这是
默认值。和路由器一样，三层交换机上同样可以运行路由协议。
4. 实验调试
(1) 检查 S1 上的路由表
S1# show ip route
172.16.0.0/24 is subnetted, 2 subnets
C 172.16.1.0 is directly connected, Vlan1
C 172.16.2.0 is directly connected, Vlan2
C 172.16.1.0 is directly connected, Vlan1
C 172.16.2.0 is directly connected, Vlan2
//和路由器一样，三层交换机上也有路由表。
(2) 测试 PC1 和 PC2 间的通信
在 PC1 和 PC2 上配置 IP 地址和网关，PC1 的网关指向：17.16.1.254, PC2 的网关指向：
17. 16.2.254。测试 PC1 和 PC2 的通信。注意：如果计算机有两个网卡，请去掉另一网卡上
设置的网关。
【提示】我们也可以把 f0/5 和 f0/6 接口作为路由接口使用，这时它们就和路由器的以太网
接口一样了，可以在接口上配置 IP 地址。如果 S1 上的全部以太网都这样设置，S1 实际上
成了具有 24 个以太网接口的路由器了，我们不建议这样做，这样太浪费接口了。配置示例：
S1(config)# int f0/10
S1(config-if)# no switchport //该接口不再是交换接口了，成为了路由接口

前面我们曾提到细讲交换机配置，什么样的网络能互通，什么样的网络不能互通？，有朋友问到，vlan间需要什么才能通信呢？我们通常提到了，vlan间通信需要三层交换机，那么不用三层交换机能不能通信呢？其实不同VLAN之间相互通信的两种方式，单臂路由、三层交换机，它们分别如何配置呢？哪一种好呢？
今天我们来看下，这两种方式是如何来实现vlan间的通信。
本篇文章要从三个问题开始说起？
1、实现vlan间的通信有哪些方式？
2、它们如何实现？如何配置？
3、它们有什么不同之处？哪一种好？
一、实现不同vlan间的通信有哪些？
我们知道要实现不同vlan间通信，就必须需要有路由功能，单臂路由的实现方式，其实就是普通二层交换机加路由器，从而实现不同vlan间的可以互相通信。
那为什么三层交换机不用路由器？因为三层交换机本身有路由功能，所以不用其它路由就可以实现vlan间的通信。
因此：
不同VLAN之间相互通信的两种方式(单臂路由、三层交换机)，我们来看下他们的组网拓扑图，对网络有了解的朋友，就能看出他们的区别。
1、通过单臂路由实现不同VLAN之间的通信，如下图：
 2、通过三层交换路由功能实现不同VLAN之间的通信：如下图
当然看这两个拓扑图很多朋友可能不是很清楚，那么下面我们来通过交换机配置来详细了解，如何用两种方式分别实现不同vlan间通信。
二、单臂路由实现不同vlan互通
拓扑图如下：
上面说了，单臂路由组网是由普通交换机与路由器组成，所以我们在配置时，要配置交换机与路由。
1、 交换机SW3的具体配置(主要配置vlan和trunk接口)
第一步：在SW3上创建vlan100、vlan200、vlan300，名称依次为caiwu、xiaoshou、gongcheng。(创建vlan既可以在vlandatabase中，也可以在全局模式下配置，本实验是在vlan database中配置的)。
第二步：在全局模式下，
将f0/1 – 5号端口划分到vlan 100中，
f0/6– 10口划分到vlan 200中，
f0/11 – 15号端口划分到vlan 300中，
并全部配置成access模式。
第三步：使用show vlan显示SW3的vlan配置信息，可以看出配置正确)
第四步：交换机如果通过路由器实现VLAN之间的通信，需要将连接交换机的端口配置成trunk模式，只有trunk线路才能使vlan通过。
2、 路由器R2的具体配置(通过配置路由器子接口封装之后作为每一个vlan的网关)
  第一步：在路由器(R2)与交换机(SW3)的端口上配置子接口，每个子接口的IP地址是每个VLAN的网关地址(也可以理解为下一跳地址)，并在子接口上封装802.1Q协议(交换机通用封装模式，用命令encapsulation dot1q 封装)，如下所示：
第二步：将PC5和PC6分别连接到交换机SW3的f0/6和f0/1上，然后配置PC5的IP地址为192.168.2.1/24，网关为192.168.2.254。PC6的IP地址为192.168.1.1，网关为192.168.1.254。然后用PC5 ping PC6，看是否能ping通。
pc5与pc6处于不同的vlan,如上所示，他们已能够互通，所以不同vlan间已实现互通。
三、三层交换机实现不同vlan间互通
三层交换机的配置我们前面曾多次提到，例子有很多，这里面我们就举个稍显复杂些的例子来举例了，这也是项目中经常会遇到的典型案例。
拓扑图如下：
为了让大家能够更详细的看到代码的注释，我们就不截图，直接发配置代码。
一、【实验目的】
1、同一VLAN里的计算机系统能跨交换机相互通信。
2、不同VLAN里的计算机系统也可以相互通信。
3、各vlan信息如下：
vlan10: 192.168.10.1/24
vlan20: 192.168.20.1/24
vlan30: 192.168.30.1/24
4、各pc ip地址及网关如下：
pc机 ip地址 网关
 pc1 192.168.10.2/24 192.168.10.1
 pc2 192.168.20.2/24 192.168.20.1
 pc3 192.168.10.3/24 192.168.10.1
 pc4 192.168.20.3/24 192.168.20.1
 pc5 192.168.30.2/24 192.168.30.1
 pc6 192.168.20.4/24 192.168.20.1
 pc7 192.168.30.3/24 192.168.30.1
二、【配置步骤】
1、交换机s0的配置如下:
Switch> en //进入特权模式
Switch#conf t //进入配置模式
Switch(config)#vlan 10 //创建vlan10
Switch(config-vlan)#vlan 20 //创建vlan20
Enter configuration commands, one perline. End with CNTL/Z.
Switch(config)#int fa0/2 //进入端口0/2 
Switch(config-if)#switchport access vlan 10 //把端口 0/2划分给vlan10
Switch(config-if)#exit //退出 端口0/2 
Switch(config)#int fa0/3 //进入端口0/3
Switch(config-if)#switchport access vlan 20 //把端口0/3划分给vlan20
Switch(config-if)#exit //退出端口0/3
Switch(config)#int fa0/1 //进入端口0/1 
Switch(config-if)#switchport mode trunk //端口模式为trunk
Switch(config-if)#
小结：把交换机S0的下面的端口各pc分配各自的vlan，然后把fa0/1口设为trunk，因为交换机之间设置了trunk接口，使得不同vlan之间能够通过其他的交换机！
2、交换机s1的配置如下:
Switch>en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one perline. End with CNTL/Z.
Switch(config)#vlan 10
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#vlan 20
Switch(config-vlan)#vlan 30
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#int f0/2
Switch(config-if)#switchport access vlan 10
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/3
Switch(config-if)#switchport access vlan 20
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/4
Switch(config-if)#switchport access vlan 30
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/1
Switch(config-if)#switchport mode trunk //端口模式为trunk
 交换机s1的配置如s0的基本差不多，代码都一样。
3、交换机s2的配置如下:
Switch>en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one perline. End with CNTL/Z.
Switch(config)#vlan 20 
Switch(config-vlan)#vlan 30 
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#int fa0/2
Switch(config-if)#switchport access vlan 20
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int fa0/3
Switch(config-if)#switchport access vlan 30
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int fa0/1
Switch(config-if)#switchport mode trunk
 交换机s2的配置如s0、s1的基础差不多，把相应的端口划分到相应的vlan中，没有出现什么新代码。
4、三层交换机3560的配置如下:
Switch>en //进入特权模式
Switch#conf t //进入配置模式
Switch(config)#vlan 10 //创建vlan10
Switch(config-vlan)#vlan 20 //创建vlan20
Switch(config-vlan)#vlan 30 //创建vlan10
Switch(config-vlan)#exit //返回上一级
Switch(config)#int vlan 10 //进入vlan10
Switch(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 //给vlan 10添加ip地址及子网掩码
Switch(config-if)#no shutdown //开启端口
Switch(config-if)#exit //退回 上一极
Switch(config)#int vlan 20 //进入vlan20
Switch(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 //给vlan 20添加ip地址及子网掩码
Switch(config-if)#no shutdown //开启端口
Switch(config-if)#exit //退回上一级
Switch(config)#int vlan 30 //进入vlan30
Switch(config-if)#ip address 192.168.30.1 255.255.255.0 //给vlan 20添加ip地址及子网掩码 
Switch(config-if)#no shutdown //开启端口
Switch(config-if)#exit //返回上一级
Switch(config)#int range fa0/2-4 //进入2-4端口
Switch(config-if-range)#switchport mode trunk //端口模式为trunk
Switch#show ip route //显示ip路由
那么这样就配置完成了。
三、总结
从试验过程中可以看出实现不同VLAN之间的两种方式，一个是通过单臂路由实现，另一个是通过三层交换的路由功能实现的，可以说不同VLAN之间的通信必须通过路由功能才能实现通信。
其次，不同网段之间都需要配置下一跳地址(网关)才能通信。那么什么时候用单臂路由，什么时候选择三层交换呢。单臂路由是不具有扩展性的，为什么这么说呢，如果VLAN的数量不断增加，流经路由器与交换机之间链路的流量也变得非常大，这时，这条链路也就成为了整个网络的瓶颈，即使你网络的带宽再快，也是如此。
因此，当网络不断增大，划分的VLAN不断增多的时候，就需要配置三层交换机的路由功能，实现不同VLAN之间的通信(三层交换机的数据表的吞吐量通常为数百万pps，而传统路由器的吞吐量只有10kpps~1Mpps，其次三层交换机是通过硬件来交换和路由选择数据包的，吞吐量当然大了，甚至接近于线速。而路由器只是通过虚拟子接口来交换和路由选择数据包的，不是硬件实施的，吞吐量也就变的小了。
 总之一句话：三层交换技术在第三层实现了数据包的高速转发，从而解决了传统路由器低速、负责所造成的网络瓶颈问题。

一、VLAN 间路由
在交换机上划分 VLAN 后，VLAN 间的计算机就无法通信了。VLAN 间的通信需要借助第三层设备，我们可以使用路由器来实现这个功能，如果使用路由器通常会采用单臂路由模式。实践上，VLAN 间的路由大多是通过三层交换机实现的，三层交换机可以看成是路由器加交换机。
1、单臂路由
处于不同 VLAN 的计算机即使它们是在同一交换机上，它们之间的通信也必须使用路由器。可以在每个 VLAN 上都有一个以太网口和路由器连接。采用这种方法，如果要实现 N 个VLAN 间的通信，则路由器需要 N 个以太网接口，同时也会占用了 N 个交换上的以太网接口。单臂路由提供另外一种解决方案。路由器只需要一个以太网接口和交换机连接，交换机的这个接口设置为 Trunk 接口。在路由器上创建多个子接口和不同的 VLAN 连接，子接口是路由器物理接口上的逻辑接口。工作原理如图 15-1，当交换机收到 VLAN1 的计算机发送的数据帧后，从它的 Trunk 接口发送数据给路由器，由于该链路是 Trunk 链路，帧中带有 VLAN1的标签，帧到了路由器后，如果数据要转发到 VLAN2 上，路由器将把数据帧的 VLAN1 标签去掉，重新用 VLAN2 的标签进行封装，通过 Trunk 链路发送到交换机上的 Trunk 接口；交换机收到该帧，去掉 VLAN2 标签，发送给 VLAN2 上的计算机，从而实现了 VLAN 间的通信。
2、三层交换单臂路由实现 VLAN 间的路由时转发速率较慢，实际上在局域网内部多采用三层交换。
三层交换机通常采用硬件来实现，其路由数据包的速率是普通路由器的几十倍。从使用者的角度可以把三层交换机看成是二层交换机和路由器的组合，这个虚拟的路由器和每个 VLAN 都有一个接口进行连接，不过这个接口是 VLAN1 或 VLAN2 接口。Cisco 早些年采用的基于 NetFlow 的三层交换技术；现在 Cisco 主要采用 CEF 技术。CEF 技术中，交换机利用路由表形成转发信息库(FIB)，FIB 和路由表是同步的，关键的是它的查询是硬件化，查询速度快得多。除了 FIB，还有邻接表(Adjacency Table)，该表和 ARP 表有些类似，主要放置了第二层的封装信息。FIB 和邻接表都是在数据转发之前就已经建立准备好了，这样一有数据要转发，交换机就能直接利用它们进行数据转发和封装，不需要查询路由表和发送 ARP 请求，所以 VLAN 间的路由速率大大提高。
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