花式方法搞定 VLAN 间路由 _VLAN

在局域网内，我们会用 VLAN 对不同的用户、不同的部门、不同用途的区域进行分组，一个 VLAN 区分一组用户，便于管理和使用。
什么是 VLAN ？
VLAN 技术能够在逻辑上把一个物理局域网分隔为多个广播域，每个广播域称为一个虚拟局域网（即 VLAN ）。每台主机只能属于一个 VLAN，同属一个 VLAN 的主机通过二层直接通信。划分 VLAN，并不是为了彻底隔绝通信，而是减小广播域传播的范围，过滤多余的包，提高网络的传输效率。

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如何实现不同 VLAN 间的主机通信呢？
VLAN 隔离二层网络，必须通过三层网络设备实现。这些设备根据 IP 地址为不同 VLAN 间的流量执行路由转发的操作，称为 VLAN 间路由。

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实现 VLAN 间路由的方法有哪些？
按照时间和技术发展的顺序，介绍三种 VLAN 间路由的方法。

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第一种：传统 VLAN 间路由路由器的作用是在不同网络之间转发数据包，VLAN 则是在一台或一组交换机上划分不同的局域网，将它们隔离为不同的网段。因此，不同 VLAN 之间的通信需要路由器来进行转发，也就顺理成章了。
不同的 VLAN 连接不同的路由器接口，一个路由器接口连接一个 VLAN 的交换机端口。

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假设 PC 和路由器都有同网段中所有设备的 ARP 缓存表，交换机的 mac 地址表也有各个设备的 MAC 地址信息。那么 PC1 向 PC5 发送数据时，整个过程如下：

PC1 查询路由表，发现 PC5 的 IP 地址在另一个网段，需要通过默认网关进行数据转发；

PC1 以 PC5 的 IP 地址为目的 IP 地址，以默认网关的 MAC 地址为目的 MAC 地址，封装数据帧后发送给交换机；

交换机收到数据帧后，查询 MAC 地址表，找到目的 MAC 地址对应的端口，于是将数据帧从这个端口转发出去，即转发给路由器；

路由器收到数据帧后，查看数据帧的目的 MAC 地址是自己，于是解封装查看目的 IP 地址。根据目的 IP 地址的网络号查询路由表，发现目的网段的直连路由，以及对应的出接口；

路由器以 PC5 的 IP 地址作为目的 IP 地址，以 PC5 的 MAC 地址作为目的 MAC 地址封装报文，并从出接口转发出去，即转发给交换机；

交换机查看数据帧的目的 MAC 地址，并根据目的 MAC 地址，将数据帧转发给 PC5。

相同 VLAN 的主机如何互相通信？
PC1 向 PC2 发送数据时，由于目的 IP 地址与自己处于同一个网段，PC1 会使用 PC2 的 MAC 地址作为目的 MAC 地址封装数据帧；交换机也会直接通过 PC2 的端口，将数据帧转发给 PC2。

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如果不同 VLAN 的 PC1 和 PC3 通讯，交换机是否会直接根据 MAC 地址，把 PC1 发送的报文直接转发给 PC3 ？
MAC 地址表不仅记录了交换机端口和 MAC 地址的对应关系，还包括这个端口的 VLAN 。交换机不会通过查询 MAC 地址表，就把数据帧从不同 VLAN 的端口转发出去。

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传统 VLAN 间路由实验实验拓扑图

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接口列表

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实验要求

ENSP 模拟器
PC1 能 ping 通 PC5

实验步骤

根据接口 IP 地址表，各个设备分别配置 IP 地址。

根据 VLAN 划分表，SW 配置各个端口的 VLAN。

测试：PC1 ping PC5 成功，通过路由器的接口实现 VLAN 间路由。

实验总结进行网络配置前，先梳理出接口列表、接口 IP 地址表和 VLAN 划分表，便于进行设备配置。
第二种：单臂路由路由器用于连接异构网络，特点是有不同类型的物理接口，接口数量少；交换机则是用于组建局域网，特点是物理接口类型少，接口数量多。实际网络环境中，会在一台交换机上创建大量的 VLAN，每个 VLAN 使用一个路由器接口作为默认网关，路由器接口就不够用了。