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单臂路由和第 3 层交换机

最编程 2024-06-26 15:58:03
...

单臂路由和三路交换机

单臂路由

1.1、概述

实现不同VLAN之间的通信

  • 配置交换机的链路类型,连接路由器的接口为 trunk,连接主机的为access
  • 配置vlan标签的封装结构和子接口地址

20210313154329155.png

1.2、原理

路由器重新封装MAC地址,转换Vlan标签

20210313154419320.png

1.3、缺陷

  • “单臂”为网络骨干链路,容易形成网络瓶颈
  • 子接口依然依托于物理接口,应用不灵活
  • VLAN间转发需要查看路由表,严重浪费设备资源

二、单臂路由的配置

2.1、实验内容

交换机SW1连接着两台主机PC1和PC2,PC1和PC2分别属于不同的VLAN,现在要求通过配置单臂路由来实现PC1和PC2之间能够互相通信

2.2、实验拓扑

image.png

2.3、实验步骤

2.3.1、设置两台主机的IP地址和子网掩码

PC1:192.168.1.1/24 image.png

PC2:192.168.2.1/24 image.png

2.3.2、在交换机中创建VLAN,将端口加入到相应的VLAN中

创建vlan10和vlan20;
接口e0/0/1设置为access模式、加入vlan10;
接口e0/0/2设置为access模式 、加入vlan20;
接口e0/0/3设置为trunk模式,允许所有vlan通过该接口

交换机配置命令如下:

Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys                                         ***切换系统视图
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys sw1                                     ***改名为sw1
[sw1]vlan batch 10 20                               ***创建接口vlan10 和vlan20
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[sw1]int e0/0/1                                     ***进入接口e0/0/1
[sw1-Ethernet0/0/1]port link-type access            ***设置接口模式为access模式
[sw1-Ethernet0/0/1]port default vlan 10             ***把该接口加入vlan10
[sw1-Ethernet0/0/1]undo shutdown                    ***开启接口
Info: Interface Ethernet0/0/1 is not shutdown.
[sw1-Ethernet0/0/1]int e0/0/2                       ***进入接口e0/0/2
[sw1-Ethernet0/0/2]port link-type access            ***设置接口模式为access模式
[sw1-Ethernet0/0/2]port default vlan 20             ***把该接口加入vlan20
[sw1-Ethernet0/0/2]undo shutdown                    ***开启接口
Info: Interface Ethernet0/0/2 is not shutdown.   
[sw1-Ethernet0/0/2]int e0/0/3                       ***进入接口e0/0/3
[sw1-Ethernet0/0/3]port link-type trunk             ***设置接口模式为trunk模式
[sw1-Ethernet0/0/3]port trunk allow-pass vlan all   ***允许所有vlan通过该接口
[sw1-Ethernet0/0/3]dis this                         ***显示接口信息
#
interface Ethernet0/0/3
 port link-type trunk
 port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
#
return
[sw1-Ethernet0/0/3]

image.png

2.3.3、在路由器中配置VLAN标签的封装结构和子接口地址

将接口g0/0/0划分为两个子接口:g0/0/0.10、g0/0/0.20,与vlan一致;
分别为两个子接口配置VLAN标签的封装结构和子接口地址。

路由器配置命令如下:

Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys                                                ***进入系统视图
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys R1                                             ***改名为R1
[R1]int g0/0/0.10                                          ***划分子接口,直接进入子接口0/0/0.10,与vlan一致
[R1-GigabitEthernet0/0/0.10]dot1q termination vid 10       ***配置vlan封装结构
[R1-GigabitEthernet0/0/0.10]ip add 192.168.1.254 24        ***设置子接口的IP地址(与PC1网关一致)
[R1-GigabitEthernet0/0/0.10]arp broadcast enable           ***开启向下arp广播请求功能
[R1-GigabitEthernet0/0/0.10]undo shutdown                  ***开启接口
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0.10 is not shutdown.
[R1-GigabitEthernet0/0/0.10]int g0/0/0.20                  ***进入子接口0/0/0.20,建议与vlan一致
[R1-GigabitEthernet0/0/0.20]dot1q termination vid 20       ***配置vlan封装结构,该子接口属于vlan20
[R1-GigabitEthernet0/0/0.20]ip add 192.168.2.254 24        ***设置子接口的IP地址(与PC2网关一致)
[R1-GigabitEthernet0/0/0.20]arp broadcast enable           ***开启向下arp广播请求功能
[R1-GigabitEthernet0/0/0.20]undo shutdown                  ***开启接口
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0.20 is not shutdown.
[R1-GigabitEthernet0/0/0.20]dis interface brief            ***显示接口信息
PHY: Physical
*down: administratively down
(l): loopback
(s): spoofing
(b): BFD down
^down: standby
(e): ETHOAM down
(d): Dampening Suppressed
InUti/OutUti: input utility/output utility
Interface                   PHY   Protocol InUti OutUti   inErrors  outErrors
GigabitEthernet0/0/0        up    down        0%     0%          0          0
GigabitEthernet0/0/0.10     up    up          0%     0%          0          0
GigabitEthernet0/0/0.20     up    up          0%     0%          0          0
GigabitEthernet0/0/1        down  down        0%     0%          0          0
GigabitEthernet0/0/2        down  down        0%     0%          0          0
NULL0                       up    up(s)       0%     0%          0          0

image.png

2.3.4、结果

用PC1 ping PC2, 发现能够进行通信。 image.png 实验成功

三层交换机

1、概述

  • 三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机,工作在OSI网络标准模型的第三层:网络层。三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换,所具有的路由功能也是为这目的服务的,能够做到一次路由,多次转发。
  • 三层交换机具备路由功能,所以两个VLAN之间可以互相 访问,每一个VLAN虚接口就是该网段的网关。

2、单臂路由的配置

2.1、实验内容

二层交换机LSW1连接着三台主机PC1、PC2、PC3,这三台主机分属于不同网段,现在要求通过配置三层交换机来实现三台主机间能够互相通信。

2.2、实验拓扑

image.png

2.3、实验步骤

2.3.1、设置三台主机的IP地址和子网掩码

PC1:192.168.1.1/24 image.png

PC2:192.168.2.1/24 image.png

PC3:192.168.3.1/24 image.png

2.3.2、在二层交换机中分别创建VLAN10、VLAN20、VLAN30,分配端口到相应的VLAN

创建vlan10、vlan20和vlan30;

接口e0/0/1设置为access模式、加入vlan10;

接口e0/0/2设置为access模式 、加入vlan20;

接口e0/0/3设置为access模式 、加入vlan30;

接口e0/0/4设置为trunk模式,允许所有vlan通过该接口。

命令如下:

Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys                                            ***切换至系统视图
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys sw1                                        ***改名为sw1
[sw1]vlan batch 10 20 30                               ***创建vlan10、vlan20、vlan30
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[sw1]int e0/0/1                                        ***进入接口e0/0/1
[sw1-Ethernet0/0/1]port link-type access               ***设置接口模式为access模式
[sw1-Ethernet0/0/1]port default vlan 10                ***将该接口加入vlan10
[sw1-Ethernet0/0/1]undo shutdown                       ***开启接口
Info: Interface Ethernet0/0/1 is not shutdown.
[sw1-Ethernet0/0/1]int e0/0/2                          ***进入接口e0/0/2
[sw1-Ethernet0/0/2]port link-type access               ***设置接口模式为access模式
[sw1-Ethernet0/0/2]port default vlan 20                ***将该接口加入vlan20
[sw1-Ethernet0/0/2]undo shutdown                       ***开启接口
Info: Interface Ethernet0/0/2 is not shutdown.
[sw1-Ethernet0/0/2]int e0/0/3                          ***进入接口e0/0/3
[sw1-Ethernet0/0/3]port link-type access               ***设置接口模式为access模式
[sw1-Ethernet0/0/3]port default vlan 30                ***将该接口加入vlan30
[sw1-Ethernet0/0/3]undo shutdown                       ***开启接口
Info: Interface Ethernet0/0/3 is not shutdown.
[sw1-Ethernet0/0/3]int e0/0/4                          ***进入接口e0/0/4
[sw1-Ethernet0/0/4]port link-type trunk                ***进入接口e0/0/4
[sw1-Ethernet0/0/4]port trunk allow-pass vlan all      ***允许所有vlan通过该接口
[sw1-Ethernet0/0/4]dis this                            ***允许所有vlan通过该接口
#
interface Ethernet0/0/4
 port link-type trunk
 port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
#
return
[sw1-Ethernet0/0/4]dis interface brief                 ***端口自动激活

image.png

2.3.3、在三层交换机中分别创建vlan10、vlan20、vlan30,并配置其虚接口的ip地址(即三台主机分别对应的网关地址)。

物理接口g0/0/1设置为trunk模式,允许所有vlan通过该接口。

配置vlan10的虚接口,IP地址(即PC1的网关地址):192.168.1.254/24;

配置vlan20的虚接口,IP地址(即PC2的网关地址):192.168.2.254/24;

配置vlan30的虚接口,IP地址(即PC3的网关地址):192.168.3.254/24。

Info: Current terminal monitor is off.
<Huawei>sys                                                    ***切换至系统视图
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys sw2                                                ***改名为sw1
[sw2]int g0/0/1                                                ***进入物理接口g0/0/1
[sw2-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk                 ***设置接口模式为trunk模式
[sw2-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all       ***允许所有vlan通过该接口
[sw2-GigabitEthernet0/0/1]dis this                             ***显示g0/0/1的接口信息
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 port link-type trunk
 port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
#
return
[sw2-GigabitEthernet0/0/1]q                                    ***退出接口
[sw2]vlan batch 10 20 30                                       ***创建vlan10、vlan20、vlan30
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[sw2]interface vlanif 10                                       ***进入vlan10的虚接口
[sw2-Vlanif10]ip address 192.168.1.254 24                      ***配置IP地址
[sw2-Vlanif10]dis this                                         ***显示接口信息
#
interface Vlanif10
 ip address 192.168.1.254 255.255.255.0
#
return
[sw2-Vlanif10]interface vlanif 20                             ***进入vlan20的虚接口
[sw2-Vlanif20]ip address 192.168.2.254 24                     ***配置ip地址
[sw2-Vlanif20]interface vlanif 30                             ***进入vlan30的虚接口
[sw2-Vlanif30]ip address 192.168.3.254 24                     ***配置ip地址

image.png

2.3.4、结果

用PC1 ping PC2、PC3,发现能够进行通信。 image.png 实验成功

总结

  • 单臂路由三层交换机都可以实现VLAN之间的通信

  • 单臂路山工作原理:路由器重新封装MAC地址,转换 VLANID

  • 三层交换机:一次路由,多次交换

  • 三层交换机具有路由功能可转发数据,ip地址是配置在 虚接口上而不是物理接口上,物理接口对接交换机配置 trunk,对接pc机配合access

一次路由:数据流的第一个数据包由三层引擎来处理,重 新封装MAc,再路由转发数据包\

多次交换:第一个数据包转发后,会在硬件创建一个MSL 条目,MSL包含FIB(转发信息库:包含邻接主机IP和 vlanid)、邻接关系表(包含邻接主机MAC地址),通过查 询FIB和邻接关系表重新封装数据帧,从相应端口转发数据

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