第5章 利用三层交换机实现VLAN间路由

实验(四)利用三层交换机实现VLAN间路由一、实验目标∙掌握交换机Tag VLAN 的配置；∙掌握三层交换机基本配置方法；∙掌握三层交换机VLAN路由的配置方法；∙通过三层交换机实现VLAN间相互通信；二、技术原理三层交换机具备网络层的功能，实现VLAN间相互访问的原理是：利用三层交换机的路由功能，通过识别数据包的IP地址，查找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之间的互相访问。

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。

三、实验步骤实验拓扑1、在二层交换机上配置VLAN2、VLAN 3，分别将端口2、端口3划到VLAN 2、VLAN3；2、将二层交换机与三层交换机相连的端口Fa0/1定义为Tag VLAN模式；Switch>enSwitch#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#vlan 2Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#vlan 3Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interface fa0/2Switch(config-if)#switchport access vlan 2Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface fa0/3Switch(config-if)#switchport access vlan 3Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface fa0/1Switch(config-if)#switchport mode trunk%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changedstate to down%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to upSwitch(config-if)#3、在三层交换机上配置VLAN 2、VLAN 3，分别将端口2、端口3划到VLAN 2、VLAN3；Switch>enSwitch#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#vlan 2Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#vlan 3Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interface fa0/2Switch(config-if)#switchport access vlan 2Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface fa0/3Switch(config-if)#switchport access vlan 3Switch(config-if)#exitSwitch(config)#4、设置三层交换机VLAN间通信，创建VLAN 2、VLAN 3的虚拟接口，并配置虚拟接口VLAN 2、VLAN 3的IP地址；Switch(config)#interface vlan 2 //创建VLAN 2 的虚拟接口Switch(config-if)#%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 //配置虚拟接口VLAN 2 的IP地址Switch(config-if)#no shutdownSwitch(config-if)#exitSwitch(config)#interface vlan 3 //创建VLAN 2 的虚拟接口Switch(config-if)#%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 //配置虚拟接口VLAN 2 的IP地址Switch(config-if)#no shutdownSwitch(config-if)#endSwitch#5、查看三层交换机路由表Switch#show ip routeCodes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGPD - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter areaN1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGPi - 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 - ODRP - periodic downloaded static routeGateway of last resort is not setC 192.168.1.0/24 is directly connected, Vlan2C 192.168.2.0/24 is directly connected, Vlan3Switch#6、将VLAN 2、VLAN 3下的主机默认网关分别设置为相应虚拟接口的IP地址；五、验证打开PC1 Command PromptPacket Tracer PC Command Line 1.0PC>ipconfigIP Address......................: 192.168.1.2Subnet Mask.....................: 255.255.255.0Default Gateway.................: 192.168.1.1PC>ping 192.168.1.3Pinging 192.168.1.3 with 32 bytes of data:Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=187ms TTL=128 Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=93ms TTL=128 Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=110ms TTL=128 Reply from 192.168.1.3: bytes=32 time=93ms TTL=128Ping statistics for 192.168.1.3:Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss), Approximate round trip times in milli-seconds:Minimum = 93ms, Maximum = 187ms, Average = 120ms PC>ping 192.168.2.2Pinging 192.168.2.2 with 32 bytes of data:Request timed out.Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=188ms TTL=127 Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=112ms TTL=127 Reply from 192.168.2.2: bytes=32 time=125ms TTL=127Ping statistics for 192.168.2.2:Packets: Sent = 4, Received = 3, Lost = 1 (25% loss), Approximate round trip times in milli-seconds:Minimum = 112ms, Maximum = 188ms, Average = 141ms PC>ping 192.168.2.3Pinging 192.168.2.3 with 32 bytes of data:Request timed out.Reply from 192.168.2.3: bytes=32 time=125ms TTL=127 Reply from 192.168.2.3: bytes=32 time=78ms TTL=127 Reply from 192.168.2.3: bytes=32 time=64ms TTL=127Ping statistics for 192.168.2.3:Packets: Sent = 4, Received = 3, Lost = 1 (25% loss), Approximate round trip times in milli-seconds:Minimum = 64ms, Maximum = 125ms, Average = 89ms。

利⽤三层交换机实现VLAN间路由原理概述VLAN将⼀个物理的LAN在逻辑上划分成多个⼴播域。

VLAN内的主机间可以直接通信，⽽VLAN间不能直接互通。

在现实⽹络中，经常会遇到需要跨VLAN相互访问的情况，⼯程师通常会选择⼀些⽅法来实现不同VLAN间主机的相互访问，例如单臂路由。

但是单臂路由技术中由于存在⼀些局限性，⽐如带宽、转发效率等，使得这项技术应⽤较少。

三层交换机在原有⼆层交换机的基础之上增加了路由功能，同时由于数据没有像单臂路由那样经过物理线路进⾏路由，很好地解决了带宽瓶颈的问题，为⽹络设计提供了⼀个灵活的解决⽅案。

VLANIF接⼝是基于⽹络层的接⼝，可以配置IP地址。

借助VLANIF接⼝，三层交换机就能实现路由转发功能。

实验⽬的●掌握配置VLANIF接⼝的⽅法●理解数据包跨VLAN路由的原理●掌握测试多层交换⽹络连通性的⽅法实验内容本实验模拟企业⽹络场景。

公司有两个部门⼀销售部和客服部，分别规划使⽤VLAN 10和VLAN 20。

其中销售部下有两台终端PC-1和PC-2,客服部下有⼀台终端PC-3.所有终端都通过核⼼三层交换机SI相连。

现需要让该公司所有三台主机都能实现互相访问，⽹络管理员将通过配置三层交换机来实现。

实验拓扑实验步骤1.基本配置根据实验编址表在PC。

上进⾏相应的基本IP地址配置，三层交换机S1上暂先不做配置。

配置完成后，测试销售部两台终端PC-1 与PC-2间的连通性。

可以观察到，通信正常。

测试销售部PC-1与客服部PC-3间的连通性。

PC-1与PC-3间⽆法正常通信，下⾯简要分析主机PC-1发出数据包，直⾄反馈⽬的⽆法到达的整个过程:主机发出数据包前，将会查看数据包中的⽬的IP地址，如果⽬的IP地址和本机IP地址在同⼀个⽹段上,主机会直接发出⼀个ARP请求数据包来请求对⽅主机的MAC地址，封装数据包，继⽽发送该数据包。

但如果⽬的IP地址与本机IP地址不在同-⼀个⽹段，那么主机也会发出⼀个ARP数据包请求⽹关的MAC地址，收到⽹关ARP回复后，继⽽封装数据包后发送。

《网络原理与技术实验》实验报告实验名称：利用三层交换机实现VLAN间路由，快速生成树配置评分：________班级：学号：姓名：利用三层交换机实现VLAN间路由实验目的：1.掌握交换机Tag VLAN的配置2.掌握三层交换机基本配置方法；3.掌握三层交换机VLAN路由的配置方法；4.通过三层交换机实现VLAN间相互通信；实验原理：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，查找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。

实验拓扑图：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。

PC1和PC2的配置：PC1exitinterface vlan 3ip address 192.168.2.1 255.255.255.0no shutdownendshow ip routeshow vlanPC3 Ping PC1Ping 192.168.1.2 可以ping通PC3 Ping PC2Ping 192.168.2.2 不可以ping通PC3 S2960S3560（7）验证二层交换机VLAN2,VALN3下的主机之间可以相互通信。

实验五利用三层交换机实现VLAN间路由实验五利用三层交换机实现VLAN间路由一、实验目的1．掌握交换机Tag vlan配置方法2．掌握三层交换机基本配置方法。

3．掌握三层交换机VLAN路由的配置方法4．通过三层交换机实现VLAN间互相通信二、实验环境S2126（1台）、S3550（1台）、主机（3台）、直连线（4条）、交叉线（1条）。

三、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，现由于业务的需求需要销售部和技术部的主机能够互相访问，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。

四、技术原理三层交换机具备网络层的功能，实现VLAN互相访问的原理是：利用三层交换机的路由功能，通过识别数据包的IP地址，查找路由表进行选路转发，三层交换机利用其直接路由可以实现不同VLAN之间的互相访问。

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间互联，SVI是指为交换机中的VLAN创建虚拟接口，并且配置IP地址。

五、实验步骤1、新建拓扑图2、在二层交换机上配置VLAN2、VLAN3，分别将端口2、端口3划分到VLAN2、VLAN3中。

3、将二层交换机和三层交换机相连接的端口都定义为Tag vlan模式。

4、在三层交换机上配置VLAN2、VLAN3，此时验证二层交换机（VLAN2、VLAN3）下两主机之间不能互相通信。

5、设置三层交换机VLAN间通信，创建VLAN2、VLAN3的虚拟接口，并配置虚拟接口的IP地址。

6、查看三层交换机路由表7、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。

8、验证二层交换机（VLAN2、VLAN3）下两主机之间可以互相通信。

六、实验过程中需要的相关知识点1、创建、修改一个VLAN在特权模式下，通过如下步骤，您可以创建或者修改一个VLAN：命令含义步骤1 configure terminal进入全局配置模式步骤2 vlan vlan-id 输入一个VLAN ID。

实验五：VLAN间路由配
置
⏹实验目的
1、掌握单臂路由的工作原理
2、学习配置单臂路由的命令和步骤
⏹实验要求
1、拓扑与地址规划；
2、单臂路由基本配置
3、验证连通性，并给出配置清单
⏹实验拓扑（可选）
⏹实验设备（环境、软件）
路由器1台，2层交换机1台，直通线6条，Pc机4台。

⏹实验设计到的基本概念和理论
给出单臂路由的基本概念
⏹实验过程和主要步骤
1、绘制网络拓扑和地址规划
2、2层和3层交换机vlan的配置
Switch1
Switch2
3、Trunk和路由器上单臂路由的配置
在路由器上配置配置子接口，单臂路由的配置如下：
Pc0：
Pc1
Pc2
Pc3
4、验证4个PC间通信状况
经验证四个pc之间都能够相互的通信
心得体会
在本次的试验中我学会了什么是单臂路由，即“单臂路由器”是通过单个物理接口在网络中的多个VLAN 之间发送流量的路由器配置。

以及单臂路由的基本配置。

学会了子接口的配置。

实验5 三层交换机实现VLAN间路由实验（1）一、实验目的1. 理解单臂路由的应用场景2. 掌握路由器子接口的配置方法3. 掌握子接口封装VLAN的配置方法4. 理解单臂路由的工作原理二、实验仪器局域网运行环境、PC、eNSP软件三、实验拓扑及实验编址四、实验步骤1.创建VLAN并配置Access、Trunk接口为保障各部门的信息安全，需保证隔离不同部门间的二层通信，规划各部门的终端属于不同的VLAN ，并为PC 配置相应的IP 地址。

在S2上创建VLAN10和VLAN20，把连接CLIENT -1的E0/0/1和连接CLIENT -2的E0/0/2接口配置为Access 类型接口，并分别划分到相应的VLAN 中。

截图操作结果：在S3上创建VLAN30，把连接CLIENT -3的E0/0/1接口配置为Access 类型接口，并划分到VLAN30。

截图操作结果：交换机之间或交换机和路由器之间连接的接口需要传递多个VLAN 信息，需要配置成Trunk 接口。

将S2和S3的GE0/0/2接口配置成Trunk 类型接口，并允许所有VLAN 通过。

截图操作结果：在S1上创建VLAN10、VLAN20和VLAN30，并配置交换机和路由器相连的接口为Trunk ，允许所有VLAN 通过。

截图操作结果：2．配置路由器子接口和IP 地址由于路由器R1只有一个实际的物理接口与交换机S1相连，可以在路由器上配置不同的逻辑子接口来作为不同VLAN 的网关，从而达到节省路由器接口的目的。

在R1上创建子接口GE0/0/1.1，配置IP 地址192.168.1.254/24，作为人事部网关地址。

（子接口一般配置在路由器上， 当一个物理接口需要配置多个IP 网段时，使用。

）命令行格式：[R1]interface GigabitEthernet0/0/1.1[R1-GigabitEthernet0/0/1.1]ip address 192.168.1.254 24S2 S3S1在R1上创建子接口GE0/0/1.2，配置IP地址192.168.2.254/24，作为市场部网关地址。

利用三层交换机实现VLAN间路由一、拓扑图Switch_2960 1 台；Swithc_3560 1 台；PC 3 台；直连线VLAN2 VLAN3二、配置步骤(1)S2960:Switch>enSwitch#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#vlan 2Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#vlan 3Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#int f0/2Switch(config-if)#switchport access vlan 2Switch(config-if)#int f0/3Switch(config-if)#switchport access vlan 3Switch(config-if)#int f0/1Switch(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 upSwitch(config-if)#exitSwitch(config)#exit(2)S3560Switch>enSwitch#conf tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#vlan 2Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#vlan 3Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#int f0/1Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q //配置trunk 链路的封装类型，同一链路的两端封装要相同。