網(wǎng)絡設備安裝與調(diào)試技術 課件 第4章-虛擬局域網(wǎng)間的互聯(lián) 華三版-01基礎篇

第4章

虛擬局域網(wǎng)間的互聯(lián)編著：

秦燊勞翠金

通過劃分VLAN，我們成功隔離了不同部門間的廣播，但也中斷了部門間的聯(lián)系。如何實現(xiàn)VLAN間的互聯(lián)呢？我們之前是以路由器的接口作為網(wǎng)關實現(xiàn)不同網(wǎng)段間的互聯(lián)的，請大家回顧這種方法并實現(xiàn)如圖4-1所示拓撲1的全網(wǎng)互通。在此基礎上請思考我們能否用類似的方法實現(xiàn)不同VLAN間的互聯(lián)？答案是肯定的，這種方法稱為多臂路由，做法是有多少個VLAN需要互聯(lián)，就在交換機與路由器間連接多少根網(wǎng)線。請大家先不看答案自行配置實現(xiàn)如圖4-1所示拓撲2的全網(wǎng)互通。同時考慮采用多臂路由時，互聯(lián)的VLAN數(shù)稍多會導致路由器接口數(shù)不足的問題。想想看還有比多臂路由更好的方法嗎？更好的方法是將與路由器相連的交換機端口配成Trunk，從而使交換機上的多個VLAN可共用一根網(wǎng)線連接到路由器。但連線另一端的路由器接口又如何識別多個VLAN呢？這就涉及到路由器子接口的概念以及802.1q封裝了。請參看圖4-1所示拓撲3及后續(xù)講解。4.1通過路由器實現(xiàn)VLAN間的互聯(lián)如圖4-1所示，三個拓撲都借助路由器充當網(wǎng)關轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)學院間電腦的互聯(lián)。4.1.1思科路由器實現(xiàn)VLAN間互聯(lián)圖4-1思科路由器實現(xiàn)VLAN間互聯(lián)的三個網(wǎng)絡拓撲拓撲1不劃分VLAN，信工學院和機電學院的電腦分別接到各自的交換機，再進一步連接到路由器；拓撲2和拓撲3只有一臺交換機，在交換機上為兩個學院分別劃分VLAN，信工學院的電腦連接到屬于VLAN10的端口，機電學院的電腦連接到屬于VLAN20的端口。其中，拓撲2的交換機使用兩個分別屬于VLAN10和VLAN20的Access端口連接到路由器；拓撲3的交換機則使用一個Trunk類型的端口連接到路由器，并將與交換機連接的路由器接口劃分出兩個用802.1q封裝的子接口，分屬VLAN10和VLAN20。一、物理隔離網(wǎng)段間路由的配置拓撲1是一種沒有劃分VLAN的、不同網(wǎng)段電腦互聯(lián)的拓撲，不同網(wǎng)段的電腦連接到不同交換機上，物理上隔離，交換機連接到路由器上，路由器的兩個接口分別充當兩個網(wǎng)段的網(wǎng)關、實現(xiàn)不同網(wǎng)段數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。規(guī)劃和配置如下：1.信工學院電腦的網(wǎng)絡地址規(guī)劃為192.168.1.0/24，缺省網(wǎng)關指向192.168.1.254；機電學院電腦的網(wǎng)絡地址規(guī)劃為192.168.2.0/24，缺省網(wǎng)關指向192.168.2.254。2.交換機SW1和SW2不用配置。3.R1的f0/0接口充當信工學院的網(wǎng)關、f0/1接口充當機電學院的網(wǎng)關。命令如下：Router>enableRouter#configureterminalRouter(config)#hostnameR1R1(config)#intfastEthernet0/0R1(config-if)#ipaddress192.168.1.254255.255.255.0R1(config-if)#noshutdownR1(config-if)#exitR1(config)#intfastEthernet0/1R1(config-if)#ipaddress192.168.2.254255.255.255.0R1(config-if)#noshutdownR1(config-if)#endR1#showipinterfacebrief最后，通過ping測試全網(wǎng)互通。二、多臂路由的配置拓撲2是劃分VLAN后，不同VLAN間電腦互聯(lián)的一種實驗拓撲。不同VLAN的電腦連接到同一臺交換機上，通過VLAN實現(xiàn)邏輯上的隔離。不同VLAN屬于不同網(wǎng)段，交換機為每個VLAN使用一根網(wǎng)線連接到路由器上，由路由器充當網(wǎng)關實現(xiàn)不同VLAN網(wǎng)段間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。規(guī)劃和配置如下：1.電腦的規(guī)劃配置與拓撲1一樣。2.交換機SW2新建VLAN10和VLAN20。將f0/1-9、f0/23劃分到VLAN10，將f0/10-19、f0/24劃分到VLAN20，信工學院的電腦、路由器R2的f0/0接口連接到屬于VLAN10的端口，機電學院的電腦、路由器R2的f0/1接口連接到屬于VLAN20的端口。命令如下：Switch>enableSwitch#configureterminalSwitch(config)#hostnameSW2SW2(config)#vlan10SW2(config-vlan)#namexinGongSW2(config-vlan)#exitSW2(config)#vlan20SW2(config-vlan)#namejiDianSW2(config-vlan)#exitSW2(config)#interfacerangef0/1-9,f0/23SW2(config-if-range)#switchportmodeaccessSW2(config-if-range)#switchportaccessvlan10SW2(config-if-range)#exitSW2(config)#interfacerangef0/10-19,f0/24SW2(config-if-range)#switchportmodeaccessSW2(config-if-range)#switchportaccessvlan20SW2(config-if-range)#endSW2#showvlanbrief3.路由器R2的f0/0接口充當信工學院的網(wǎng)關，R2的f0/1接口充當機電學院的網(wǎng)關。配置命令與拓撲1相同。最后，通過ping測試全網(wǎng)互通。三、單臂路由的配置與拓撲2類似，拓撲3是劃分VLAN后，不同VLAN的電腦間互聯(lián)的另一種實驗拓撲。這種連接方式中，交換機僅使用一根網(wǎng)線連接到路由器，交換機上的多個VLAN都是通過這根網(wǎng)線傳輸?shù)铰酚善魃系模@種連接方式稱為單臂路由。單臂路由較好的解決了當交換機VLAN數(shù)量較大時，路由器有限的接口無法提供足夠的連接的問題。單臂路由的規(guī)劃和配置如下：1.電腦的規(guī)劃和配置與拓撲1一樣。2.交換機SW3新建VLAN10和VLAN20。將f0/1-9劃分到VLAN10，將f0/10-19劃分到VLAN20，信工學院的電腦連接到屬于VLAN10的端口，機電學院的電腦連接到屬于VLAN20的端口。將f0/24設置為trunk模式，連接到路由器R3的f0/0接口。路由器R3的f0/0接口將會被劃分出兩個子接口，分別與從交換機SW3來VLAN10和VLAN20對接。命令如下：Switch>enableSwitch#configureterminalSwitch(config)#hostnameSW3SW3(config)#vlan10SW3(config-vlan)#namexinGongSW3(config-vlan)#exitSW3(config)#vlan20SW3(config-vlan)#namejiDianSW3(config-vlan)#exitSW3(config)#interfacerangef0/1-9SW3(config-if-range)#switchportmodeaccessSW3(config-if-range)#switchportaccessvlan10SW3(config-if-range)#exitSW3(config)#interfacerangef0/10-19SW3(config-if-range)#switchportmodeaccessSW3(config-if-range)#switchportaccessvlan20SW3(config-if-range)#endSW3#showvlanbrief

4.將路由器R3的f0/0劃分為兩個子接口，子接口f0/0.10用802.1q封裝到VLAN10,充當信工學院的網(wǎng)關；子接口f0/0.20用802.1q封裝到VLAN20,充當機電學院的網(wǎng)關。命令如下：Router>enableRouter#configureterminalRouter(config)#hostnameR3R3(config)#interfacefastEthernet0/0R3(config-if)#noshutdownR3(config-if)#exitR3(config)#interfacefastEthernet0/0.10R3(config-subif)#encapsulationdot1Q10R3(config-subif)#ipaddress192.168.1.254255.255.255.0R3(config-subif)#exitR3(config)#interfacefastEthernet0/0.20R3(config-subif)#encapsulationdot1Q20R3(config-subif)#ipaddress192.168.2.254255.255.255.0R3(config-subif)#endR3#showipinterfacebrief

最后，通過ping測試全網(wǎng)互通。4.2通過三層交換機實現(xiàn)VLAN間的互聯(lián)

單臂路由雖解決了路由器接口數(shù)量有限的問題，但由于單臂鏈路需要承擔各VLAN的流量，當VLAN數(shù)量較多時，單臂鏈路將面臨帶寬不足的問題。另外，中低端路由器采用軟件轉(zhuǎn)發(fā)還面臨著性能不高的問題。三層交換機的引入則較好的解決了這些問題。三層交換機將“二層交換機”和“路由器”的功能融合在一起，只需在三層交換機上為各VLAN的虛接口配置地址，充當各VLAN的網(wǎng)關，即可實現(xiàn)邏輯隔離的VLAN間的互通。VLAN的虛接口也稱為VLANIF邏輯接口、SVI接口。4.2.1思科三層交換機實現(xiàn)VLAN間互聯(lián)

在PacketTracer中搭建如圖4-5所示的拓撲，通過思科三層交換機實現(xiàn)VLAN間互聯(lián)。圖4-5思科三層交換機實現(xiàn)VLAN間互聯(lián)的網(wǎng)絡拓撲

1.各電腦按如圖所示的規(guī)劃，配置IP地址和缺省網(wǎng)關。

2.思科三層交換機SW1的配置，命令如下：Switch>enableSwitch#configureterminalSwitch(config)#hostnameSW1SW1(config)#iprouting//開啟三層交換機的路由功能SW1(config)#vlan10//為各部門創(chuàng)建VLANSW1(config-vlan)#vlan20SW1(config-vlan)#vlan30SW1(config-vlan)#exitSW1(config)#interfaceranf0/1-2//將各端口劃分到相應VLANSW1(config-if-range)#switchportaccessvlan10SW1(config-if-range)#exitSW1(config)#interfaceranf0/3-4SW1(config-if-range)#switchportaccessvlan20SW1(config-if-range)#exitSW1(config)#interfacerangef0/5-6SW1(config-if-range)#switchportaccessvlan30SW1(config-if-range)#exitSW1(config)#interfacevlan10//為各VLAN的虛接口配置地址充當網(wǎng)關SW1(config-if)#ipaddress192.168.1.254255.255.255.0SW1(config-if)#noshutdownSW1(config-if)#exitSW1(co