假装网络工程师4——多VLAN间通信

Posted 2020-11-30

一、背景介绍

交换是疏通领域另一个知识块，与路由一样有着举足轻重的地方，本片就通过不同vlan间通信的三个实现方式来讲解交换的通信过程。

二、不同vlan间通信实现方法

1.使用二层设备实现

如下图所示，两个交换机之间使用端口绑定的方式以trunk连接，下联2台同网段的pc，但不属于同一个vlan，大部分的案例都是不同的vlan属于不同网段通过子接口进行通信，本示例则以纯二层网络设备进行通信，顺便说明通信的过程。

（1）创建vlan2，并将连接pc的端口加入vlan2

[SW1]vlan 2  
[SW1-vlan2]q  
[SW1]int e0/0/1  
[SW1-Ethernet0/0/1]port link-type access   
[SW1-Ethernet0/0/1]port default vlan 2  

（2）创建eth-trunk接口，并将10/11接口加入eth-trunk

[SW1]int Eth-Trunk 1  
[SW1-Eth-Trunk1]int e0/0/10  
[SW1-Ethernet0/0/10]eth-trunk 1  
[SW1-Ethernet0/0/10]int e0/0/11  
[SW1-Ethernet0/0/11]eth-trunk 1  

（3）将eth-trunk口类型设置为trunk，并将SW1上eth-trunk口pvid改为2

[SW1]int Eth-Trunk 1  
[SW1-Eth-Trunk1]port link-type trunk   
[SW1-Eth-Trunk1]port trunk pvid vlan 2  

（4）通过display interface brief命令查看端口都已激活

（5）再通过display port vlan查看每个端口的vlan信息，此时可以看到eth-trunk1的pvid虽然已经为2，但是默认放通vlan仍为1，1为默认放通的管理vlan，所有端口默认pvid也为1

此时ping操作发现pc1与pc2之间无法正常通信，原因就在于尽管sw1的eth-trunk口pvid是2，但是他并没有放通vlan 2，sw2也是没有放通vlan 3，只有当使用命令

[SW1]int Eth-Trunk 1  
[SW1-Eth-Trunk1]undo port trunk allow-pass vlan 1  #取消默认放通的vlan 1，可省略
[SW1-Eth-Trunk1]port trunk allow-pass vlan 2  

再查看sw1确认vlan2已经放通，两个pc间才能正查光通信，sw2上的配置类似，不再赘述。

通过本实例可以总结出数据通信的过程为：
（1）pc1发出报文从sw1的e0/0/1口进入，再通过e0/0/1口时被打上该端口的default vlan
（2）报文再通过eth-trunk 1口发出前先判断是否允许通过，如果没有放通，即使tag等于该端口的pvid也会丢弃，本例中pvid与tag相同，所以从eth-trunk 1口出来时剥离tag变为纯以太网帧
（3）报文进入sw2的eth-trunk 1口时打上该端口的pvid
（4）从sw2的e0/0/1流出时，因为tag等于该端口的pvid所以脱掉tag变为纯以太网帧发送给pc2。tag是由交换机添加的信息，pc并不能识别，pc只能识别纯以太网帧
这样，尽管没有借用三层设备但最终pc1和oc2实现了通信。

2.借助路由器子接口

拓扑如下图所示，此时交换机上联路由器，属于不同vlan的pc1和pc2将通过路由器子接口的方式进行通信。

（1） SW1上的配置
创建vlan10，20

[SW1]vlan batch 10 20   

将e0/0/1口加入vlan 10

[SW1]int e0/0/1  
[SW1-Ethernet0/0/1]port link-type access  
[SW1-Ethernet0/0/1]port default vlan 10  

将e0/0/1口加入vlan 20

[SW1-Ethernet0/0/1]int e0/0/2  
[SW1-Ethernet0/0/2]port link-type access   
[SW1-Ethernet0/0/2]port default vlan 20  

将g0/0/1口配置成trunk模式，并放通vlan 10/20

[SW1]int g0/0/1  
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk   
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan 10 20  
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]undo port trunk allow-pass vlan 1  

检查配置，至此SW上配置完成

（2） 路由器上配置
首先能看到，在交换机上并没有三层口，g0/0/1属于二层端口

而在路由器上g0/0/1是三层端口，此时是用交换机的二层口连接路由器的三层口，且tag是二层标签，三层口无法直接识别，所以要先进行dot1q封装

路由器上创建子接口,用dot1q封装用于终结vlan标签，并将网关地址配置在该端口上

[R1]interface g0/0/1.10  
[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]dot1q termination vid 10  
[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]ip add 192.168.10.254 24  
[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]arp broadcast enable   
[R1]interface g0/0/1.20  
[R1-GigabitEthernet0/0/1.20]dot1q termination vid 10  
[R1-GigabitEthernet0/0/1.20]ip add 192.168.20.254 24  
[R1-GigabitEthernet0/0/1.20]arp broadcast enable 

至此，R1的配置完成，此时pc1与pc2就能正常通信了，需要注意的是：当开启子接口后，物理接口的功能就将小时此时的物理接口只是接收数据，子接口默认情况下不启用arp广播，所以需要手动开启。

3.使用vlanif子接口实现

方法2的方法固然能实现不同vlan间通信，但实际生产环境中很少会用到，原因是：单臂路由引入了单点故障，尽管可以通过eth-trunk的方式将多跟链路绑定做冗余，但vlan的1次间通信会在该链路上一进一出，该链路的负载较大，所以常见的方式是使用三层交换机完成，如下图所示：

创建vlan10/20，并加入对应vlan

SW1]vlan batch 10 20  
[SW1]int e0/0/1  
[SW1-Ethernet0/0/1]port link-type access   
[SW1-Ethernet0/0/1]port default vlan 10  
[SW1-Ethernet0/0/1]int e0/0/2  
[SW1-Ethernet0/0/2]port link-type access   
[SW1-Ethernet0/0/2]port default vlan 20  

创建vlanif子接口，并将网关配置到该接口上

[SW1]interface Vlanif 10  
[SW1-Vlanif10]ip address 192.168.10.254 24  
[SW1-Vlanif10]int vlanif 20  
[SW1-Vlanif20]ip add 192.168.20.254 24  

至此，SW1配置完成pc1与pc2之间能够正常通信，此时有几个需要注意的地方：
(1)vlanif的子接口必须要跟vlan号保持一致
(2)vlanif是一个三层逻辑端口，使用三层交换机进行多vlan间通信时，不需要进行dot1q封装，因为二层的tag信息在交换机的物理口就已经被剥离