如何实现跨交换机的vlan

祁聪莹 15310116063

转载自：http://www.elecfans.com/news/wangluo/20171205594232_a.html，有删节

【嵌牛导读】：VLAN是在一个物理网络上划分出来的逻辑网络。这个网络对应与OSI模型的第二层网络。VLAN的划分不受网络端口的实际物理位置的限制；VLAN有着和普通物理网络同样的属性；

【嵌牛鼻子】：VLAN 交换机

【嵌牛提问】：如何实现跨交换机？原理是什么？

【嵌牛正文】：

第二层的单播、广播和多播帧在一个VLAN内转发、扩散，而不会直接进入其他的VLAN之中。

交换机收到广播帧后，只转发到属于统一vlan的其他端口

由于实现了广播域分隔，VLAN可以将广播风暴控制在一个VLAN内部，划分VLAN后，随着广播域的缩小，网络中广播包消耗的带宽所占的比例大大降低，网络性能得到显著的提高；

不同的VLAN间的数据传输是通过第三层（网络层）的路由来实现的，因此使用VLAN技术，结合数据链路层和网络层的交换设备可搭建安全可靠的网络；

同时，由于VLAN是逻辑的而不是物理的，因此在规划网络时可以避免地理位置的限制。

VLAN的划分方法

基于端口的VLAN （ Port-Based ）

基于协议的VLAN （ Protocol-Based ）

基于MAC层分组的VLAN （ MAC-Layer Grouping ）

基于网络层分组的VLAN （ Network-Layer Grouping ）

基于IP组播分组的VLAN （ IP MulTIcast Grouping ）

基于策略的VLAN （ Policy-Based ）

基于端口的静态VLAN

基于端口的静态VLAN是划分虚拟局域网最简单也是最有效的方法，它实际上是某些交换机端口的集合，网络管理员只需要管理和配置交换机的端口，而不管交换机端口连接什么设备。这种划分VLAN的方法是根据以太网交换机的端口来划分的，是目前业界定义VLAN最广泛的方法。IEEE802.1Q规定了这种划分VLAN的国际标准。

基于端口的VLAN在实现上包括两个步骤：

1. 首先启用VLAN（用VLAN ID标识）；

2. 而后将交换机端口指定到相应VLAN下；

隔离的广播域

基于端口的VLAN（Port VLAN）将交换机按端口的VLAN ID 指定实现了逻辑划分，广播域被限定在相同VLAN的端口集合中，不同VLAN间不能直接通信。当使用多台交换机分别配置VLAN后，可以使用Trunk（干道）方式实现跨交换机的VLAN内部连通，交换机的Trunk端口不隶属于某个VLAN， 而是可以承载所有VLAN的帧。

这种实现跨交换机的VLAN技术在早期使用帧过滤，而目前的国际标准规定采用帧标记。网络管理的逻辑结构可以完全不受实际物理连接的限制，极大地提高了组网的灵活性。

何谓Trunk

所谓的Trunk是用来在不同的交换机之间进行连接，以保证在跨越多个交换机上建立的同一个VLAN的成员能够相互通讯，其中交换机之间互联用的端口就称为Trunk端口。Trunk这个词是干线或者树干的意思，不过一般不翻译，直接用原文。

注意：与一般的交换机级联不同，Trunk是基于OSI第二层的。

在交换机之间或交换机与路由器之间，互相连接的端口上配置中继模式（Trunk口是中继口，同一端口传输不同VLAN信息的时候需要设置Trunk），使得属于不同VLAN的数据帧都可以通过这条中继链路进行传输。

帧的格式分为两种：

ISL： Inter-Switch Link， 是Cisco交换机独有的协议；

IEEE 802.1Q：是国际标准协议，被几乎所有的网络设备生产商所共同支持；

默认条件下，Trunk上会转发交换机上存在的所有VLAN的数据。

IEEE 802.1Q标准

IEEE 802.1Q使用4Byte的标记头来定义Tag（标记），Tag头中包括2Byte的VPID（VLAN Protocol IdenTIfier）和2Byte的VCI（VLAN Control InformaTIon）。

基于802.1Q Tag VLAN 用VID来划分不同VLAN，当数据帧通过交换机的时候，交换机根据数据帧中的Tag的VID信息来识别它们所在的VLAN（若帧中无Tag头，则应用帧所通过端口的默认VID来识别它们所在的VLAN）。这使得所有属于该VLAN的数据帧，不管是单播帧、组播帧还是广播帧，都将被限制在该逻辑VLAN中传输。当使用多台交换机分别配置VLAN后，可以使用Trunk方式实现跨交换机的VLAN内部连通，交换机的Trunk端口不隶属于某个VLAN，而是可以承载所有VLAN的帧；

在VLAN配置中，我们可以使用switchport mode命令来指定一个二层接口（switch port）的模式，可以指定该接口为access port或者为trunk port（缺省为access）。

如果一个switch port的模式是access，则该接口只能为一个VLAN的成员，这种接口又称为Port VLAN。

如果一个switch port的模式是trunk，则该接口可以是多个VLAN的成员，这种配置被称为Tag VLAN。

Trunk接口默认可以传输本交换机支持的所有VLAN（1~4094），但是也可以通过设置接口的许可VLAN列表来限制某些VLAN的流量不能通过这个Trunk口。

跨交换机的VLAN划分实例

假设某企业的网络中，计算机PC1和PC3属于营销部门，PC2和PC4属于技术部门，PC1和PC2连接在S2126-1上，PC3和PC4连接在S2126-2上，而两个部门要求互相隔离，本实验的目的是实现跨两台交换机将不同端口划归不同的VLAN。

步骤：

1. 在交换机S2126G-1上创建Vlan10，并将F0/1端口划分到VLAN10中；

2. 在交换机S2126G-1上创建Vlan20，并将F0/2端口划分到VLAN20中；

3. 在交换机S2126G-2上创建Vlan10，并将F0/1端口划分到VLAN10中；

4. 在交换机S2126G-2上创建Vlan20，并将F0/1端口划分到VLAN20中；

5. 把S2126G-1和S2126-2相连的端口F0/6定义为tag vlan模式；

6. 验证PC1和PC3能相互通信，PC2和PC4能相互通信，但PC2和PC3不能相互通信；

关于端口的tag和untag：

1. 若一个端口下将有多个VLAN通过，那这个端口就要以tag方式加到各个VLAN里；

2. 若一个端口下只有一个VLAN通过，那这个端口就可以使用untag方式加到这个VLAN里；

跨交换机实现不同vlan间的通信

操作步骤：

1在二层交换机上的操作

Switch》en

Switch#conf t

Switch1（config）#vlan 100创建vlan 100

Switch1（config-vlan）#exit

Switch1（config）#interface fastethernet 0/1

Switch1（config-if）#switchport access vlan 100 将端口f0/1划分到vlan100中

Switch1（config-if）#exit

Switch1（config）#vlan 200 创建vlan 200

Switch1（config-vlan）#exit

Switch1（config）#interface fatethernet 0/6

Switch1（config-if）#switchport access vlan 200 将端口f0/6划分到vlan200中

Switch1（config-if）#exitSwitch1（config）#vlan 300 创建vlan 300

Switch1（config-vlan）#exit

Switch1（config）#interface fatethernet 0/13

Switch1（config-if）#switchport access vlan 300 将端口f0/13划分到vlan300中把三层交换机与二层交换机相连的端口（0/24）定义为tag vlan模式

Switch1（config）#interface fatethernet 0/24

Switch1（config-if）#switchport mode trunk！ 把端口0/24定义为tag vlan模式。

Switch1#show interface fastethernet 0/24 switchport

2在三层交换机上的操作

Switch》en

Switch#conf t

Switch1（config）#vlan 100创建vlan 100

Switch1（config-vlan）#exit

Switch1（config）#interface fastethernet 0/1

Switch1（config-if）#switchport access vlan 100 将端口f0/1划分到vlan100中

Switch1（config-if）#exit

Switch1（config）#vlan 200 创建vlan 200

Switch1（config-vlan）#exit

Switch1（config）#interface fatethernet 0/6

Switch1（config-if）#switchport access vlan 200 将端口f0/6划分到vlan200中

Switch1（config-if）#exit

Switch1（config）#vlan 300 创建vlan 300

Switch1（config-vlan）#exit

Switch1（config）#interface fatethernet 0/13

Switch1（config-if）#switchport access vlan 300 将端口f0/13划分到vlan300中把二层交换机与三层交换机相连的端口（0/24）定义为tag vlan模式

Switch2（config）#int fa 0/24Switch2（config-if）#switchport mode trunk！ 把端口0/24定义为tag vlan模式。

Switch2#show interface fastethernet 0/24 switchport在三层交换机实现vlan间的通信。

Switch1（config）#interface vlan 100 ！创建虚拟接口vlan 100。

Switch1（config-if）#ip address 192.168.1.254 255.255.255.0！ 设置虚拟接口的ip。

Switch1（config-if）#no shutdown ！开启端口。Switch1（config-if）#exit

Switch1（config）#interface vlan 200 ！创建虚拟接口vlan 200。

Switch1（config-if）#ip address 192.168.2.254 255.255.255.0！ 设置虚拟接口的ip。

Switch1（config-if）#no shutdown ！开启端口。

Switch1（config-if）#exit

Switch1（config）#interface vlan 300 ！创建虚拟接口vlan 300。

Switch1（config-if）#ip address 192.168.3.254 255.255.255.0！ 设置虚拟接口的ip。

Switch1（config-if）#no shutdown ！开启端口。

Switch1#show ip interface ！ 查看ip接口的状态。

3在PC机上的操作

PC6：ip:192.168.1.1

默认网关：192.168.1.254

PC5：ip:192.168.2.1

默认网关：192.168.2.254

PC6：ip:192.168.3.1

默认网关：192.168.3.254

4 ping实现不同vlan间的通信