路由交换技术电子教案-ch07-互联小型企业网络（四）

教案序号13周次授课形式讲练结合授课章节名称项目7互联小型企业网络（四）教学目的1.了解VLAN间路由的途经。2.掌握VLAN间路由的配置。教学重点1.掌握单臂路由的配置。教学难点1.掌握三层交换机VLAN间通信的配置。使用教具计算机、ppt、eNSP、触摸白板课外作业复习本节，预习下节课后体会同学们对本堂课的掌握情况良好授课主要内容本项目知识图谱7.4VLAN间路由1．单臂路由（1）单臂路由概述为应对物理接口需求过多的情况，单臂路由技术应运而生，其主要功能是实现VLAN间的通信。单臂路由仅需借助一个以太网接口，通过创建的子接口来充当所有VLAN的网关，以此完成不同VLAN间的数据转发。（2）配置举例图7-11单臂路由如图7-11所示，R1仅需配置一个支持802.1Q封装的以太网接口GE0/0/1，并在此接口下创建2个子接口GE0/0/1.10和GE0/0/1.20，将其分别作为2个VLAN的默认网关。当VLAN10的用户PC1与VLAN20用户PC2通信时，该用户只需把数据包发送给默认网关，默认网关会对数据帧的VLAN标签进行修改，之后将数据包发送至目的主机所在的VLAN，最终完成VLAN间的通信。设备的接口配置如表7-2所示。表7-2设备接口配置设备接口三层IP地址/二层VLANR1GE0/0/1.1010.1.1.254/24GE0/0/1.2020.1.1.254/24S1GE0/0/1Access，VLAN10GE0/0/2Access，VLAN20GE0/0/3Trunk，VLAN1020PC1E0/0/110.1.1.1/24，网关：10.1.1.254PC2E0/0/120.1.1.1/24，网关：20.1.1.254S1上的配置。[S1]vlanbatch1020#创建VLAN10和VLAN20[S1]interfaceGigabitEthernet0/0/1[S1-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess#配置接口类型为Access[S1-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan10#配置默认VLAN[S1-GigabitEthernet0/0/1]interfaceGigabitEthernet0/0/2[S1-GigabitEthernet0/0/2]portlink-typeaccess[S1-GigabitEthernet0/0/2]portdefaultvlan20[S1-GigabitEthernet0/0/2]interfaceGigabitEthernet0/0/3[S1-GigabitEthernet0/0/3]portlink-typetrunk#配置接口类型为Trunk#该接口允许VLAN10和VLAN20的流量通过[S1-GigabitEthernet0/0/3]porttrunkallow-passvlan1020#配置接口类型为TrunkR1上的配置。#进入R1的子接口GE0/0/1.10。在单臂路由中，通过创建子接口来为不同的VLAN提供网关服务，这里的子接口编号10对应VLAN10[R1]interfaceGigabitEthernet0/0/1.10#将该子接口配置为关联VLAN10，dot1q表示该接口执行802.1Q协议，该子接口负责处理VLAN10的帧，并对这些帧进行相应的处理。[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]dot1qterminationvid10[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]ipaddress10.1.1.25424#配置盖子接口的IP地址[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]arpbroadcastenable#启用该子接口的ARP广播功能[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]interfaceGigabitEthernet0/0/1.20[R1-GigabitEthernet0/0/1.20]dot1qterminationvid20[R1-GigabitEthernet0/0/1.20]ipaddress20.1.1.25424[R1-GigabitEthernet0/0/1.20]arpbroadcastenablePC1上pingPC2，可以ping通。PC>ping20.1.1.1Ping20.1.1.1:32databytes,PressCtrl_CtobreakFrom20.1.1.1:bytes=32seq=1ttl=127time=78msFrom20.1.1.1:bytes=32seq=2ttl=127time=79msFrom20.1.1.1:bytes=32seq=3ttl=127time=47msFrom20.1.1.1:bytes=32seq=4ttl=127time=94msFrom20.1.1.1:bytes=32seq=5ttl=127time=78ms2．三层交换机VLAN间通信（1）三层交换机VLAN间通信概述首先，在数据链路层，交换机通过VLAN标签来标识不同VLAN的数据帧，当交换机收到一个数据帧时，会检查其VLAN标签，若目的MAC地址不在本VLAN内，则进入网络层处理。在网络层，三层交换机具备路由功能，拥有自己的路由表，可通过静态配置或动态路由协议学习到各VLAN网段的路由信息。根据数据帧中的目的IP地址，交换机在路由表中查找匹配的条目，确定数据帧要转发到的目标VLAN及下一跳信息，然后对数据帧进行封装或解封装操作，更改MAC地址等信息，最后将数据帧从相应VLAN接口转发出去，实现不同VLAN间设备的通信。（2）配置举例图7-12三层交换机VLAN间通信表7-3设备接口配置设备接口三层IP地址/二层VLANS1GE0/0/1Access，VLAN10GE0/0/2Access，VLAN20GE0/0/3Trunk，VLAN10、VLAN20VLANIF1010.1.1.254/24VLANIF2020.1.1.254/24S2GE0/0/1Access，VLAN10GE0/0/2Access，VLAN20GE0/0/3Trunk，VLAN10、VLAN20VLANIF1010.1.1.253/24VLANIF2020.1.1.253/24PC1E0/0/110.1.1.1/24，网关：10.1.1.254，MAC：5489-9848-1A34PC2E0/0/120.1.1.1/24，网关：20.1.1.254，MAC：5489-98DA-1BA4PC3E0/0/110.1.1.1/24，网关：10.1.1.253，MAC：5489-9839-6797PC4E0/0/120.1.1.1/24，网关：20.1.1.253，MAC：5489-989B-1D90如图7-12所示，S1和S2为三层交换机，S1下联PC1（VLAN10）和PC2（VLAN20），S2下联PC3（VLAN10）和PC4（VLAN20），要求VLAN内与VLAN间的PC都能互相通信，设备接口配置，如表7-3所示。配置如下。S1上的配置。[S1]vlanbatch1020#创建VLAN10和VLAN20#S1的GE0/0/1配置为Access类型，默认VLAN为VLAN10[S1]interfaceGigabitEthernet0/0/1[S1-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess[S1-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan10#S1的GE0/0/2配置为Access类型，默认VLAN为VLAN20[S1-GigabitEthernet0/0/1]interfaceGigabitEthernet0/0/2[S1-GigabitEthernet0/0/2]portlink-typeaccess[S1-GigabitEthernet0/0/2]portdefaultvlan20#S1的GE0/0/3配置为Trunk类型，允许通VLAN10和VLAN20通过[S1-GigabitEthernet0/0/2]interfaceGigabitEthernet0/0/3[S1-GigabitEthernet0/0/3]portlink-typetrunk[S1-GigabitEthernet0/0/3]porttrunkallow-passvlan1020S2上的配置。[S2]vlanbatch1020[S2]interfaceGigabitEthernet0/0/1[S2-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess[S2-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan10[S2-GigabitEthernet0/0/1]interfaceGigabitEthernet0/0/2[S2-GigabitEthernet0/0/2]portlink-typeaccess[S2-GigabitEthernet0/0/2]portdefaultvlan20[S2-GigabitEthernet0/0/2]interfaceGigabitEthernet0/0/3[S2-GigabitEthernet0/0/3]portlink-typetrunk[S2-GigabitEthernet0/0/3]porttrunkallow-passvlan1020S1上配置VLAN10和VLAN20的三层接口。[S1]interfaceVlanif10#创建三层接口VLANIF10，并且配置IP地址[S1-Vlanif10]ipaddress10.1.1.25424[S1-Vlanif10]interfaceVlanif20#创建三层接口VLANIF20，并且配置IP地址[S1-Vlanif20]ipaddress20.1.1.25424S2上配置VLAN10和VLAN20的三层接口。[S2]interfaceVlanif10[S2-Vlanif10]ipaddress10.1.1.25324[S2-Vlanif10]interfaceVlanif20[S2-Vlanif20]ipaddress20.1.1.25324PC1可以ping通PC4的201.1.1.4PC>ping20.1.1.4Ping20.1.1.4:32databytes,PressCtrl_CtobreakFrom20.1.1.4:bytes=32seq=1ttl=127time=78msFrom20.1.1.4:bytes=32seq=2ttl=127time=109msFrom20.1.1.4:bytes=32seq=3ttl=127time=110msFrom20.1.1.4:bytes=32seq=4ttl=127time=109msFrom20.1.1.4:bytes=32seq=5ttl=127time=78msS1从GE0/0/1接收到PC1发来的数据帧：源MAC（PC1-MAC），目的MAC（VLANIF10-MAC），源IP（10.1.1.1），目的IP（20.1.1.4）。这里的源MAC地址是PC1的MAC地址，目的MAC地址是VLANIF10的MAC地址，源IP地址是PC1的IP地址，目的IP地址是PC4的IP地址。S1的GE0/0/1收到该帧后，打上VLAN10的标签：源MAC（PC1-MAC），目的MAC（VLANIF10-MAC），Tag（10），源IP（10.1.1.1），目的IP（20.1.1.4）。S1通过displayarp命令发现目的MAC地址就是VLANIF10的MAC地址。于是S1剥离该帧的VLAN10的标签，将该帧交给三层接口VLANIF10处理。通过查找路由表，发现要到达目的IP网段20.1.1.0/24，需要交给VLANIF20，于是将该帧继续交给VLANIF20处理。[S1]displayiprouting-tableRouteFlags:R-relay,D-downloadtofib------------------------------------------------------------------------------RoutingTables:PublicDestinations:6Routes:6Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface10.1.1.0/24Direct00D10.1.1.254Vlanif1010.1.1.254/32Direct00D127.0.0.1Vlanif1020.1.1.0/24Direct00D20.1.1.254Vlanif2020.1.1.254/32Direct00D127.0.0.1Vlanif20VLANIF20接收该帧后，因为是本VLAN网段20.1.1.0/24，可以本网段直接交付，于是将源MAC地址改成VLANIF20的MAC地址，目的MAC地址改成PC4的MAC地址（displayarp命令可以查找20.1.1.4的MAC地址），打上VLAN20的标签：源MAC（VLANIF20-MAC），目的MAC（PC4-MAC），源IP（10.1.1.1），目的IP（20.1.1.4）。通过查找MAC地址表，发现GE0/0/3和GE0/0/2允许VLAN20通过，于是复制该帧两份，一份从GE0/0/1发给PC2，因为GE0/0/1是Access类型，发出去之前先要剥离VLAN标签，PC2丢弃该帧，因为目的IP地址与自己的IP地址不同。另一份保持原样从GE0/0/3发送给S2，因为GE0/0/3是Trunk类型。[S1]displaymac-addressMACaddresstableofslot0:-----------------------------------------------------------------------------MACAddressVLAN/PEVLANCEVLANPortTypeLSP/LSR-IDVSI/SIMAC-Tunnel-----------------------------------------------------------------------------5489-9839-679710--GE0/0/3dynamic0/-4c1f-cc39-293410--GE0/0/3dynamic0/-5489-989b-1d9020--GE0/0/3dynamic0/-5489-9848-1a3410--GE0/0/1dynamic0/-5489-98da-1ba420--GE0/0/2dynamic0/------------------------------------------------------------------------------Totalmatchingitemsonslot0displayed=5S2从GE0/0/3收到数据帧，查找MAC地址表，发现目的地址与接口GE0/0/2绑定，于是剥离VLAN20的标签：源MAC（VLANIF20-MAC），目的MAC（PC4-MAC），源IP（10.1.1.1），目的IP（20.1.1.4），从GE0/0/2发送给PC3。[S2]displaymac-addressMACaddresstableofslot0:-----------------------------------------------------------------------------MACAddr