基于CISCO PT軟件模擬VLAN間路由的應(yīng)用

龍鋒

摘要：VLAN是對(duì)連接到的第二層或三層交換機(jī)端口的網(wǎng)絡(luò)用戶進(jìn)行邏輯分段，起到隔離邏輯端口的作用。為了能夠在VLAN間通信，需要利用OSI參照模型中第三層——網(wǎng)絡(luò)層的信息（IP地址）來(lái)進(jìn)行路由。所以不同的VLAN間通信必須使用第三層交換設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文將采用路由器和三層交換機(jī)兩種不同的三層設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的VLAN間路由，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且基于Cisco PT（Packet Tracer）模擬軟件進(jìn)行模擬仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了VLAN間路由不同的實(shí)現(xiàn)方法的可行性，并分析了各實(shí)現(xiàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：VLAN；廣播域；VLAN間路由；第三層交換設(shè)備；Cisco Packet Tracer

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）27-0034 -02

1 引言

近年來(lái)，局域網(wǎng)的覆蓋率越來(lái)越高，大部分企事業(yè)單位都建立了交換式局域網(wǎng)。隨著局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)量的日益增多，廣播域過(guò)大帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)擁塞、網(wǎng)絡(luò)安全等問(wèn)題日益嚴(yán)重。VLAN技術(shù)是在第二層網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備上實(shí)現(xiàn)隔離廣播域的有效方法。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，交換機(jī)、路由器已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)的主流設(shè)備。隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷延伸和擴(kuò)展，用來(lái)隔離網(wǎng)絡(luò)間廣播域的VLAN技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。在配置有多個(gè)VLAN的交換式局域網(wǎng)中，VLAN間路由的實(shí)現(xiàn)保證了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的暢通運(yùn)行。VLAN劃分、VLAN間通信等VLAN相關(guān)技術(shù)可以提高網(wǎng)絡(luò)的性能、提高可管理性和安全性，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)工程中已得到廣泛應(yīng)用。

2 Cisco PT軟件介紹

PT是Cisco公司針對(duì)其CCNA認(rèn)證開發(fā)的一個(gè)用來(lái)設(shè)計(jì)、配置和故障排除網(wǎng)絡(luò)的模擬軟件。使用者需要自己創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并通過(guò)一個(gè)圖形接口配置該拓?fù)渲械脑O(shè)備。軟件還提供一個(gè)分組傳輸模擬功能讓使用者觀察分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸過(guò)程。

2.1 模擬器的工作界面

Cisco Packet Tracer工作界面包含：菜單、快捷工具欄、工作拓?fù)鋱D區(qū)、設(shè)備列表區(qū)、報(bào)文跟蹤區(qū)幾個(gè)部分。

2.2 在模擬器中組建和配置網(wǎng)絡(luò)

利用Cisco Packet Tracer模擬器繪制出拓?fù)鋱D具體步驟如下：

1）添加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在設(shè)備類型列表中選擇所需設(shè)備類型，并在設(shè)備型號(hào)列表點(diǎn)擊所需的目標(biāo)設(shè)備。根據(jù)要求，最終將需要的設(shè)備逐一添加到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔ぷ鲄^(qū)域中。

2）連接設(shè)備。在同種設(shè)備之間需要使用交叉線，不同種設(shè)備之間直連即可。

3）配置。點(diǎn)擊各個(gè)設(shè)備，進(jìn)行相關(guān)配置。

2.3 利用模擬器測(cè)試網(wǎng)絡(luò)

點(diǎn)擊網(wǎng)絡(luò)中的連接在一臺(tái)交換機(jī)上的主機(jī)，在命令提示符中輸入命令ping+網(wǎng)絡(luò)中連在另一臺(tái)交換機(jī)的主機(jī)地址，就能測(cè)試跨交換機(jī)的通信。

3 基于路由器子接口的VLAN間路由

3.1 方案設(shè)計(jì)

VLAN之間的路由可定義為使用路由器從一個(gè) VLAN 向另一個(gè) VLAN 轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)流量的過(guò)程。VLAN 與網(wǎng)絡(luò)中唯一的 IP 子網(wǎng)相關(guān)聯(lián)。所以使用路由器的一個(gè)物理端口連接多個(gè)不同的VLAN，即單臂路由。子網(wǎng)的這種配置為實(shí)現(xiàn)多 VLAN 環(huán)境中的路由過(guò)程提供了依據(jù)。通過(guò)路由器進(jìn)行 VLAN 間路由時(shí)，路由器接口可連接到不同的 VLAN。這些 VLAN 中的設(shè)備通過(guò)路由器向其他 VLAN 發(fā)送流量。如圖1。在交換機(jī)上劃分VLAN 10和VLAN20。

在圖1中路由器和交換機(jī)之間建立了一條Trunk鏈路。在交換機(jī)上劃分VLAN，其中F0/1和F0/2屬于VLAN 10；F0/3和F0/4屬于VLAN 20。

單臂路由中使用了trunk鏈路，默認(rèn)一個(gè)接口之間傳送這個(gè)端口所在的vlan通訊數(shù)據(jù)，封裝trunk就是為了讓他實(shí)現(xiàn)一個(gè)端口傳送多個(gè)vlan的數(shù)據(jù)通信，而封裝上trunk后這個(gè)端口不屬于任何vlan。

3.2 步驟

1）在Cisco Packet Tracer 搭建如圖2所示的拓?fù)洹?/p>

2）配置

①主機(jī)的配置

主機(jī)0

IP地址：192.168.10.68

掩碼：255.255.255.0

網(wǎng)關(guān)：192.168.10.1

主機(jī)1

IP地址：192.168.10.69

掩碼：255.255.255.0

網(wǎng)關(guān)：192.168.10.1

主機(jī)2

IP地址：192.168.20.68

掩碼：255.255.255.0

網(wǎng)關(guān)：192.168.20.1

主機(jī)3

IP地址：192.168.20.69

掩碼：255.255.255.0

網(wǎng)關(guān)：192.168.20.1

②交換機(jī)0的配置

Switch>enable

Switch#configure terminal

Switch （config）#vlan 10

Switch （config-vlan）#int range f 0/1-2

Switch （config-if）#switchport mode access

Switch （config-if）#exit

Switch （config）#vlan 20

Switch （config-vlan）#int f 0/5

Switch （config-if）#switchport mode trunk

Switch （config-if）#exit

配置交換機(jī)后我們可以通過(guò)show vlan命令查看交換機(jī)上VLAN劃分是否正確。如圖3所示：交換機(jī)上已經(jīng)劃分了VLAN 10和VLAN 20，F(xiàn)0/1和F0/2屬于VLAN 10；F0/2和F0/3屬于VLAN 20。

③路由器的配置

Router>enable

Router#configure terminal

//去掉 f0/0 主接口上的 IP 地址

Router（config）#interface f0/0

Router（config-if）#no ip address

//開啟 f0/0 接口

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

//進(jìn)入 f0/0 的子接口 f0/0/0.10 ，將 VLAN10 劃分到子接口中，并配置干道模式

Router（config）#interface f0/0.10

//封裝 dot1Q 協(xié)議

Router（config-subif）#encapsulation dot1Q 10

//給子接口配置 IP 地址

Router（config-subif）#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0

Router（config-subif）#exit

//配置第二個(gè)子接口

Router（config）#interface f0/0.20

Router（config-subif）#encapsulation dot1Q 20

Router（config-subif）#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0

Router（config-subif）#end

Router#

圖4所示的是配置后的拓?fù)鋱D如下：

3.3 測(cè)試與總結(jié)

路由器子接口連接了兩個(gè)VLAN，同時(shí)主機(jī)0和主機(jī)1 同屬于一個(gè)VLAN，主機(jī)2和主機(jī)3同屬于另一個(gè)VLAN，如果主機(jī)0和主機(jī)1能ping通主機(jī)2和主機(jī)3則說(shuō)明這兩個(gè)VLAN間能進(jìn)行正常的通信。

在主機(jī)0上ping主機(jī)2的地址（192.168.20.68）或主機(jī)3的地址（192.168.20.69），結(jié)果顯示可以ping通。在主機(jī)2上ping主機(jī)0的地址（192.168.10.68）或主機(jī)1的地址（192.168.10.69），結(jié)果顯示也可以ping通，如圖4-10所示。同樣的在屬于VLAN 10的主機(jī)1上ping主機(jī)2或主機(jī)3的地址，在屬于VLAN 20的主機(jī)2上ping主機(jī)0或主機(jī)1的地址，結(jié)果顯示都可以ping通，也就是說(shuō)VLAN 10 和VLAN 20之間可以進(jìn)行通信。

通過(guò)配置路由器和交換機(jī)之間的主干路線，使用路由器子接口實(shí)現(xiàn)不同的VLAN之間的互相通信。

4 總結(jié)

本文研究了不同VLAN之間的通信問(wèn)題，使用路由器和交換機(jī)設(shè)計(jì)出了實(shí)現(xiàn)不同VLAN之間通信的方案，即基于路由器的物理接口、子接口，并在Cisco Packet Tracer仿真環(huán)境中給出了詳細(xì)的仿真過(guò)程。

參考文獻(xiàn)：

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