第十章 VLAN间路由

第一节 VLAN间路由

驱动问题

什么是VLAN间通信？
- 交换网络中不同VLAN之间的相互通信
如何实现VLAN间通信？
- 不同VLAN的网关之间的直连路由
VLAN间通信的实现方式有哪些？
- 传统直连路由/单臂路由/三层交换

1、什么是VLAN间路由

VLAN间路由是指通过路由器将网络流量从一个VLAN转发到另一个VLAN的过程

2、传统的VLAN间的路由

传统的VLAN间路由需要在路由器和交换机上都有多个物理接口
路由器通过将每个物理接口连接到唯一的VLAN来完成路由
每个接口都配置一个VLAN对应子网的IP地址与之相连
将交换机与路由器相连的端口设置为access模式，并将每个物理接口划分到不同的VLAN中
网络设备使用路由器作为网关来访问与其他VLAN相连的设备

3、配置传统VLAN间路由

步骤一：配置交换机

步骤二：配置路由器

4、验证VLAN间路由

检查路由表 show ip route

验证路由器配置 show running-config

5、单臂路由 VLAN间路由

一种路由器配置，网络中多个VLAN间的流量由一个物理接口路由
路由器接口配置为trunk链路，与交换机的trunk模式端口相连
路由器通过接收带VLAN tag的trunk接口的流量从相邻的交换机进行跨VLAN路由
子接口是指与一个物理接口相关联的多个虚拟接口
子接口是路由器的软件配置，是为网络中唯一的VLAN或子网创建的接口
每个子接口单独配置IP地址和IP地址VLAN分配

6、传统路由VS单臂路由

比较	传统路由	单臂路由
端口限制	每个VLAN一个物理接口	一个物理接口对应多个VLAN
性能	没有带宽竞争	带宽竞争
端口模式	连接到access模式交换机端口	连接到trunk模式的交换机端口
成本	昂贵	便宜
连接的复杂性	更复杂的配置	相对简单的配置

7、配置单臂路由 VLAN间路由

步骤一：配置交换机

步骤二：配置路由器

8、验证单臂路由 VLAN间路由

9、VLAN间路由Ping&Tracert测试

通过ping和tracert来验证路由器是否正常工作

10、交换机基于VLAN之间的路由

具有三层功能的多层交换机可以代替专用路由器进行跨VLAN操作

第二节 VLAN间路由的排错

驱动问题

单臂路由的配置中，容易出现哪些问题？
- 路由器端：子接口（网关）的IP地址、VLAN封装、路由功能开关
- 交换机端：VLAN、接口的Trunk模式、接口的Access模式及VLAN归属
- PC端：IP地址

1、交换机配置问题

交换机的端口没有配置在正确的VLAN中，该VLAN下的设备无法连接到路由器接口，导致无法路由到其他VLAN
- 请在交换机端口执行 switchport access vlan vlan-id接口配置命令
交换机的stick接口没有配置为trunk，配置的每个子接口都不能发送或接收带VLAN tag的流量，导致路由器无法正常工作
- 请在交换机端口执行 switchport mode trunk接口配置命令
交换机链路故障，导致VLAN间路由中断
- 为了降低交换机间链路失效的风险，交换机之间应配置冗余链路和备用路径

2、路由器配置问题

子接口加入错误的VLAN

为了解决这个问题，可以通过encapsulation dot1q vlan-id 命令将子接口配置为正确的VLAN

3、IP寻址问题

为了实现跨VLAN路由，一个路由器需要与所有VLAN相连，可以通过单独的物理接口，也可以通过trunk子接口

每个接口（或子接口）都需要配置与其所连接子网对应的IP地址

show running-config&show ip interface命令用于对IP配置进行验证

为了解决这个问题，可以使用ip address 接口命令为路由器接口配置正确的IP地址

PC机关联的子网的IP地址或子网掩码配置错误

ipconfig命令用于对PC的IP配置进行验证

第三节多层交换实现VLAN间路由

驱动问题

什么是三层交换机？
- 具有路由引擎的交换机，即二层交换机+路由引擎
三层交换机如何实现VLAN间通信？
- 将交换虚拟接口（SVI）作为VLAN内主机的网关，在SVI间实现路由
基于三层交换机的VLAN间通信配置中，各部分容易出现哪些问题？
- 三层交换机三层部分：SVI地址、路由功能开关
- 三层交换机二层部分：VLAN的状态、接口的Access模式及VLAN归属
- PC部分：IP地址、子网掩码、默认网关

1、交换网络设计

随着路由变得更快、更便宜，路由可以传输到核心层和分布层，而不会影响网络性能

2、交换机虚拟接口（SVI）

SVI是在多层交换机中配置的虚拟接口
支持为交换机上存在的任何VLAN创建SVI
VLAN的功能与路由器接口相同
它也可以与路由器接口相同的方式进行配置

3、SVI的用途

为VLAN提供网关，以便将流量路由入或出该网关
提供与交换机的三层IP连接
支持路由协议和桥接配置

4、SVI的优点

比单臂路由快得多，因为所有路由和交换的操作都是基于硬件完成的

不需要从交换机到路由器的外部链接进行路由

延迟要低得多，因为它不需要离开交换机

5、配置具有SVI特性的VLAN间路由

6、三层VLAN间路由问题的排错

传统的VLAN间路由和单臂路由的VLAN间路由的共同问题也在三层交换中得到了体现

VLANs
- VLAN必须在所有交换机上定义
- trunk端口必须开启VLAN
- 端口必须在正确的VLAN内
SVIs
- SVI必须有正确的IP地址
- SVI必须是启动的
- SVI必须与VLAN号匹配
路由
- 路由必须打开
- 每个接口或网络都应加入路由协议
主机
- 主机必须有正确的IP地址或子网掩码
- 主机必须有一个默认网关与SVI或路由端口相关联

7、交换机的路由端口

路由端口是一个物理端口，作用类似于路由器上的端口
二层协议（如STP）除了LACP、Ether Channel等部分协议外，在路由接口上不起作用
在交换机组网中，路由端口主要配置在核心层和分布式层交换机之间
路由端口用于点对点链路，不支持子接口
如果需要配置路由端口，请在相应端口上使用no switchport接口配置命令
需要配置IP地址和其他三层参数

8、配置VLAN间路由与路由端口