教你利用三层交换机实现VLAN间路由

教你利⽤三层交换机实现VLAN间路由

本⽂档详细介绍利⽤三层交换机实现 VLAN 间路由，⽂内含长段代码可复制可往左滑，希望对⼤家有帮助！

实验背景

某企业有两个主要部门，技术部和销售部，分处于不同的办公室，为了安全和便于管理对两个部门的主机进⾏了 VLAN 的划分，技术部和销售部分处于不同的VLAN，先由于业务的需求需要销售部和技术部的主机能够相互访问，获得相应的资源，两个部门的交换机通过⼀台三层交换机进⾏了连接。

技术原理

三层交换机具备⽹络层的功能，实现 VLAN 相互访问的原理是：利⽤三层交换机的路由功能，通过识别数据包的 IP 地址，查路由表进⾏选路转发，三层交换机利⽤直连路由可以实现不同 VLAN 之间的相互访问。三层交换机给接⼝配置 IP 地址。采⽤ SVI（交换虚拟接⼝）的⽅式实现 VLAN 间互连。SVI 是指为交换机中的VLAN 创建虚拟接⼝，并且配置 IP 地址。Tag VLAN是基于交换机端⼝的⼀种类型，主要⽤于使交换机的相同Vlan内的主机之间可以直接访问，同时对于不同Vlan的主机进⾏隔离。trunk主要⽤在连接其它交换机，以便在线路上承载多个vlanWLAN是Wireless Local Area Network的简称，指应⽤

⽆线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的⽹络体系。802.1x协议是WLAN第⼆代的认证技术，它是基于客户端-服务器（Client-Server)结构的访问控制和认证协议。它可以限制未经授权的⽤户/设备通过接⼊端⼝（Access Port)访问LAN/WLAN。DOT1Q是提供VLAN识别和服务质量(QoS)级别的IEEE标准。电⽓和电⼦⼯程师协会（IEEE，全称是Institute of Electrical and Electronics Engineers）是⼀个美国的电⼦技术与信息科学⼯程师的协会，是世界上最⼤的⾮营利性专业技术学会。ip routing 启⽤IP路由功能no ip routing 关闭IP路由功能

⼆层交换机与三层交换机区别

我们习惯说，在⼆层⽹络环境中相同vlan之间可以通信，不同vlan之间不可以通信，如果想通信必须借助三层设备，所以说三层交换机必须要做的事情是路由转发，但是⼆、三层交换机具体有什么区别呢？⼆层交换机⼯作于OSI模型的第2层(数据链路层)，故⽽称为⼆层交换机。⼆层交换技术发展⽐较成熟，⼆层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进⾏转发，并将这些MAC 地址与对应的端⼝记录在⾃⼰内部的⼀个地址表中。具体的⼯作流程如下：（1）当交换机从某个端⼝收到⼀个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端⼝上的；（2）再去读取包头中的⽬的MAC地址，并在地址表中查相应的端⼝；（3）如表中有与这⽬的MAC地址对应的端⼝，把数据包直接复制到这端⼝上；（4）如表中不到相应的端⼝则把数据包⼴播到所有端⼝上，当⽬的机器对源机器回应时，交换机⼜可以学习⼀⽬的MAC地址与

哪个端⼝对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端⼝进⾏⼴播了。不断的循环这个过程，对于全⽹的MAC地址信息都可以学习到，⼆层交换机就是这样建⽴和维护它⾃⼰的地址表。⼆层交换技术从⽹桥发展到VLAN（虚拟局域⽹），在局域⽹建设和改造中得到了⼴泛的应⽤。第⼆层交换技术是⼯作在OSI七层⽹络模型中的第⼆层，即数据链路层。它按照所接收到数据包的⽬的MAC地址来进⾏转发，对于⽹络层或者⾼层协议来说是透明的。它不处理⽹络层的IP地址，不处理⾼层协议的诸如TCP、UDP的端⼝地址，它只需要数据包的物理地址即MAC地址，数据交换是靠硬件来实现的，其速度相当快，这是⼆层交换的⼀个显著的优点。但是，它不能处理不同IP⼦⽹之间的数据交换。传统的路由器可以处理⼤量的跨越IP⼦⽹的数据包，但是它的转发效率⽐⼆层低，因此要想利⽤⼆层转发效率⾼这⼀优点，⼜要处理三层IP数据包，三层交换技术就诞⽣了。三层交换（也称多层交换技术，或IP交换技术）是相对于传统交换概念⽽提出的。众所周知，传统的交换技术是在OSI⽹络标准模型中的第⼆层——数据链路层进⾏操作的，⽽三层交换技术是在⽹络模型中的第三层实现了数据包的⾼速转发。简单地说，三层交换技术就是：⼆层交换技术＋三层转发技术。三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机。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。对于数据包转发等规律性的过程由硬件⾼速实现，⽽像路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。三层交换技术就是⼆层交换技术+三层转发技术。三层交换技术的出现，解决了局域⽹中⽹段划分之后，⽹段中⼦⽹必须依赖路由器进⾏管理的局⾯，解决了传统路由器低速、复杂所造成的⽹络瓶颈问题。

实验步骤

新建 packet tracer 拓扑图

（1）在⼆层交换机上配置 VLAN2、VLAN3，分别将端⼝ 2、端⼝ 3 划分给 VLAN2、

VLAN3。

（2）将⼆层交换机与三层交换机相连的端⼝ fa 0/1 都定义为 tag Vlan 模式。

（3）在三层交换机上配置 VLAN2、VLAN3，此时验证⼆层交换机 VLAN2、VLAN3

下的主机之间不能相互通信。

（4）设置三层交换机 VLAN 间的通信，创建 VLAN2,VLAN3 的虚接⼝，并配置

虚接⼝ VLAN2、VLAN3 的 IP 地址。

（5）查看三层交换机路由表。

（6）将⼆层交换机 VLAN2、VLAN3 下的主机默认⽹关分别设置为相应虚拟接⼝

的 IP 地址。

（7）验证⼆层交换机 VLAN2,VALN3 下的主机之间可以相互通信。

实验设备

Switch_2960 1 台；Swithc_3560 1 台；PC 3 台；直连线

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

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

conf t

vlan 2

exit

vlan 3

exit

int fa 0/1

switchport trunk encapsulation dot1q #将0/1端⼝封装成dot1q协议

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

一只母猪居然生下8个男婴儿exit

show ip route

路由器用户名是什么show vlan

PC3 Ping PC1

Ping 192.168.1.2

PC3 Ping PC2

Ping 192.168.1.3

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实战演练

⼆层交换机

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

怎么在excel中画斜线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--

三层交换机

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

回锅肉什么意思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

马嘉祺个人资料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--

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测试

PC1 分别 ping PC2 和 PC3

PC>ipconfig

: 192.168.1.2

: 255.255.255.0

: 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

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 分别 ping PC1 和 PC3

PC>ipconfig

: 192.168.2.2

: 255.255.255.0

: 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 分别 ping PC1 和 PC2

PC>ipconfig利菁

: 192.168.1.3

: 255.255.255.0

: 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 <；以上代码可复制粘贴，可往左滑>

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