VLAN はレイヤー 2 ブロードキャスト ドメインを分離でき、異なる VLAN に属するユーザーはレイヤー 2 で通信できません。しかし、実際のアプリケーションでは、異なる VLAN 間の通信を実現する必要がある場合が多く、VLAN 間の通信をどのように実現するか?
レイヤ 3 ルーティングを使用して、ある VLAN から別の VLAN にパケットを転送できます。VLAN ルーティングは、ルーティングを備えたレイヤー 2 スイッチ、またはレイヤー 3 スイッチを通じて実現できます。
熱心な Xiao Wang が、VLAN 間の通信を実現するための次の 3 つの方法を紹介します。
1ルータを介して VLAN ごとに物理インターフェイスを割り当て、VLAN 間通信を実現します
実装方法:ルータ上の各 VLAN に個別のインターフェイスを割り当て、物理リンクを使用してレイヤ 2 スイッチに接続します。
VLAN 間のホストが通信する必要がある場合、データはレイヤ 3 のルータを経由して宛先 VLAN のホストに転送され、VLAN 間の相互通信が実現されます。
構成のアイデア:
ルーターのレイヤー 3 インターフェイスはゲートウェイとして機能し、このネットワーク セグメントから他のネットワーク セグメントにトラフィックを転送します。
ルーターのレイヤー 3 インターフェイスは、VLANTag を伝送するデータ フレームを処理できないため、スイッチ上のルーターに接続されているインターフェイスをアクセスとして設定する必要があります。
利点: 構成とメンテナンスが簡単
欠点:
コストが高すぎるため、 VLAN を追加するたびにポートと物理リンクが必要となり、リソースが無駄になります。
スケーラビリティが低い。VLAN が特定の数まで増加すると、ルータ上のポートの数が少なくなる可能性があります。
特定の VLAN 間のホストは頻繁に通信する必要がない場合があり、各 VLAN がポートを占有するため、ルーターのインターフェイス使用率が低くなります。
したがって、このソリューションは、VLAN 間の通信の問題を解決する実際のアプリケーションには採用されません。
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2 ワンアームルーティングによりVLAN間通信を実現
実装：
在交换机和路由器之间仅使用一个端口+一条物理链路连接。
一个物理端口上设置多个逻辑子接口的方式实现不同vlan间通信。
配置思路：
在交换机上，把连接到路由器的端口配置成Trunk类型的端口，并允许相关VLAN的帧通过。
在路由器上需要创建子接口，逻辑上把连接路由器的物理链路分成了多条。一个子接口代表了一条归属于某个VLAN的逻辑链路。
配置命令：
[R2]interface GigabitEthernet0/0/0.2
[R2-GigabitEthernet0/0/0.2]dot1q termination vid 2
[R2-GigabitEthernet0/0/0.2]ip address 10.1.1.254 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0.2]arp broadcast enable
[R2]interface GigabitEthernet0/0/0.3
[R2-GigabitEthernet0/0/0.3]dot1q termination vid 3
[R2-GigabitEthernet0/0/0.3]ip address 10.2.2.254 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0.3]arp broadcast enable
配置子接口时，需要注意以下几点：
必须为每个子接口分配一个IP地址。该IP地址与子接口所属VLAN位于同一网段。
需要在子接口上配置802.1Q封装，来剥掉和添加VLAN Tag，从而实现VLAN间互通。
在子接口上执行命令arp broadcast enable使能子接口的ARP广播功能。
优点：节省端口和物理链路，成本低，可扩展性好，端口利用率高；
缺点：配置复杂；
3 Vlanif接口实现VLAN间互通（重点掌握）
实现方法：
在三层交换机上配置VLANIF接口来实现VLAN间路由。
如果网络上有多个VLAN，则需要给每个VLAN配置一个VLANIF接口，并给每个VLANIF接口配置一个IP地址。
用户设置的缺省网关就是三层交换机中VLANIF接口的IP地址。
配置命令：
[SW3]vlan batch 2 3
[SW3] interface GigabitEthernet0/0/1
[SW3-GigabitEthernet0/0/1] port link-type access
[SW3-GigabitEthernet0/0/1] port default vlan 2
[SW3] interface GigabitEthernet0/0/2
[SW3-GigabitEthernet0/0/2] portlink-type access
[SW3-GigabitEthernet0/0/2] port default vlan 3
[SW3]interface Vlanif 2
[SW3-Vlanif2]ip address 10.1.1.254 24
[SW3]interface Vlanif 3
[SW3-Vlanif3]ip address 10.2.2.254 24
小思考：数据怎么转发？
当用户主机PC5发送报文给用户主机PC6时，报文的发送过程如下（假设三层交换机Switch上还未建立任何转发表项）。
PC1判断目的IP地址跟自己的IP地址不在同一网段，因此，它发出请求网关MAC地址的ARP请求报文，目的IP为网关IP 10.1.1.1，目的MAC为全F。
报文到达Switch的接口G0/0/1，Switch给报文添加VID=2的Tag（Tag的VID=接口的PVID），然后将报文的源MAC地址+VID与接口的对应关系（1-1-1,2, IF_1）添加进MAC表。
Switch检查报文是ARP请求报文，且目的IP是自己VLANIF2接口的IP地址，给PC1应答，并将VLANIF2接口的MAC地址3-3-3封装在应答报文中，应答报文从G0/0/1发出。同时，Switch会将PC1的IP地址与MAC地址的对应关系记录到ARP表。
PC1收到Switch的应答报文，将Switch的VLANIF2接口的IP地址与MAC地址对应关系记录到自己的ARP表中，并向Switch发送目的MAC为3-3-3、目的IP为PC2的IP地址 10.2.2.2的报文。
报文到达Switch的接口G0/0/1，同样给报文添加VID=2的Tag。
Switch根据报文的源MAC地址+VID与接口的对应关系更新MAC表，并比较报文的目的MAC地址与VLANIF2的MAC地址，发现两者相等，进行三层转发，根据目的IP查找三层转发表，没有找到匹配项，上送CPU查找路由表。
CPU根据报文的目的IP去找路由表，发现匹配了一个直连网段（VLANIF3对应的网段），于是继续查找ARP表，没有找到，Switch会在目的网段对应的VLAN3的所有接口发送ARP请求报文，目的IP是10.2.2.2。从接口G0/0/2发出。
PC2收到ARP请求报文，发现请求IP是自己的IP地址，就发送ARP应答报文，将自己的MAC地址包含在其中。同时，将VLANIF3的MAC地址与IP地址的对应关系记录到自己的ARP表中。
Switch的接口G0/0/2收到PC2的ARP应答报文后，给报文添加VID=3的Tag，并将PC2的MAC和IP的对应关系记录到自己的ARP表中。然后，将PC1的报文转发给PC2，发送前，同样剥离报文中的Tag。同时，将PC2的IP、MAC、VID及出接口的对应关系记录到三层转发表中。
至此，PC1完成对PC2的单向访问。PC2访问PC1的过程与此类似。这样，后续PC1与PC2之间的往返报文，都先发送给网关Switch，由Switch查三层转发表进行三层转发。
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