VLAN间路由教学案例的设计与实现
2018-12-27崔建涛尤春朝胡彩彩
崔建涛，杨 华，崔 霄，尤春朝，胡彩彩
（郑州轻工业学院 软件学院 河南 郑州 450000）
VLAN间路由教学案例的设计与实现
崔建涛，杨 华，崔 霄，尤春朝，胡彩彩
（郑州轻工业学院 软件学院 河南 郑州 450000）
为了解决不同VLAN间路由的问题，设计了三个基于交换路由技术的VLAN间路由教学案例，并详细介绍了案例的实现过程。经反复测试，所设计的VLAN间路由网络运行稳定可靠，成功解决了不同VLAN间路由的问题。本案例有利于更好理解不同VLAN间通信的原理，也为广大科技工作者提供了有益的参考。
案例；虚拟局域网；路由；接口
1 引言
一个VLAN对应一个广播域，对应一个子网，因此VLAN之间的通信需要通过路由器或三层交换机来实现，也称作VLAN间路由[1，2，3]。本文主要介绍三种VLAN 间路由教学案例的设计与实现。
2 案例1
通过多条物理路径将路由器连接到局域网交换机，如图1所示。每个VLAN具有一条独立的物理路径。为网络层设备上的物理接口配置IP 地址之后，路由表里便具有到达所有子网的C路由（直连connected）[1]，从而实现不同VLAN 间的路由。
2.1 案例1拓扑图
图1 案例1拓扑图
2.2 案例1VLAN、接口及地址表
案例1的VLAN、接口及地址表，如表1(a)-(b)所示。
表1(a) 案例1的VLAN、子网及接口对应关系
表1(b) 案例1的接口及IP地址表
2.3 案例1实现
交换机SW1配置脚本：
Switch〉enable
Switch#configure terminal
Switch(config)#host SW1
SW1(config)#vlan 10
SW1(config-vlan)#name 10
SW1(config-vlan)#exi
SW1(config)#vlan 20
SW1(config-vlan)#name 20
SW1(config-vlan)#exi
SW1(config)#inter range fas0/1，fas0/23
SW1(config-if)#sw acc vlan 10
SW1(config-if)#exi
SW1(config)#inter range fas 0/2，fas0/24
SW1(config-if)#sw acc vlan 20
SW1(config-if)#exi
SW1(config)#end
SW1#write
路由器Router配置脚本：
Router〉enable
Router#configure terminal
Router(config)#inter fas 0/0
Router(config-if)#ip addr 192.168.10.254 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutd
Router(config-if)#exit
Router(config)#inter fas 0/1
Router(config-if)#ip addr 192.168.20.254 255.255.255.0
Router(config-if)#no shutd
Router(config-if)#end
Router#write
2.4 案例1连通性测试
在PC1上测试到PC2的连通性，测试结果正常，反之亦然。在路由器上测试到PC1、PC2的连通性，测试结果正常。执行Router#show ip route查看路由表，输出C 192.168.10.0/24、C 192.168.20.0/24两条直连路由，分别对应Fa0/0、Fa0/1两个物理接口。
3 案例2
在由器和交换机之间创建一条fastethernet连接，并将这条连接配置为802.1Q Trunk中继，通过这条TRUNK在路由器和交换机之间传输所有VLAN通信量[2]，如图2所示。在路由器的快速以太网端口上创建子接口，并在这些子接口上封装dot1q，并为每个子接口配置IP地址，即可为每个VLAN对应一个IP网关地址。
3.1 案例2拓扑图
图2 案例2拓扑图
3.2 案例2的VLAN、接口及地址表
案例2的VLAN、接口及地址表，如表2(a)-(b)所示。
表2(a) 案例1的VLAN、子网及接口对应关系
表2(b) 案例2的接口及IP地址表
3.3 案例2实现
交换机SW1配置脚本：
Switch〉enable
Switch#configure terminal
Switch(config)#host SW1
SW1(config)#vlan 10
SW1(config-vlan)#nam V10
SW1(config-vlan)#exi
SW1(config)#vlan 20
SW1(config-vlan)#nam V20
SW1(config-vlan)#exi
SW1(config)#inter fas0/1
SW1(config-if)#switchp acc vlan 10
SW1(config-if)#exi
SW1(config)#inter fas 0/2
SW1(config-if)#switchp acc vlan 20
SW1(config-if)#exi
SW1(config)#inter fas 0/23
SW1(config-if)#switchp mode trunk
SW1(config-if)#exi
SW1(config)#end
SW1#write
路由器Router配置脚本：
Router(config)#inter fas 0/0
Router(config-if)#no shutd
Router(config-if)#exi
Router(config)#inter fas0/0.10
Router(config-subif)#encaps dot1Q 10
Router(config-subif)#ip addr 192.168.10.254 255.255.255.0
Router(config-subif)#exi
Router(config)#inter fas0/0.20
Router(config-subif)#encaps dot1Q 20
Router(config-subif)#ip addr 192.168.20.254 255.255.255.0
Router(config-subif)#end
Router#wr
3.4 案例2连通性测试
在PC1上测试到PC2的连通性，测试结果正常，反之亦然。在路由器上测试到PC1、PC2的连通性，测试结果正常。执行Router#show ip route查看路由表，输出C 192.168.10.0/24、C 192.168.20.0/24两条直连路由，分别对应Fa0/0.10、Fa0/0.20两个子接口。
4 案例3
此方案综合了案例1和案例2的特点，使用核心交换机代替原来的路由器和二层交换机，如图3所示。为每个VLAN对应一个IP网关地址（使用SVI接口），并启用核心交换机上的路由功能[3]。
4.1 案例3拓扑图
图3 案例3拓扑图
4.2 案例3VLAN、接口及地址表
案例3的VLAN、接口及地址表，如表3(a)-(b)所示。
表3(a) 案例1的VLAN、子网及接口对应关系
表3(b) 案例3 的接口及IP地址表
4.3 案例3实现
核心交换机Switch配置脚本：
Switch〉enable
Switch#configure terminal
Switch(config)#vlan 10
Switch(config-vlan)#name V10
Switch(config-vlan)#exi
Switch(config)#vlan 20
Switch(config-vlan)#name V20
Switch(config-vlan)#exi
Switch(config)#inter vlan 10
Switch(config-if)#ip addr 192.168.10.254 255.255.255.0
Switch(config-if)#exi
Switch(config)#inter vlan 20
Switch(config-if)#ip addr 192.168.20.254 255.255.255.0
Switch(config-if)#exi
Switch(config)#inter fas 0/1
Switch(config-if)#switchp mode acc
Switch(config-if)#switchp acc vlan 10
Switch(config-if)#exi
Switch(config)#inter fas 0/2
Switch(config-if)#switchp mode acc
Switch(config-if)#switchp acc vlan 20
Switch(config)#ip routing
Switch(config)#end
Switch#wr
4.4 案例3测试
在PC1上测试到PC2的连通性，测试结果正常，反之亦然[4，5]。在核心交换上测试到PC1、PC2的连通性，测试结果正常。执行Switch#show ip route，查看路由表输出C 192.168.10.0/24、C 192.168.20.0/24，分别对应Vlan10、Vlan20接口。
5 结语
方案1每个VLAN占用一个独立的物理链路，简单明了，易于理解，但局限性在于，随着VLAN数量的增多，占用路由器上的快速以太网接口也越多。方案2使用子接口，并封装802.1Q，仅占用路由器上的一个快速以太网接口，最节约路由器物理接口，但局限性在于，随着VLAN数量的增多，单个接口的带宽有限，容易形成VLAN间通信的瓶颈。方案3综合了方案1和方案2的优点，使用具有交换、路由功能的三层交换机，性能强大，因此是目前实现VLAN间路由的最佳选择。本文设计了基于交换路由技术的VLAN间路由教学案例，并详细介绍了案例的实现过程，成功解决了不同VLAN间互通的问题[6]。本文有利于理解VLAN间通信的工作原理，也为广大科技工作者研究网络互联提供了有益参考。
[1]冯焕华，任翔，吕尉.基于思科模拟器实现VLAN之间跨设备通信的方案研究[J].云南大学学报(自然科学版)，2017，39( S1)：36-40.
[2］刘燕.基于思科模拟器三层交换机实现VLAN 间路由实验的设计与实现［J］.价值工程，2016，(14)：219-221.
[3]孟丽.单臂路由及三层交换机实现 VLAN 通信的比较[J].电脑知识与技术，2016(06)：23-25.
[4]李辉，崔建涛.基于OSPF的帧中继Hub-Spoke拓扑多点接口网络的研究[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版)，2011，26(03)：77-80.
[5]崔建涛，张玲.基于OSPF和帧中继多点接口的网络工程教学案例设计[J].中国新通信，2016，(01)：106-107.
[6]崔建涛.一种认证环境下Internet共享接入的教学案例研究[J].信息记录材料，2016，(17)：109-111.
TP311.11 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2018）01-0133-04
河南省高等学校2014年重点科研项目(15A520108)。作者简介：崔建涛（1979-），男，汉族，河南郑州人，副教授，硕士，研究方向：网络技术。
