HCIA-Datacom笔记之实现VLAN间通信

10.1 使用路由器物理接口

路由器三层接口作为网关，转发本网段前往其它网段的流量。

路由器三层接口无法处理携带VLAN Tag的数据帧，因此交换机上联路由器的接口需配置为Access。

路由器的一个物理接口作为一个VLAN的网关，因此存在一个VLAN就需要占用一个路由器物理接口。

路由器作为三层转发设备其接口数量较少，方案的可扩展性太差。

10.2 使用路由器子接口

子接口（Sub-Interface）是基于路由器以太网接口所创建的逻辑接口，以物理接口ID+子接口ID进行标识，子接口同物理接口一样可进行三层转发。

子接口不同于物理接口，可以终结携带VLAN Tag的数据帧。

基于一个物理接口创建多个子接口，将该物理接口对接到交换机的Trunk接口，即可实现使用一个物理接口为多个VLAN提供三层转发服务。

10.2.1 子接口处理流程

交换机连接路由器的接口类型配置为Trunk，根据报文的VLAN Tag不同，路由器将收到的报文交由对应的子接口处理。

子接口终结VLAN的实质包含两个方面：

对接口接收到报文，剥除VLAN标签后进行三层转发或其他处理。

对接口发出的报文，又将相应的VLAN标签添加到报文中后再发送。

10.2.2 子接口配置示例

子接口需要配置终结的VLAN ID。

路由器根据收到报文的VLAN ID选择对应的子接口处理（子接口接受携带VLAN Tag的报文）。

子接口发送报文时携带配置的termination vid 。

[R1]interface GigabitEthernet0/0/1.10

[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]dot1q termination vid 10

[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]ip address 192.168.10.254 24

[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]arp broadcast enable

[R1]interface GigabitEthernet0/0/1.20

[R1-GigabitEthernet0/0/1.20]dot1q termination vid 20

[R1-GigabitEthernet0/0/1.20]ip address 192.168.20.254 24

[R1-GigabitEthernet0/0/1.20]arp broadcast enable

dot1q termination vid命令：用来配置子接口Dot1q终结的单层VLAN ID。缺省情况，子接口没有配置dot1q终结的单层VLAN ID。

arp broadcast enable命令用来使能终结子接口的ARP广播功能。缺省情况下，终结子接口没有使能ARP广播功能。终结子接口不能转发广播报文，在收到广播报文后它们直接把该报文丢弃。为了允许终结子接口能转发广播报文，可以通过在子接口上执行此命令。

10.3 使用VLANIF技术实现VLAN间通信

10.3.1 三层交换机和VLANIF接口

二层交换机（Layer 2 Switch）指的是只具备二层交换功能的交换机。

三层交换机（Layer 3 Switch）除了具备二层交换机的功能，还支持通过三层接口（如VLANIF接口）实现路由转发功能。

VLANIF接口是一种三层的逻辑接口，支持VLAN Tag的剥离和添加，因此可以通过VLANIF接口实现VLAN之间的通信。

VLANIF接口编号与所对应的VLAN ID相同，如VLAN 10对应VLANIF 10。

10.3.2 VLANIF配置示例

[SW1]vlan batch 10 20

[SW1] interface GigabitEthernet 0/0/1

[SW1-GigabitEthernet0/0/1] port link-type access

[SW1-GigabitEthernet0/0/1] port default vlan 10

[SW1] interface GigabitEthernet 0/0/2

[SW1-GigabitEthernet0/0/2] port link-type access

[SW1-GigabitEthernet0/0/2] port default vlan 20



[SW1]interface Vlanif 10

[SW1-Vlanif10]ip address 192.168.10.254 24

[SW1]interface Vlanif 20

[SW1-Vlanif20]ip address 192.168.20.254 24

10.3.3 VLANIF转发流程

假设PC、三层交换机上都已存在相应的ARP或MAC表项。

PC1与PC2之间通信过程如下：

1、PC1通过本地IP地址、本地掩码、对端IP地址进行计算，发现目的设备PC2与自身不在同一个网段，判断该通信为三层通信，将去往PC2的流量发给网关。PC1发送的数据帧：源MAC = MAC1，目的MAC = MAC2。

2、交换机收到PC1发送的去往PC2的报文，经解封装发现目的MAC为VLANIF10接口的MAC地址，所以将报文交给路由模块继续处理。

3、路由模块解析发现目的IP为192.168.20.2，非本地接口存在的IP地址，因此需要对该报文三层转发。查找路由表后，匹配中VLANIF20产生的直连路由。

4、因为匹配的为直连路由，说明已经到达最后一跳，所以交换机在ARP表中查找192.168.20.2，获取192.168.20.2的MAC地址，交由交换模块重新封装为数据帧。

5、交换模块查找MAC地址表以明确报文出接口、是否需要携带VLAN Tag。最终交换模块发送的数据帧：源MAC = MAC2，目的MAC = MAC3，VLAN Tag = None。

10.5 二、三层接口对比