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[摘 要]随着网络的日益发展，VLAN技术在网络中的应用越来越广，它可以将一个物理网络划分为若干个虚拟网络，每个虚拟网络相对独立，分割了广播域，抑制了广播，提高了网络利用率。如果不同虚拟网络之间要通信，可以使用路由器与可以使用三层交换机，本文对这两种设备实现不同VLAN间的通信进行分析。
[关键词]VLAN 通信 三层交换机 路由器
中图分类号：TD421.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0027-01
目前，VLAN技术在交换网络中得到了广泛的应用，它可以将一个物理局域网划分为若干个相互独立的虚拟局域网（即VLAN），并且不受地理位置的限制，各个VLAN中的用户就像使用一个真实的局域网一样。VLAN技术限制了广播数据包的扩散，提高了网络内带宽资源的利用率，同时，也提高了网络的安全性。但有时各个VLAN中的主机并不想完全独立，需要相互传递信息，那么如何实现不同VLAN之间相互通信呢？本文将对此问题展开探讨。
一、VLAN、VLAN的划分与VLAN间的通信
VLAN是虚拟局域网的简称，它是将一个物理网络划分为若干逻辑网络，或者说是虚拟网络，即VLAN，这些VLAN不受地理位置的限制，有着和普通物理网络同样的屬性。VLAN的划分使第二层的单播帧、广播帧和多播帧限制一个VLAN内，而不会扩散到其它的VLAN中，大大提高了网络资源的利用率。
VLAN的划分有多种方法，但目前应用最广、最有效的方法是基于接口划分VLAN，它遵循IEEE 802.1q标准，依据以太网交换机的接口来划分，例如，将思科交换机2950-24的1-5接口划分到VLAN 10，11、20接口划分到VLAN 20。网络管理员只需要对这些接口进行配置，而不需要知道这些接口具体连接什么设备。
基于不同的要求，有些不同VLAN中的主机需要相互通信，这种通信不是不同广播域之间的通信，而是一个虚拟网络与其它虚拟网络的通信，所以，VLAN间通信实际就是网络间的路由，要实现不同网络间的路由，需借助于第三层设备路由器或三层交换机。
二、利用路由器实现VLAN间的通信
1.实现不同VLAN通信的条件
使用路由器实现不同VLAN间的通信，需要将路由器的以太网接口与交换机的以太网接口连接，然后使用IEEE 802.1q开启路由器的子接口，并设置与路由器连接的交换机接口，使其成为干道模式，这样就可以实现VLAN之间的通信了。因为数据包从路由器的同一个接口进入和出去，因此形象地称之为单臂路由。
2.工作过程
在此以一台思科2621路由器、一台思科2960交换机（划有VLAN 10和LVAN 20）、两台计算机为例子进行说明，拓扑结构如图1所示。将路由器的F0/0接口划分为两个子接口F0/0.1和F0/0.2，以计算机PC1发送数据帧给PC2为例进行分析。
1）计算机PC1将数据帧发送给交换机，交换机查看MAC地址表，发现需要通过接口f 0/1转发，于是将数据帧打上VLAN 10标签转发给路由器。
2）路由器通过子接口收到数据帧后，将其拆封变为数据包，取出目的地址，查询路由表，然后通过另一子接口转发，转发前转换MAC地址，同时将VLAN的标签转换为VLAN 20。
3）交换机收到数据帧后，除去帧中VLAN 20的标签，查看MAC地址表，将数据帧转给计算机PC2。然后，PC2以同样过程向PC1发送应答数据帧。
3.交换机和路由器的配置分析
1）交换机除了划分VLAN外，需要将与路由器连接的接口设为Trunk模式，在交换机与路由器间形成干道。
2）根据VLAN的个数，将路由器的以太网接口划分为相同数量的子接口。
3）在路由器上，为每个子接口配置IP地址（相应VLAN中计算机的网关），封装802.1Q标准并指定VLAN ID。
三、三层交换机实现VLAN间的通信
利用路由器实现不同VLAN间的通信，对路由器资源消耗很大，转发速率也比较低，容易产生瓶颈。因此现在的网络中一般都采用三层交换机实现VLAN间的通信。
1.什么是三层交换机
三层交换机本质上是带有路由功能的二层交换机，它是将二层交换机和路由器的优势有机地结合起来，具有高性能的交换机模块和路由模块，可实现高速的路由，例如，三层交换机Cisco C3560、RG-S5750等。
2.三层交换机实现VLAN间通信的工作原理
三层交换机实现VLAN间的通信有两种方法，物理法和虚拟接口法，在此，以一台Cisco C3560和两台计算机构成简单的网络进行说明，拓扑结构如下图所示。物理法是通过命令关闭交换机接口的二层功能，开启三层功能来实现路由功能，达到不同VLAN相互通信的目的，这种方法在实际中应用较少；虚拟接口法也叫SVI法，是在三层交换机上为各个VLAN创建虚拟接口，相当于路由器的接口，来实现不同VLAN间的通信。
三层交换机实现VLAN互相访问的原理是，利用三层交换机的路由功能，通过取出收到数据包的目的地址，然后查找路由表转发数据包。三层交换机利用直连路可以实现不同的VLAN之间的访问。（见图2）
3.三层交换机配置分析
使用物理法配置三层交换机，需要通过no switchport命令关闭接口F0/1和F0/2的二层功能，开启接口的路由功能，然后在接口F0/1和F0/2上分别配置IP地址，即计算机的网关，来实现不同VLAN间的通信。
使用虚拟接口法是在三层交换机上配置VLAN 10、VLAN 20，作为的虚拟接口，然后将与计算机连接的接口划分到相应VLAN中（此处VLAN 10和VLAN 20既作为划分的VLAN，又作为虚拟接口），并给VLAN 10、VLAN 20配置IP地址，即计算机的网关，实现不同VLAN间的通信。
结束语
使用路由器实现不同VLAN间的通信，适用于网络中划分了VLAN，但VLAN之间有部分主机需要通信，但交换机不是三层交换机的情况，可以作为网络升级的一种临时策略。三层交换机资源占用少，转发速率快，是实现不同VLAN间通信的理想选择，目的被广泛使用。
参考文献
[1] 刘晓辉.交换机·路由器·防火[M].北京：电子工业出版社，2012.
[2] 张世勇.交换机与路由器配置实验教程[M].北京：机械工业出版社，2012.
[3] 李洛.石硕.交换机/路由器及其配置[M].北京：电子工业出版社，2011.
[4] 王达.Cisco交换机配置与管理完全手[M].北京：水利水电出版社，2013.
[关键词]VLAN 通信 三层交换机 路由器
中图分类号：TD421.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0027-01
目前，VLAN技术在交换网络中得到了广泛的应用，它可以将一个物理局域网划分为若干个相互独立的虚拟局域网（即VLAN），并且不受地理位置的限制，各个VLAN中的用户就像使用一个真实的局域网一样。VLAN技术限制了广播数据包的扩散，提高了网络内带宽资源的利用率，同时，也提高了网络的安全性。但有时各个VLAN中的主机并不想完全独立，需要相互传递信息，那么如何实现不同VLAN之间相互通信呢？本文将对此问题展开探讨。
一、VLAN、VLAN的划分与VLAN间的通信
VLAN是虚拟局域网的简称，它是将一个物理网络划分为若干逻辑网络，或者说是虚拟网络，即VLAN，这些VLAN不受地理位置的限制，有着和普通物理网络同样的屬性。VLAN的划分使第二层的单播帧、广播帧和多播帧限制一个VLAN内，而不会扩散到其它的VLAN中，大大提高了网络资源的利用率。
VLAN的划分有多种方法，但目前应用最广、最有效的方法是基于接口划分VLAN，它遵循IEEE 802.1q标准，依据以太网交换机的接口来划分，例如，将思科交换机2950-24的1-5接口划分到VLAN 10，11、20接口划分到VLAN 20。网络管理员只需要对这些接口进行配置，而不需要知道这些接口具体连接什么设备。
基于不同的要求，有些不同VLAN中的主机需要相互通信，这种通信不是不同广播域之间的通信，而是一个虚拟网络与其它虚拟网络的通信，所以，VLAN间通信实际就是网络间的路由，要实现不同网络间的路由，需借助于第三层设备路由器或三层交换机。
二、利用路由器实现VLAN间的通信
1.实现不同VLAN通信的条件
使用路由器实现不同VLAN间的通信，需要将路由器的以太网接口与交换机的以太网接口连接，然后使用IEEE 802.1q开启路由器的子接口，并设置与路由器连接的交换机接口，使其成为干道模式，这样就可以实现VLAN之间的通信了。因为数据包从路由器的同一个接口进入和出去，因此形象地称之为单臂路由。
2.工作过程
在此以一台思科2621路由器、一台思科2960交换机（划有VLAN 10和LVAN 20）、两台计算机为例子进行说明，拓扑结构如图1所示。将路由器的F0/0接口划分为两个子接口F0/0.1和F0/0.2，以计算机PC1发送数据帧给PC2为例进行分析。
1）计算机PC1将数据帧发送给交换机，交换机查看MAC地址表，发现需要通过接口f 0/1转发，于是将数据帧打上VLAN 10标签转发给路由器。
2）路由器通过子接口收到数据帧后，将其拆封变为数据包，取出目的地址，查询路由表，然后通过另一子接口转发，转发前转换MAC地址，同时将VLAN的标签转换为VLAN 20。
3）交换机收到数据帧后，除去帧中VLAN 20的标签，查看MAC地址表，将数据帧转给计算机PC2。然后，PC2以同样过程向PC1发送应答数据帧。
3.交换机和路由器的配置分析
1）交换机除了划分VLAN外，需要将与路由器连接的接口设为Trunk模式，在交换机与路由器间形成干道。
2）根据VLAN的个数，将路由器的以太网接口划分为相同数量的子接口。
3）在路由器上，为每个子接口配置IP地址（相应VLAN中计算机的网关），封装802.1Q标准并指定VLAN ID。
三、三层交换机实现VLAN间的通信
利用路由器实现不同VLAN间的通信，对路由器资源消耗很大，转发速率也比较低，容易产生瓶颈。因此现在的网络中一般都采用三层交换机实现VLAN间的通信。
1.什么是三层交换机
三层交换机本质上是带有路由功能的二层交换机，它是将二层交换机和路由器的优势有机地结合起来，具有高性能的交换机模块和路由模块，可实现高速的路由，例如，三层交换机Cisco C3560、RG-S5750等。
2.三层交换机实现VLAN间通信的工作原理
三层交换机实现VLAN间的通信有两种方法，物理法和虚拟接口法，在此，以一台Cisco C3560和两台计算机构成简单的网络进行说明，拓扑结构如下图所示。物理法是通过命令关闭交换机接口的二层功能，开启三层功能来实现路由功能，达到不同VLAN相互通信的目的，这种方法在实际中应用较少；虚拟接口法也叫SVI法，是在三层交换机上为各个VLAN创建虚拟接口，相当于路由器的接口，来实现不同VLAN间的通信。
三层交换机实现VLAN互相访问的原理是，利用三层交换机的路由功能，通过取出收到数据包的目的地址，然后查找路由表转发数据包。三层交换机利用直连路可以实现不同的VLAN之间的访问。（见图2）
3.三层交换机配置分析
使用物理法配置三层交换机，需要通过no switchport命令关闭接口F0/1和F0/2的二层功能，开启接口的路由功能，然后在接口F0/1和F0/2上分别配置IP地址，即计算机的网关，来实现不同VLAN间的通信。
使用虚拟接口法是在三层交换机上配置VLAN 10、VLAN 20，作为的虚拟接口，然后将与计算机连接的接口划分到相应VLAN中（此处VLAN 10和VLAN 20既作为划分的VLAN，又作为虚拟接口），并给VLAN 10、VLAN 20配置IP地址，即计算机的网关，实现不同VLAN间的通信。
结束语
使用路由器实现不同VLAN间的通信，适用于网络中划分了VLAN，但VLAN之间有部分主机需要通信，但交换机不是三层交换机的情况，可以作为网络升级的一种临时策略。三层交换机资源占用少，转发速率快，是实现不同VLAN间通信的理想选择，目的被广泛使用。
参考文献
[1] 刘晓辉.交换机·路由器·防火[M].北京：电子工业出版社，2012.
[2] 张世勇.交换机与路由器配置实验教程[M].北京：机械工业出版社，2012.
[3] 李洛.石硕.交换机/路由器及其配置[M].北京：电子工业出版社，2011.
[4] 王达.Cisco交换机配置与管理完全手[M].北京：水利水电出版社，2013.