400-035-6699
当前位置: 首页 » 技术支持 » 博文资讯 »

单臂路由与三层交换机解析:不同VLAN间通信的实现方法与技巧

网络技术中,VLAN(Virtual Local Area network虚拟局域网)的概念被广泛使用,它允许管理员根据需要将一个物理网络划分为多个逻辑网络。然而,这些逻辑网络之间的通信需要特别的处理。本文将探讨VLAN间的通信方式,并解释如何配置这些方式,以及比较它们的不同之处。
要实现VLAN间的通信,主要有两种方式:单臂路由(Routed VLAN Interface, RVI)和三层交换机。这两种方式都需要路由功能,因为VLAN将一个物理网络划分为多个逻辑网络,而每个逻辑网络本质上是一个广播域。这意味着,如果两个计算机系统位于不同的VLAN,它们之间的通信必须通过路由器进行。
单臂路由是一种传统的VLAN间通信方式。它通常涉及一台路由器和一个交换机。路由器通过一个物理端口与交换机相连,而交换机将这个端口配置为一个Trunk端口,以允许所有VLAN的数据包通过。在路由器上,这个端口会被分割成多个子接口,每个子接口对应一个VLAN,并分配相应的ip地址作为网关。这样,不同VLAN中的设备就可以通过子接口通信。
三层交换机是一种更现代的VLAN间通信方式。与单臂路由相比,三层交换机本身具备路由功能,因此不需要外部的路由器。三层交换机在每个VLAN上创建一个虚拟接口,并分配相应的IP地址作为网关。这样,不同VLAN中的设备就可以通过这些虚拟接口通信。
那么,哪一种方式更好呢?这取决于网络的大小和需求。如果网络较小,VLAN数量较少,单臂路由可能是更好的选择,因为它简单且成本较低。但是,如果网络较大,VLAN数量较多,三层交换机可能是更好的选择,因为它具有更高的性能和更好的可扩展性
三层交换机之所以有更好的性能,是因为它们使用硬件进行数据包转发路由选择。这意味着它们可以处理更多的数据包,并且可以更快地转发数据包。而单臂路由使用软件进行数据包转发和路由选择,因此性能较低。
在可扩展性方面,三层交换机也优于单臂路由。随着VLAN数量的增加,单臂路由的子接口数量也会增加,这会导致路由器的处理负担增加,从而降低性能。而三层交换机可以使用虚拟接口,因此不会受到物理接口的限制。
总之,单臂路由和三层交换机是实现VLAN间通信的两种主要方式。选择哪种方式取决于网络的大小和需求。如果网络较小,VLAN数量较少,单臂路由可能是更好的选择。但是,如果网络较大,VLAN数量较多,三层交换机可能是更好的选择,因为它具有更高的性能和更好的可扩展性。

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?

单臂路由与三层交换机解析:不同VLAN间通信的实现方法与技巧

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。


传输资源分配【传输规划咨询】

交换机配置相关文章

服务电话:
400-035-6699
企服商城