路由交換技術(shù)電子教案-ch07-互聯(lián)小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)（四）

教案序號13周次授課形式講練結(jié)合授課章節(jié)名稱項目7互聯(lián)小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)（四）教學(xué)目的1.了解VLAN間路由的途經(jīng)。2.掌握VLAN間路由的配置。教學(xué)重點1.掌握單臂路由的配置。教學(xué)難點1.掌握三層交換機(jī)VLAN間通信的配置。使用教具計算機(jī)、ppt、eNSP、觸摸白板課外作業(yè)復(fù)習(xí)本節(jié)，預(yù)習(xí)下節(jié)課后體會同學(xué)們對本堂課的掌握情況良好授課主要內(nèi)容本項目知識圖譜7.4VLAN間路由1．單臂路由（1）單臂路由概述為應(yīng)對物理接口需求過多的情況，單臂路由技術(shù)應(yīng)運而生，其主要功能是實現(xiàn)VLAN間的通信。單臂路由僅需借助一個以太網(wǎng)接口，通過創(chuàng)建的子接口來充當(dāng)所有VLAN的網(wǎng)關(guān)，以此完成不同VLAN間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。（2）配置舉例圖7-11單臂路由如圖7-11所示，R1僅需配置一個支持802.1Q封裝的以太網(wǎng)接口GE0/0/1，并在此接口下創(chuàng)建2個子接口GE0/0/1.10和GE0/0/1.20，將其分別作為2個VLAN的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。當(dāng)VLAN10的用戶PC1與VLAN20用戶PC2通信時，該用戶只需把數(shù)據(jù)包發(fā)送給默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)會對數(shù)據(jù)幀的VLAN標(biāo)簽進(jìn)行修改，之后將數(shù)據(jù)包發(fā)送至目的主機(jī)所在的VLAN，最終完成VLAN間的通信。設(shè)備的接口配置如表7-2所示。表7-2設(shè)備接口配置設(shè)備接口三層IP地址/二層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，網(wǎng)關(guān)：10.1.1.254PC2E0/0/120.1.1.1/24，網(wǎng)關(guān)：20.1.1.254S1上的配置。[S1]vlanbatch1020#創(chuàng)建VLAN10和VLAN20[S1]interfaceGigabitEthernet0/0/1[S1-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess#配置接口類型為Access[S1-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan10#配置默認(rèn)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#配置接口類型為Trunk#該接口允許VLAN10和VLAN20的流量通過[S1-GigabitEthernet0/0/3]porttrunkallow-passvlan1020#配置接口類型為TrunkR1上的配置。#進(jìn)入R1的子接口GE0/0/1.10。在單臂路由中，通過創(chuàng)建子接口來為不同的VLAN提供網(wǎng)關(guān)服務(wù)，這里的子接口編號10對應(yīng)VLAN10[R1]interfaceGigabitEthernet0/0/1.10#將該子接口配置為關(guān)聯(lián)VLAN10，dot1q表示該接口執(zhí)行802.1Q協(xié)議，該子接口負(fù)責(zé)處理VLAN10的幀，并對這些幀進(jìn)行相應(yīng)的處理。[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]dot1qterminationvid10[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]ipaddress10.1.1.25424#配置蓋子接口的IP地址[R1-GigabitEthernet0/0/1.10]arpbroadcastenable#啟用該子接口的ARP廣播功能[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=78ms2．三層交換機(jī)VLAN間通信（1）三層交換機(jī)VLAN間通信概述首先，在數(shù)據(jù)鏈路層，交換機(jī)通過VLAN標(biāo)簽來標(biāo)識不同VLAN的數(shù)據(jù)幀，當(dāng)交換機(jī)收到一個數(shù)據(jù)幀時，會檢查其VLAN標(biāo)簽，若目的MAC地址不在本VLAN內(nèi)，則進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)層處理。在網(wǎng)絡(luò)層，三層交換機(jī)具備路由功能，擁有自己的路由表，可通過靜態(tài)配置或動態(tài)路由協(xié)議學(xué)習(xí)到各VLAN網(wǎng)段的路由信息。根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的IP地址，交換機(jī)在路由表中查找匹配的條目，確定數(shù)據(jù)幀要轉(zhuǎn)發(fā)到的目標(biāo)VLAN及下一跳信息，然后對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行封裝或解封裝操作，更改MAC地址等信息，最后將數(shù)據(jù)幀從相應(yīng)VLAN接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，實現(xiàn)不同VLAN間設(shè)備的通信。（2）配置舉例圖7-12三層交換機(jī)VLAN間通信表7-3設(shè)備接口配置設(shè)備接口三層IP地址/二層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，網(wǎng)關(guān)：10.1.1.254，MAC：5489-9848-1A34PC2E0/0/120.1.1.1/24，網(wǎng)關(guān)：20.1.1.254，MAC：5489-98DA-1BA4PC3E0/0/110.1.1.1/24，網(wǎng)關(guān)：10.1.1.253，MAC：5489-9839-6797PC4E0/0/120.1.1.1/24，網(wǎng)關(guān)：20.1.1.253，MAC：5489-989B-1D90如圖7-12所示，S1和S2為三層交換機(jī)，S1下聯(lián)PC1（VLAN10）和PC2（VLAN20），S2下聯(lián)PC3（VLAN10）和PC4（VLAN20），要求VLAN內(nèi)與VLAN間的PC都能互相通信，設(shè)備接口配置，如表7-3所示。配置如下。S1上的配置。[S1]vlanbatch1020#創(chuàng)建VLAN10和VLAN20#S1的GE0/0/1配置為Access類型，默認(rèn)VLAN為VLAN10[S1]interfaceGigabitEthernet0/0/1[S1-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess[S1-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan10#S1的GE0/0/2配置為Access類型，默認(rèn)VLAN為VLAN20[S1-GigabitEthernet0/0/1]interfaceGigabitEthernet0/0/2[S1-GigabitEthernet0/0/2]portlink-typeaccess[S1-GigabitEthernet0/0/2]portdefaultvlan20#S1的GE0/0/3配置為Trunk類型，允許通VLAN10和VLAN20通過[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的三層接口。[S1]interfaceVlanif10#創(chuàng)建三層接口VLANIF10，并且配置IP地址[S1-Vlanif10]ipaddress10.1.1.25424[S1-Vlanif10]interfaceVlanif20#創(chuàng)建三層接口VLANIF20，并且配置IP地址[S1-Vlanif20]ipaddress20.1.1.25424S2上配置VLAN10和VLAN20的三層接口。[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從GE0/0/1接收到PC1發(fā)來的數(shù)據(jù)幀：源MAC（PC1-MAC），目的MAC（VLANIF10-MAC），源IP（10.1.1.1），目的IP（20.1.1.4）。這里的源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收到該幀后，打上VLAN10的標(biāo)簽：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通過displayarp命令發(fā)現(xiàn)目的MAC地址就是VLANIF10的MAC地址。于是S1剝離該幀的VLAN10的標(biāo)簽，將該幀交給三層接口VLANIF10處理。通過查找路由表，發(fā)現(xiàn)要到達(dá)目的IP網(wǎng)段20.1.1.0/24，需要交給VLANIF20，于是將該幀繼續(xù)交給VLANIF20處理。[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接收該幀后，因為是本VLAN網(wǎng)段20.1.1.0/24，可以本網(wǎng)段直接交付，于是將源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的標(biāo)簽：源MAC（VLANIF20-MAC），目的MAC（PC4-MAC），源IP（10.1.1.1），目的IP（20.1.1.4）。通過查找MAC地址表，發(fā)現(xiàn)GE0/0/3和GE0/0/2允許VLAN20通過，于是復(fù)制該幀兩份，一份從GE0/0/1發(fā)給PC2，因為GE0/0/1是Access類型，發(fā)出去之前先要剝離VLAN標(biāo)簽，PC2丟棄該幀，因為目的IP地址與自己的IP地址不同。另一份保持原樣從GE0/0/3發(fā)送給S2，因為GE0/0/3是Trunk類型。[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從GE0/0/3收到數(shù)據(jù)幀，查找MAC地址表，發(fā)現(xiàn)目的地址與接口GE0/0/2綁定，于是剝離VLAN20的標(biāo)簽：源MAC（VLANIF20-MAC），目的MAC（PC4-MAC），源IP（10.1.1.1），目的IP（20.1.1.4），從GE0/0/2發(fā)送給PC3。[S2]displaymac-addressMACaddresstableofslot0:-----------------------------------------------------------------------------MACAddr