VLAN、trunk和三层交换-9.26

一、vlan与交换trunk技术

1、vlan

介绍

• 虚拟局域网技术，在交换机上实现，可以从逻辑上将一个大的网络划分若干小的局域网，从而达到控制广播流量的效果。交换机的泛洪流量必须在虚拟局域网内进行。vlan取值为1-4094。

使用

划分局域网，作用为：

• 控制广播流量，不必要的广播不用发送，交换机不必在做泛洪
• 定向单播和组播
• 保证通信的安全性

应用场景和优势

• 在局域网，网络规模不断的扩大，接入的主机以及设备会越来越多，由于交换机没有丢包机制，容易形成环路，在这种情况下，网络中的广播流量越来越大，于是会加重交换机的负担，甚至造成交换机的死机。
• vlan的产生给局域网的设计增加灵活性，使网络管理员在划分工作组的时候，不在受限所出的物理位置。可以根据网络用户的位置、作用部门来进行划分。
• 在vlan技术中，只有同一vlan内的端口内的主机才可以进行通信，不同vlan端口之间不能直接通信访问。因此vlan可以限制个别主机访问服务器资源，这样可以提高局域网络的安全性。

配置vlan基础知识（静态vlan）

• 静态vlan是基于端口的vlan，这是主流的vlan技术模式
• 静态vlan即明确指出交换机的接口属于哪个vlan，需要进行配置
• 当用户主机连接到交换机的端口时，就被分配到了vlan中

交换机接口多个模式

• 访问模式（Access）

  • 访问模式是交换机接口最简单的配置模式。在这种模式下，交换机的接口通常连接到终端设备，如计算机或打印机。以下是访问模式的特点：
    • 接口只属于一个VLAN（虚拟局域网）。这意味着在该接口上，所有流入和流出的数据都只属于这个VLAN。
    • 交换机不会对通过该接口的流量进行VLAN标记，因为假定所有流量都属于同一个VLAN。
    • 访问模式通常用于连接不需要处理多个VLAN流量的设备。

• 中继干道模式（Trunk）

  • 中继干道模式用于交换机之间的连接或交换机与路由器之间的连接。以下是中继模式的特点：

    • 接口可以传输多个VLAN的数据。为了区分不同VLAN的数据，交换机会在数据帧中加入VLAN标记（通常是802.1Q标签）。
    • Trunk接口可以配置允许传输的VLAN列表，从而提供一种方法来控制哪些VLAN可以在网络上传输。
    • 如果没有配置VLAN列表，则默认情况下，trunk接口通常会传输所有VLAN的流量，但可以通过配置来限制这一行为。

• 杂合模式（Hybrid）

  • 杂合模式是思科交换机以外的某些品牌交换机（如华为、H3C）所支持的模式，而思科交换机不支持杂合模式，思科交换机使用的是trunk模式来处理多VLAN的情况。以下是杂合模式的特点：

    • 类似于trunk模式，hybrid接口也可以传输多个VLAN的数据，并且可以添加或移除VLAN标签。
    • 与trunk模式不同，hybrid接口为每个VLAN提供了更细致的控制。例如，可以配置某些VLAN以无标记的方式传输（类似于access模式），而其他VLAN则带标签传输。
    • Hybrid模式提供了更大的灵活性，允许管理员对VLAN数据的传输方式进行更细致的配置。

vlan配置命令（全局模式）

创建一个新的VLAN，其中{vlan-id}是VLAN的编号，通常是一个介于1到4094之间的数字

vlan {vlan-id}

为新创建的VLAN设置一个名称，{vlan-name}是您想要给VLAN命名的字符串

name {vlan-name}

查看设备已经配置的VLAN

show vlan brief

删除指定的VLAN，{vlan-id}是要删除的VLAN编号

no vlan {vlan-id}

访问模式配置

选择要配置的接口，{interface-type}是接口类型（如GigabitEthernet、FastEthernet等），{interface-number}是接口编号

interface {interface-type} {interface-number}

将接口配置为访问模式，这意味着该接口将只属于一个VLAN

switchport mode access

将接口分配给特定的VLAN，{vlan-id}是要分配给该接口的VLAN编号

switchport access vlan {vlan-id}

2、trunk

概念

• 来在不同的交换机之间进行连接，以保证在跨越多个交换机上建立的同一个VLAN的成员能够相互通讯。如果是不同台的交换机上相同id的VLAN要相互通信，那么可以通过共享的trunk端口就可以实现，如果是同一台上不同id的VLAN/不同台不同id的VLAN它们之间要相互通信，需要通过第三方的路由来实现

原理

• 在不同的VLAN数据帧上打上不同的标识

具体原理：

通过在物理链路上添加802.1Q标记，中继链路允许交换机在单个链路上传输多个VLAN的数据。当一个VLAN的帧需要通过中继链路传输时，发送端交换机会在帧中添加包含VLAN ID的标记，然后将帧发送到中继链路；接收端交换机根据帧中的标记识别VLAN ID，将帧转发到对应的VLAN，从而实现不同VLAN间的数据传输和隔离。同时，中继链路还通过VLAN过滤表来控制哪些VLAN可以穿过，确保网络的安全和高效

配置

选择要配置的接口，{interface-type}是接口类型（如GigabitEthernet、FastEthernet等），{interface-number}是接口编号

interface {interface-type} {interface-number}

将接口配置为中继模式，这意味着该接口将可以属于多个VLAN

switchport mode trunk

指定允许通过特定中继（trunk）接口的VLAN

switchport trunk allowed vlan {vlan-id}

移除接口上配置的所有允许VLAN设置，允许所有VLAN通过中继链路

no switchport trunk allowed vlan

二、VTP协议

应用场景

• 若交换机数量较多，划分的VLAN数量较多的情况下，每个交换机单独配置VLAN步骤繁多。通过VTP协议可以实现VLAN区域同步。
• 服务型交换机:我们配置的这台交换机是服务型。
• 客户型交换机:自动获取数据库的交换机。

配置命令

show vtp status

查看交换机vtp状态

vtp mode {server | client | transparent}

• server: 将设备配置为VTP服务器。服务器可以创建、修改和删除VLAN信息。
• client: 将设备配置为VTP客户端。客户端可以学习VTP服务器上的VLAN信息，但不能创建、修改或删除VLAN。
• transparent: 将设备配置为VTP透明模式。透明模式设备不参与VTP，但可以转发VTP消息。

对于服务端来讲，此处的参数应为server；对于客户端来讲，此处的参数应为client

vtp domain [name]

• name: VTP域的名称。所有参与VTP的设备必须配置相同的域名称才能交换VLAN信息。

vlan {vlan-id}

• {vlan-id}：VLAN的编号，通常是一个介于1到4094之间的数字

name {vlan-name}

• {vlan-name}：VLAN命名的字符串

interface {interface-type} {interface-number}

• {interface-type}：接口类型（如GigabitEthernet、FastEthernet等）
• {interface-number}：：接口编号

switchport mode {trunk | access}

对于交换机的接口来讲，此处的参数应为trunk；对于终端的接口来讲，此处的参数应为access

具体示例：

设置主机型交换机vlan区，并设置server模式，将与客户机连接的接口改为trunk口
Switch(config)#vtp mode server
Switch(config)# vtp domain main
Switch(config)#vlan 10
Switch(config-vlan)#name xiaoshou
Switch(config-vlan)#exit
Switch(config)#vlan 20
Switch(config-vlan)#name caiwu
Switch(config-vlan)# exit
Switch(config)#vlan 30
Switch(config-vlan)#name gongcheng
Switch(config-vlan)# exit
Switch(confg)#in r f0/1-2  //r为range，同时配置多个接口
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)#end
将客户机各接口接入到对应van区域，并修改client模式
Switch(config)#vtp mode client
Switch(config)# int f0/1
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 10
Switch(config-if)#exit
Switch(config)# int f0/2
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 20
Switch(config-if)#end

三、三层交换技术

工作原理

• 既可实现普通的在二层的数据交换，也可以实现在第三层的数据转发(在实现数据交换的同时具备了不同网段路由转发的功能)，每一个vlan的虚拟接口就是该网段的网关。
• 三层交换机和路由器的区别:三层交换机只能实现最基本的路由转发功能，但是不支持VPN等技术。
• 简单来说，三层交换=二层交换+三层转发

配置命令

选择要配置的接口，{interface-type}是接口类型（如GigabitEthernet、FastEthernet等），{interface-number}是接口编号

interface {interface-type} {interface-number}

设置中继接口的封装类型为802.1Q，这是标准的VLAN封装类型

switchport trunk encapsulation dot1q

将接口配置为中继模式，允许该接口传输多个VLAN的数据

switchport mode trunk

将三层交换机开启路由功能，并给各个VLAN区域设置网关IP和子网掩码

ip routing

进入VLAN {vlan-id}的配置模式，其中{vlan-id}是VLAN的编号

in vlan {vlan-id}

为VLAN设置网关IP地址和子网掩码，其中{ip-address}是VLAN的网关IP，{subnet-mask}是子网掩码

ip address {ip-address} {subnet-mask}

将三层交换机接口改为路由接口，设置路由接口IP

interface {interface-type} {interface-number}
no switchport
ip address {gateway-ip} {subnet-mask}
no shutdown