什么是单臂路由与三层交换机？他们如何实现不同vlan间的通信？

前面我们曾提到细讲交换机配置，什么样的网络能互通，什么样的网络不能互通？，有朋友问到，vlan间需要什么才能通信呢？我们通常提到了，vlan间通信需要三层交换机，那么不用三层交换机能不能通信呢？其实不同VLAN之间相互通信的两种方式，单臂路由、三层交换机，它们分别如何配置呢？哪一种好呢？

今天我们来看下，这两种方式是如何来实现vlan间的通信。

本篇文章要从三个问题开始说起？

1、实现vlan间的通信有哪些方式？

2、它们如何实现？如何配置？

3、它们有什么不同之处？哪一种好？

一、实现不同vlan间的通信有哪些？

我们知道要实现不同vlan间通信，就必须需要有路由功能，单臂路由的实现方式，其实就是普通二层交换机加路由器，从而实现不同vlan间的可以互相通信。

那为什么三层交换机不用路由器？因为三层交换机本身有路由功能，所以不用其它路由就可以实现vlan间的通信。

因此：

不同VLAN之间相互通信的两种方式（单臂路由、三层交换机），我们来看下他们的组网拓扑图，对网络有了解的朋友，就能看出他们的区别。

1、通过单臂路由实现不同VLAN之间的通信，如下图：

2、通过三层交换路由功能实现不同VLAN之间的通信：如下图

当然看这两个拓扑图很多朋友可能不是很清楚，那么下面我们来通过交换机配置来详细了解，如何用两种方式分别实现不同vlan间通信。

二、单臂路由实现不同vlan互通

拓扑图如下：

上面说了，单臂路由组网是由普通交换机与路由器组成，所以我们在配置时，要配置交换机与路由。

1、 交换机SW3的具体配置（主要配置vlan和trunk接口）

第一步：在SW3上创建vlan100、vlan200、vlan300，名称依次为caiwu、xiaoshou、gongcheng。（创建vlan既可以在vlandatabase中，也可以在全局模式下配置，本实验是在vlan database中配置的）。

第二步：在全局模式下，

将f0/1 – 5号端口划分到vlan 100中，

f0/6– 10口划分到vlan 200中，

f0/11 – 15号端口划分到vlan 300中，

并全部配置成access模式。

第三步：使用show vlan显示SW3的vlan配置信息，可以看出配置正确）

第四步：交换机如果通过路由器实现VLAN之间的通信，需要将连接交换机的端口配置成trunk模式，只有trunk线路才能使vlan通过。

2、 路由器R2的具体配置（通过配置路由器子接口封装之后作为每一个vlan的网关）

第一步：在路由器（R2）与交换机（SW3）的端口上配置子接口，每个子接口的IP地址是每个VLAN的网关地址（也可以理解为下一跳地址），并在子接口上封装802.1Q协议（交换机通用封装模式，用命令encapsulation dot1q 封装），如下所示：

第二步：将PC5和PC6分别连接到交换机SW3的f0/6和f0/1上，然后配置PC5的IP地址为192.168.2.1/24，网关为192.168.2.254。PC6的IP地址为192.168.1.1，网关为192.168.1.254。然后用PC5 ping PC6，看是否能ping通。

pc5与pc6处于不同的vlan,如上所示，他们已能够互通，所以不同vlan间已实现互通。

三、三层交换机实现不同vlan间互通

三层交换机的配置我们前面曾多次提到，例子有很多，这里面我们就举个稍显复杂些的例子来举例了，这也是项目中经常会遇到的典型案例。

拓扑图如下：

为了让大家能够更详细的看到代码的注释，我们就不截图，直接发配置代码。

一、【实验目的】

1、同一VLAN里的计算机系统能跨交换机相互通信。

2、不同VLAN里的计算机系统也可以相互通信。

3、各vlan信息如下：

vlan10: 192.168.10.1/24

vlan20: 192.168.20.1/24

vlan30: 192.168.30.1/24

4、各pc ip地址及网关如下：

pc机 ip地址 网关

pc1 192.168.10.2/24 192.168.10.1

pc2 192.168.20.2/24 192.168.20.1

pc3 192.168.10.3/24 192.168.10.1

pc4 192.168.20.3/24 192.168.20.1

pc5 192.168.30.2/24 192.168.30.1

pc6 192.168.20.4/24 192.168.20.1

pc7 192.168.30.3/24 192.168.30.1

二、【配置步骤】

1、交换机s0的配置如下:

Switch> en //进入特权模式

Switch#conf t //进入配置模式

Switch(config)#vlan 10 //创建vlan10

Switch(config-vlan)#vlan 20 //创建vlan20

Enter configuration commands, one perline. End with CNTL/Z.

Switch(config)#int fa0/2 //进入端口0/2

Switch(config-if)#switchport access vlan 10 //把端口 0/2划分给vlan10

Switch(config-if)#exit //退出 端口0/2

Switch(config)#int fa0/3 //进入端口0/3

Switch(config-if)#switchport access vlan 20 //把端口0/3划分给vlan20

Switch(config-if)#exit //退出端口0/3

Switch(config)#int fa0/1 //进入端口0/1

Switch(config-if)#switchport mode trunk //端口模式为trunk

Switch(config-if)#

小结：把交换机S0的下面的端口各pc分配各自的vlan，然后把fa0/1口设为trunk，因为交换机之间设置了trunk接口，使得不同vlan之间能够通过其他的交换机！

2、交换机s1的配置如下:

Switch>en

Switch#conf t

Enter configuration commands, one perline. End with CNTL/Z.

Switch(config)#vlan 10

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#vlan 20

Switch(config-vlan)#vlan 30

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#int f0/2

Switch(config-if)#switchport access vlan 10

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#int f0/3

Switch(config-if)#switchport access vlan 20

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#int f0/4

Switch(config-if)#switchport access vlan 30

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#int f0/1

Switch(config-if)#switchport mode trunk //端口模式为trunk

交换机s1的配置如s0的基本差不多，代码都一样。

3、交换机s2的配置如下:

Switch>en

Switch#conf t

Enter configuration commands, one perline. End with CNTL/Z.

Switch(config)#vlan 20

Switch(config-vlan)#vlan 30

Switch(config-vlan)#exit

Switch(config)#int fa0/2

Switch(config-if)#switchport access vlan 20

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#int fa0/3

Switch(config-if)#switchport access vlan 30

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#int fa0/1

Switch(config-if)#switchport mode trunk

交换机s2的配置如s0、s1的基础差不多，把相应的端口划分到相应的vlan中，没有出现什么新代码。

4、三层交换机3560的配置如下:

Switch>en //进入特权模式

Switch#conf t //进入配置模式

Switch(config)#vlan 10 //创建vlan10

Switch(config-vlan)#vlan 20 //创建vlan20

Switch(config-vlan)#vlan 30 //创建vlan10

Switch(config-vlan)#exit //返回上一级

Switch(config)#int vlan 10 //进入vlan10

Switch(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 //给vlan 10添加ip地址及子网掩码

Switch(config-if)#no shutdown //开启端口

Switch(config-if)#exit //退回 上一极

Switch(config)#int vlan 20 //进入vlan20

Switch(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 //给vlan 20添加ip地址及子网掩码

Switch(config-if)#no shutdown //开启端口

Switch(config-if)#exit //退回上一级

Switch(config)#int vlan 30 //进入vlan30

Switch(config-if)#ip address 192.168.30.1 255.255.255.0 //给vlan 20添加ip地址及子网掩码

Switch(config-if)#no shutdown //开启端口

Switch(config-if)#exit //返回上一级

Switch(config)#int range fa0/2-4 //进入2-4端口

Switch(config-if-range)#switchport mode trunk //端口模式为trunk

Switch#show ip route //显示ip路由

那么这样就配置完成了。

三、总结

从试验过程中可以看出实现不同VLAN之间的两种方式，一个是通过单臂路由实现，另一个是通过三层交换的路由功能实现的，可以说不同VLAN之间的通信必须通过路由功能才能实现通信。

其次，不同网段之间都需要配置下一跳地址（网关）才能通信。那么什么时候用单臂路由，什么时候选择三层交换呢。单臂路由是不具有扩展性的，为什么这么说呢，如果VLAN的数量不断增加，流经路由器与交换机之间链路的流量也变得非常大，这时，这条链路也就成为了整个网络的瓶颈，即使你网络的带宽再快，也是如此。

因此，当网络不断增大，划分的VLAN不断增多的时候，就需要配置三层交换机的路由功能，实现不同VLAN之间的通信（三层交换机的数据表的吞吐量通常为数百万pps，而传统路由器的吞吐量只有10kpps~1Mpps，其次三层交换机是通过硬件来交换和路由选择数据包的，吞吐量当然大了，甚至接近于线速。而路由器只是通过虚拟子接口来交换和路由选择数据包的，不是硬件实施的，吞吐量也就变的小了。

总之一句话：三层交换技术在第三层实现了数据包的高速转发，从而解决了传统路由器低速、负责所造成的网络瓶颈问题。