一：实验目的

1：掌握如何在路由器端口上划分子接口，封装dot1q协议，实现VLAN间的路由。

二：实验仪器设备及软件

硬件：RCMS-C服务器、网线、Windows 2019/2003操作系统的计算机等。具体为：路由器1台、交换机1台、计算机3台。

软件：记事本、WireShark、Chrome浏览器等。

三：实验方案

【实验的网络拓扑图】

四：实验步骤

1：设置计算机的IP地址、子网掩码、网关，并测试计算机之间的连通性。此外，查看交换机上的VLAN配置。

    各个计算机的网络配置，如下表所示。

	IP地址	子网掩码	网关
PC1	10.206.10.2	255.255.255.0	10.206.10.1
PC2	10.206.20.2	255.255.255.0	10.206.20.1
PC3	10.206.30.2	255.255.255.0	10.206.30.1

由于各个计算机位于不同网段下，因此开始的时候，互相之间无法ping通。

具体而言，尝试从PC1向PC2和PC3通信，结果如下图所示。

可以发现，出现请求超时的现象。继续尝试从PC2向PC1和PC3通信，从PC3向PC1和PC2通信，均出现请求超时的现象。因此，计算机在初始状态下，两两之间不具备连通性。

三层交换机上的路由表，如下图所示。

可以发现，交换机上的路由表为空。

2：在交换机上创建VLAN 10，并将端口0/5划分到VLAN 10中；创建VLAN 20，并将端口0/10划分到VLAN 20中；创建VLAN 30，并将端口0/15划分到VLAN 30中。

对交换机端口的VLAN配置过程，如下图所示。

3：将交换机上与路由器相连的端口0/24，定义为Tag VLAN模式。

 对交换机端口的Tag VLAN配置过程，如下图所示。

4：路由器配置，包括删除当前接口的所有IP地址、描述子接口（配置VLAN）、对接口封装802.1q协议并定义等操作。

对路由器端口的配置过程，如下图所示。

5：实验测试。

此处结果在第五部分中进行展示。

五：实验结果及分析

1：启动wireshark软件，计算机之间两两互ping。回答以下问题。

【1】计算机之间能否连通？

能。

PC1尝试ping通PC2和PC3的结果，如下图所示。

【2】能否监控到PC1、PC2、PC3的ICMP包？

能。

PC1发送到PC2的ICMP包，如下图所示。

PC1发送到PC3的ICMP包，如下图所示。

【3】使用show ip route命令查看路由器的路由表，查看交换机的VLAN配置，并与步骤1比较。

路由器的路由表，如下图所示。

与步骤1相比，新增了8条路由表项，并均为直连类型（connected）。分别是3个本地提供的网关、3个直连以太网的逻辑端口、1个默认VLAN 1和1个本地网关。

【4】能否捕获到dot1q协议？如果能抓到，试分析dot1q协议的结构。

    不能。因为Windows系统下的网卡大多数情况下默认会剥离802.1q tag，所以在利用wireshark等抓包工具抓包时，都看不到tag字段。

2：为什么称本实验拓扑的路由器为单臂路由器？

单臂路由是指在路由器的一个接口上通过配置子接口的方式，实现原来相互隔离的不同VLAN之间的互联互通。

在本实验中，路由器的0/0接口用于实现VLAN 10、VLAN 20、VLAN 30的互通。

3：为什么单臂路由器要使用子接口？

因为当一个物理接口被当作多个逻辑接口使用时，需要在这个接口上启用子接口。

在本实验中，路由器只与三层交换机以0/0端口进行连接，但是需要与交换机的3个VLAN网络同时进行功能连接。

4：单臂路由器的子接口共用一个MAC吗？

共用。

路由器的接口收到数据包，检查此包的目的MAC地址, 如果和接口的一样就收下，并进行路由转发，否则就丢弃。不管数据包从哪一个子接口接收，只要数据包的目的MAC地址和接口的MAC地址一样就行。

六：实验总结及体会

1：在路由器上，如果路由器与交换机连接的端口为0/0，则进入子接口使用0/0.port，其中port对应交换机上的端口。

2：删除当前端口的所有IP地址可以采用以下指令，其中port为具体的端口号。

Interface gibabitethernet [port] No ip address Exit

3：描述子接口采用命令description vlan [number]，封装子接口采用命令encapsulation dot1Q [number]。在给路由器的子接口配置IP地址前，必须先封装dot1q协议。

4：通过在路由器上配置单臂路由，可以实现不同VLAN之间的主机通信。

5：路由器中的子接口是逻辑接口，而不是实际的物理接口，但是其功能与物理接口相同。

6：对接口进行描述，可以方便对路由器进行维护，在查看路由器信息时会显示接口的用途。

7：单臂路由数据包的进出均使用同一个接口，因此对路由器的硬件要求比较高。