三层交换机实现VLAN间通信_三层交换机vlan间互通

一、基础知识

1、VLAN基础知识

第二层交换式网络存在很多缺陷。例如，全网属于一个广播域，极易引起广播碰撞和广播风暴等问题，必然会造成网络带宽资源的极大浪费;网络安全性不高，所有用户都可以监听到服务器以及其他设备端口发出的数据包;蠕虫病毒泛滥，如果不对局域网进行有效的广播域隔离，一旦病毒发起泛洪广播攻击，将会很快占用完网络的带宽，导致网络阻塞和瘫痪。

虚拟局域网(VLAN) ，允许一组不限物理位置的用户群共享一个独立的广播域，可在一个物理网络中划分多个 VLAN，即可使不后的用户群属于不同的广播域。这样，通过划分用户群，控制广播范围等方式VLAN 技术能够从根本上解决网络效率与安全性等问题。

实际局域网划分VLAN 后，每个 VLAN 是一个单独的广播域，所以在默认情况下，不同 VLAN 中的计算机之间无法通信。允许此类计算机之间通信的种方法是 VLAN 间路由，它是使用三层设备 (如三层交换机或路由器)从一个VLAN向另一个 VLAN转发网络流量的过程。

在企业网和校园网中，三层交换机解决了局域网 VLAN必须依赖路由器进行管理的局面。利用三层交换机在局域网中划分 VLAN，可以满足用户端多种灵活的逻辑组合，对不同 VLAN之间可以根据需要设定不同的访问权限，以此增加网络的整体安全性，极大地提高网络管理员的工作效率，而且三层交换机可以合理配置信息资源，降低网络配置成本，使得交换机之间的连接变得灵活。

每个VLAN与网络中唯一的IP 子网相关联，VLAN 中的每个设备配置一个相同网段的IP 地址，不同的 VLAN 使用不同网段的IP 地址。这种子网VLAN 关联简化了多 VLAN 环境中的路由处理。三层交换机属于三层设备，因此，它是实现 VLAN 间设备通信的良好选择。

为了使第三层交换机执行路由功能，交换机上的 VLAN 接口须配置合适的IP 地址，该IP 地址就是该 VLAN 中主机的网关地址。

管理员可以手动指定交换机之间的链路是否形成中继，交换机也可以采用DTP(Dynamic Trunk Protocl) 自动协商形成中继链路。DTP有4种协商形成中继链路的模式。negotiate 模式强制把交换机接口置于中继模式，并会主动发送协商包或者响应对方的协商包;desirable 模式期望把交换机接口置于中继模式，并会主动发送协商包或者响应对方的协商包，只要对方能响应协商包，则交换机之间的接口会成功协商成中继模式;auto 模式不会主动发送协商包，但会响应对方的协商包，如果对方主动发送了协商包，则会成功协商成中继模式!nonegotiate 模式把接口强制置于中继模式，但不会主动发送协商包，也不响应对方的协商包，除非对方也已经把接口强制置于中继模式，否则交换机之间的接口无法形成中继链路。

2、VLAN中继

由于VLAN的设置通常按逻辑功能而非按物理位置进行，同一 VLAN跨越任意物理位置的多个交换机的情况更为常见。那么，怎样才能使主机间完成正确的识别并进行 VLAN 的内部通信呢?这里包含两层意思:一是属于同一VLAN的成员之间如何实现通信，二是属于不同 VLAN 的数据在交换时如何区分(或者说如何标识)。VLAN 中继 (Trunk Link) 技术就是解决这个问题的有效方法。VLAN 中继是以太网交换机端口和另一个连网设备 (如路由器或交换机)的以太网端口之间的点对点链路，负责在单个链路上传输多个 VLAN的流量。VLAN 中继不属于某个具体的 VLAN，而是作为交换机之间或交换机与路由器之间传输VLAN信息的通道。

3、VTP基础知识

随着中小型企业网络中的交换机数量的增加，全局统筹管理网络中的多个VLAN和中继成为了一个难题。Cisco开发了一种能帮助网络管理员自动完成 VLAN的创建、删除和同步等工作的技术，即虚拟局域网中继协议 (VLANTrunk Protocol，VTP)。

VTP 的主要优点:

• 使用VTP可以减少配置的工作量，减少配置错误的概率，减少配置的不一致性;

• VTP是用来通告VLAN信息的;

• VTP 的作用仅仅在一个管理域内 (可以自己设置哪些交换机属于管理域).

• VTP 只在trunk端口上传播，普通的access端口上是不会传播VTP信息的

VTP 用来管理和配置整个 VLAN交换网络。它允许网络管理员添加、册除或重新配置交换网络，并同时提供对多种网络介质的支持，能够准确、及时地跟踪和监测 VLAN信息，动态地向所有的网络交换机报告当前的网络状况例如 VLAN的添加或删除等。这些新增的 VLAN还具有即插即用的特性，允许管理员在同一个域内管理多个 VLAN。域中所有交换机通过 VTP 通告共享VLAN配置的详细信息，VTP 域包括一台交换机或者共享相同 VTP 域名的多台互连交换机，一台交换机每次只能成为一个 VTP 域的成员。配置 VTP 域的好处是，如果发生配置更改错误，它可以限制该错误在网络中的传播范围。

要成功配置 VTP 服务器，需要遵循以下原则:

• VTP域名是交换机上设置的关键参数。错误配置的VTP域名将影响交换机之间的VLAN同步。

• 在第一台交换机上配置VTP域后，VTP将开始通告VLAN信息。其他通过中继链路相连的交换机会自动接收VTP通告中的VTP域信息。

• 确保VTP域名称精确匹配。特别注意，VTP域名区分大小写。

• 如果要配置VTP口令，要确保对域内需要交换VTP信息的所有交换机上设置相同的口令，没有口令或口令错误的交换机将拒绝VTP通告例如，在全局配置模式下输入“vtp password cisco”后，则要求在这个VTP域内的其他所有交换机都执行这条命令。

• 在VTP服务器上启用VTP之后，再创建VLAN。在启用之前所创建的VLAN会被自动删除。

二、常用命令

1、创建vlan

vlan <vlan ID> [name <vlan名>]

例如：Switch(config)#vlan 10 name xiaoqiang,即创建名为xiaoqiang、ID名为10的VLAN。[ ]里的为可选参数。

2、设置vlan名

name vlan-name

例如：Switch(config-vlan)#name soft_sziit。

3、设置vtp域名

vtp domain <域名>

例如：命令Switch3560(vlan)#vtp domain xiaoqiang 就是设置VTP的域名为xiaoqiang。

随着中小型企业网络中的交换机数量的增加，全局统筹管理网络中的多个VLAN和中继成为了一个难题。Cisco开发了一种能帮助网络管理员自动完成 VLAN的创建、删除和同步等工作的技术，即虚拟局域网中继协议 (VLANTrunk Protocol，VTP)。

4、进入VLAN数据库

vlan database

5、设置端口为存取模式

switchport mode access

6、将端口添加到指定VLAN ID的VLAN中

switchport access vlan <vlan ID>

例如：命令Switch1(config-if)#switchport access vlan 20，即把当前端口划分到VLAN 20中。

7、将当前端口置为永久中继模式

switchport mode trunk

8、把交换机的接口主动变为中继模式

Switchport mode dynamic desirable

例如，思科3560交换机的接口默认是auto模式，如果另一端的交换机接口不是nonegotiate中继协商模式，那么进入端口模式，采用上述命令就可以把当前端口主动协商成中继模式。

9、设置交换机VTP工作模式

vtp mode server|client|transparent

例如：命令Switch1(config)#vtp mode client就是设置交换机工作在VTP客户模式，server为服务器模式，transparent为透明模式。

10、显示VLAN信息

show vlan

11、显示VTP状态

show vtp status

12、显示交换机的端口信息

show interface 端口名 switchport

例如，命令show interface f0/24 switchport可以查看交换机的f0/24口是否处于中继状态、DTP协商中继模式等信息

三、学习情景

学院的信息中心拟按照学院行政部门把学校校园网划分成三个VLAN，校园网的计算机按部门分为三组，分别属于不同的VLAN。计算机的分组情况是：第一组计算机PC11、PC12和PC13属于学院计算机应用系，划分到第一个VLAN;第二组计算机PC21、PC22 和PC23 属于学院软件系，划分到第二个 VLAN，第三组计算机PC31、PC32和 PC33 属于学院通信系，划分到第三个 VLAN，校园网由一台 3560交换机和三台 2960 交换机组成。

四、网络拓扑图

五、相关参数

六、配置计算机IP地址

以PC0为例，其他的和PC0设置方法基本相同

七、VTP域配置

1、在3560三层交换机上配置VTP域名

Switch3560#vlan database
Switch3560(vlan)#vtp domain xiaoqiang
Domain name already set to xiaoqiang
Switch3560(vlan)#ex

2、用命令show vtp status查看当前3560交换机的VTP信息

Switch3560#show vtp status

查看结果：

3、配置Switch0和Switch1的VTP相关参数

下面以Switch0为例设置VTP的域名和工作模式。可以按照同样的命令设置Switch1。

Switch0>en
Switch0#conf t
Switch0(config)#vtp mode client
Setting device to VTP CLIENT mode.
Switch0(config)#vtp domain xiaoqiang
Changing VTP domain name from NULL to xiaoqiang

4、创建VLAN

由于在当前的网络中，只有Switch 3560工作在VTP服务器模式，所以，在Switch3560上创建校园网的VLAN。

Switch3560#vlan database
Switch3560(vlan)#vlan 10
VLAN 10 added:
    Name: VLAN0010
Switch3560(vlan)#vlan 20
VLAN 20 added:
    Name: VLAN0020
Switch3560(vlan)#vlan 30
VLAN 30 added:
    Name: VLAN0030
Switch3560(vlan)#vlan 40
VLAN 40 added:
    Name: VLAN0040
Switch3560(vlan)#ex
APPLY completed.
Exiting....

5、建立交换机的中继链路

• 建立Switch3560与Switch0之间的中继链路

Switch3560#conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch3560(config)#int f0/1
Switch3560(config-if)#switchport mode dynamic desirable

• 建立Switch3560与Switch1之间的中继链路

Switch(config-if)#int f0/2
Switch(config-if)#switchport mode dynamic desirable

6、查看VLAN信息

分别查看两个交换机上的VLAN信息

八、配置各个VLAN网关

在Switch3560上配置各个VLAN网关，这样三层交换机就会产生VLAN间通信所需要的路由表项。

Switch3560#conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch3560(config)#int vlan 10
Switch3560(config-if)#ip add 192.168.10.254 255.255.255.0
Switch3560(config-if)#int vlan 20
Switch3560(config-if)#ip add 192.168.20.254 255.255.255.0
Switch3560(config-if)#int vlan 30
Switch3560(config-if)#ip add 192.168.30.254 255.255.255.0
Switch3560(config-if)#int vlan 40
Switch3560(config-if)#ip add 192.168.40.254 255.255.255.0
Switch3560(config-if)#exit
Switch3560(config)#ip routing

ip routing开启三层交换机路由功能（必不可少）

九、验证

PC0分别ping PC1,PC2,PC3