网络设备配置与管理---VLAN间路由实现部门间通信

理论学习

问题1：三层交换机的路由共有几种实现方式？

1) 虚拟交换接口（svi）

2) 路由接口（routed port）

3) 三层聚合链路（L3 Aggregate Link） 接口

问题2：描述单臂路由的实现原理？

单臂路由是在二层交换机上进行vlan 划分的，然后通过一条中继链路连接路由器的一个接口（通常路由需要使用至少两个接口来实现路由功能，而现在只需要一个接口，就像一条胳膊在发挥作用，所以 称之为单臂路由），在路由器上通过配置子接口和802.1Q 协议封装最终实现在vlan 信息和子网一一对应，即实现vlan 间的路由功能。

问题3：SVI的含义是什么？如何实现VLAN间路由？

交换机虚拟接口（Switch Virtual Interface，SVI）代表一个由交换端口构成的VLAN（其实就是通常所说的VLAN接口），以便于实现系统中路由和桥接的功能。一个交换机虚拟接口对应一个VLAN，当需要路由虚拟局域网之间的流量或桥接VLAN之间不可路由的协议，以及提供IP主机到交换机的连接的时候，就需要为相应的虚拟局域网配置相应的交换机虚拟接口，其实SVI就是指通常所说的VLAN接口，只不过它是虚拟的，用于连接整个VLAN，所以通常也把这种接口称为逻辑三层接口，也是三层接口。

三层可以划分vlan给vlan设置一个地址当网关 ，实现vlan间的路由

也可以在二层创建vlan，三层通过虚拟子接口 创建单臂路由，实现vlan间的路由

问题4：路由接口和SVI接口实现路由什么不同

svi接口说白了就是vlan接口，在上面配上ip，然后把二层端口加入进来，以前的设备不能直接在端口 上配ip，就用svi接口方式来配ip，实现三层连接。

而路由接口，是直接在端口上设置ip来实现路由

    问题5：交换机的VLAN有哪些类型？

1） 业务vlan

2） 互联vlan

   3)  管理vlan

工作任务描述

某公司现有两个部门，每个部门各有100台左右的计算机，所有计算机位于同一子网，现在发现整个网络的通信质量很差，请问如何进行网络改造以提高网络通信质量。

工作任务实施

网络拓扑结构设计（粘贴PT的拓扑图）

方案一：SW1连接A部门的计算机，SW2连接B部门计算机，两台二层交换机不做任何配置，仅用于网络接入，而这两台二层交换机上行线路分别连接到RS交换机的一个VLAN，为RS的两个VLAN配置IP地址即可实现VLAN间路由功能。这种网络的规划和配置适合于A、B两部门的计算机相对独立的连接在各自的交换机上，仅需要解决的是两个部门之间的路由问题。

        方案一配置：

Rs

RS#show run

Building configuration...

Current configuration : 1307 bytes

!

version 12.2

no service timestamps log datetime msec

no service timestamps debug datetime msec

no service password-encryption

!

hostname RS

!

!

!

ip routing

!

!

spanning-tree mode pvst

!

!

interface FastEthernet0/1

!

(省略……)

!

interface FastEthernet0/23

 switchport access vlan 2

 switchport mode access

!

interface FastEthernet0/24

 switchport access vlan 3

 switchport mode access

!

interface GigabitEthernet0/1

!

interface GigabitEthernet0/2

!

interface Vlan1

 no ip address

 shutdown

!

interface Vlan2

 ip address 192.168.1.254 255.255.255.0

!

interface Vlan3

 ip address 192.168.2.254 255.255.255.0

!

ip classless

!

!

line con 0

!

line aux 0

!

line vty 0 4

 login

!

!

!

end

试以及查看RS的路由

RS# 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

C    192.168.1.0/24 is directly connected, Vlan2

C    192.168.2.0/24 is directly connected, Vlan3

方案二：如果A、B部门的计算机由于地理位置的原因，分别连接在SW1和SW2交换机上，则需要将SW1和SW2的两条上行线路设置为Trunk线路，RS交换机采用VTP域的模式实现扩展VLAN的功能，然后在RS三层交换机上通过配置各个VLAN的IP地址实现两个VLAN之间的路由功能。

方案二配置：

RS

RS#show run

Building configuration...

Current configuration : 1381 bytes

!

version 12.2

no service timestamps log datetime msec

no service timestamps debug datetime msec

no service password-encryption

!

hostname RS

!

!

ip routing

!

!

spanning-tree mode pvst

!

!

interface FastEthernet0/1

!

（省略……）

!

interface FastEthernet0/23

 switchport access vlan 2

 switchport trunk encapsulation dot1q

 switchport mode trunk

!

interface FastEthernet0/24

 switchport access vlan 3

 switchport trunk encapsulation dot1q

 switchport mode trunk

!

interface GigabitEthernet0/1

!

interface GigabitEthernet0/2

!

interface Vlan1

 no ip address

 shutdown

!

interface Vlan2

 ip address 192.168.1.254 255.255.255.0

!

interface Vlan3

 ip address 192.168.2.254 255.255.255.0

!

ip classless

!

!

line con 0

!

line aux 0

!

line vty 0 4

 login

!

!

end

Sw1

Sw1#show run

Building configuration...

Current configuration : 1091 bytes

!

version 12.1

no service timestamps log datetime msec

no service timestamps debug datetime msec

no service password-encryption

!

hostname Sw1

!

!

spanning-tree mode pvst

!

interface FastEthernet0/1

 switchport access vlan 2

 switchport mode access

!

interface FastEthernet0/2

 switchport access vlan 3

 switchport mode access

!

interface FastEthernet0/3

!

（省略……）

!

interface FastEthernet0/24

 switchport mode trunk

!

interface Vlan1

 no ip address

 shutdown

!

!

line con 0

!

line vty 0 4

 login

line vty 5 15

 login

!

!

end

Sw2

Sw2#show run

Building configuration...

Current configuration : 1091 bytes

!

version 12.1

no service timestamps log datetime msec

no service timestamps debug datetime msec

no service password-encryption

!

hostname Sw2

!

!

spanning-tree mode pvst

!

interface FastEthernet0/1

 switchport access vlan 2

 switchport mode access

!

interface FastEthernet0/2

 switchport access vlan 3

 switchport mode access

!

interface FastEthernet0/3

!

（省略……）

!

interface FastEthernet0/24

 switchport mode trunk

!

interface Vlan1

 no ip address

 shutdown

!

!

line con 0

!

line vty 0 4

 login

line vty 5 15

 login

!

!

end

试以及查看RS的路由

RS#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

C    192.168.1.0/24 is directly connected, Vlan2

C    192.168.2.0/24 is directly connected, Vlan3

如果改为三层接口如何实现

RS

show run

Building configuration...

Current configuration : 1317 bytes

!

version 12.2

no service timestamps log datetime msec

no service timestamps debug datetime msec

no service password-encryption

!

hostname RS

!

!

ip routing

!

!

spanning-tree mode pvst

!

!

interface FastEthernet0/1

!

（省略……）

!

interface FastEthernet0/23

 no switchport

 ip address 192.168.1.254 255.255.255.0

 duplex auto

 speed auto

!

interface FastEthernet0/24

 no switchport

 ip address 192.168.2.254 255.255.255.0

 duplex auto

 speed auto

!

interface GigabitEthernet0/1

!

interface GigabitEthernet0/2

!

interface Vlan1

 no ip address

 shutdown

!

interface Vlan2

 no ip address

!

interface Vlan3

 no ip address

!

ip classless

!

!

line con 0

!

line aux 0

!

line vty 0 4

 login

!

!

end

工作扩展

扩展ACL的配置

由于购买三层交换机的投入较大，上述实验我们也可以采用一种较为省钱的方法来实现，就是采用单臂路由，这样只要加入一个路由器，就可以实现二层交换机各VLAN间的路由了。

     具体配置：

R1

R1#show run

Building configuration...

Current configuration : 594 bytes

!

version 12.2

no service timestamps log datetime msec

no service timestamps debug datetime msec

no service password-encryption

!

hostname R1

!

!

interface FastEthernet0/0

 no ip address

 duplex auto

 speed auto

!

interface FastEthernet0/0.1

 encapsulation dot1Q 2

 ip address 192.168.1.254 255.255.255.0

!

interface FastEthernet0/0.2

 encapsulation dot1Q 3

 ip address 192.168.2.254 255.255.255.0

!

interface FastEthernet0/1

 no ip address

 duplex auto

 speed auto

 shutdown

!

ip classless

!

!

line con 0

!

line aux 0

!

line vty 0 4

 login

!

!

end

Switch

show run

Building configuration...

Current configuration : 1094 bytes

!

version 12.1

no service timestamps log datetime msec

no service timestamps debug datetime msec

no service password-encryption

!

hostname Switch

!

!

spanning-tree mode pvst

!

interface FastEthernet0/1

 switchport access vlan 2

 switchport mode access

!

interface FastEthernet0/2

 switchport access vlan 3

 switchport mode access

!

interface FastEthernet0/3

!

（省略……）

!

interface FastEthernet0/24

 switchport mode trunk

!

interface Vlan1

 no ip address

 shutdown

!

!

line con 0

!

line vty 0 4

 login

line vty 5 15

 login

!

!

end

思考问题：

问题1：单臂路由和三层交换机的VLAN间路由有什么不同？

单臂路由在大流量的情况下，会给路由器带来很大的负荷。

而三层交换机的VLAN间路由由交换机的三层转发引擎完成，其性能取决于交换机的背板转发速率，注意，因为一般的三层交换机都可以在多个端口上（注意：不是全部端口同时线速转发）轻松实现线速转发，可以获得很好的性能，VLAN间流量不必经过路由器，网络延时和抖动都很小，同时也极大程度的减轻上层接入路由器的负载。