【计算机网络】课程 实验三 跨交换机实现 VLAN 间路由

news2025/1/8 4:39:26

实验 3 跨交换机实现 VLAN 间路由

一、实验目的

1．理解跨交换机之间VLAN的特点。

2．掌握如何在交换机上划分基于端口的VLAN，给VLAN内添加端口。

3．利用三层交换机跨交换机实现 VLAN 间路由。

二、实验分析与设计

【背景描述】

        为减小广播包对网络的影响，网络管理员在公司内部网络中进行了 VLAN 的划分，为了实现不同 VLAN 间的互相访问，网络管理员利用三层交换机实现 VLAN 间路由。但是由于网络中主机数量较大，部分主机需要通过二层交换机接入到网络中，再利用三层交换机的路由功能实现和其他 VLAN 间路由。

【需求分析】

        在二层交换机上划分 VLAN 配置 Trunk 实现不同 VLAN 的主机接入，在三层交换机上划分VLAN 配置 Trunk 并配置 SVI 接口实现不同 VLAN 间路由。

【实验原理】

        在二层交换机上划分 VLAN 可实现不同 VLAN 的主机接入，而 VLAN 间的主机通信为不同网段间的通信，需要通过三层设备对数据进行路由转发才可以实现，通过在三层交换机上为各 VLAN 配置 SVI 接口，利用三层交换机的路由功能可以实现 VLAN 间的路由。

【实验拓扑】

【实验设备】

三层交换机 1台、二层交换机2台，PC机 2台

三、实验内容与步骤

实验预览：

  1. 创建VLAN：在SW1上创建VLAN 10和VLAN 20。
  2. 配置IP地址：为VLAN 10和VLAN 20配置IP地址。
  3. 配置Trunk：在SW1上配置GigabitEthernet 0/23和0/24端口为Trunk模式。
  4. SW2配置：在SW2上创建VLAN 10，并将端口1划分到VLAN 10，配置端口24为Trunk。
  5. SW3配置：在SW3上创建VLAN 20，并将端口2划分到VLAN 20，配置端口24为Trunk。
  6. PC配置：为PC1和PC2配置IP地址、子网掩码和网关。
  7. 验证测试：从PC1 ping PC2验证VLAN间的路由是否成功。

实验中使用的关键命令整理：

在SW1上创建VLAN并配置IP地址

SW1(config)# vlan 10
SW1(config-vlan)# vlan 20
SW1(config-vlan)# exit

SW1(config)# interface vlan 10
SW1(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
SW1(config-if)# no shutdown
SW1(config-if)# exit

SW1(config)# interface vlan 20
SW1(config-if)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
SW1(config-if)# no shutdown
SW1(config-if)# exit

在SW1上配置Trunk端口

SW1(config)# interface gigabitEthernet 0/23
SW1(config-if)# switchport mode trunk
SW1(config-if)# exit

SW1(config)# interface gigabitEthernet 0/24
SW1(config-if)# switchport mode trunk
SW1(config-if)# exit

在SW2上创建VLAN并配置端口

SW2(config)# vlan 10
SW2(config-vlan)# exit

SW2(config)# interface fastEthernet 0/1
SW2(config-if)# switchport access vlan 10
SW2(config-if)# exit

SW2(config)# interface fastEthernet 0/23
SW2(config-if)# switchport mode trunk
SW2(config-if)# exit

在SW3上创建VLAN并配置端口

SW3(config)# vlan 20
SW3(config-vlan)# exit

SW3(config)# interface fastEthernet 0/2
SW3(config-if)# switchport access vlan 20
SW3(config-if)# exit

SW3(config)# interface fastEthernet 0/24
SW3(config-if)# switchport mode trunk
SW3(config-if)# exit

在PC1和PC2上配置网卡

  • PC1配置：

    • IP地址：192.168.10.2
    • 子网掩码：255.255.255.0
    • 网关：192.168.10.1

  • PC2配置：

    • IP地址：192.168.20.2
    • 子网掩码：255.255.255.0
    • 网关：192.168.20.1

        这些命令涵盖了实验中所有关键的配置步骤，包括VLAN的创建、端口的配置、Trunk的设置以及PC的网络配置。

1．在 SW1 中创建 VLAN。

SW1(config)#vlan 10

SW1(config-vlan)#vlan 20

SW1(config-vlan)#exit

2．在 SW1 上给 VLAN 配置 IP 地址。

SW1(config)#interface vlan 10

SW1(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0

SW1(config-if)#no shutdown

SW1(config-if)#exit

SW1(config)#interface vlan 20

SW1(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0

SW1(config-if)#no shutdown

SW1(config-if)#exit

3．SW1 上配置 Trunk。（交换机之间级联的端口需要配置为 Trunk）

SW1(config)#interface gigabitEthernet 0/23

SW1(config-if)#switchport mode trunk

SW1(config-if)#exit

SW1(config)#interface gigabitEthernet 0/24

SW1(config-if)#switchport mode trunk

SW1(config-if)#exit

4．在 SW2 上创建相应的 VLAN，并将端口1划分到 VLAN。

SW2(config)#vlan 10

SW2(config-vlan)#exit

SW2(config)#interface fastEthernet 0/1

SW2(config-if)#switchport access vlan 10

SW2(config-if)#exit

5．在 SW2 配置端口24为Trunk端口。（交换机之间级联的端口需要配置为 Trunk）

SW2(config)#interface fastEthernet 0/23

SW2(config-if)#switchport mode trunk

SW2(config-if)#exit

6．在 SW3 上创建相应的 VLAN，并将端口2划分到 VLAN。

SW3(config)#vlan 20

SW3(config-vlan)#exit

SW3(config)#interface fastEthernet 0/2

SW3(config-if)#switchport access vlan 20

SW3(config-if)#exit

7．在SW3 上配置端口24为Trunk端口。（交换机之间级联的端口需要配置为 Trunk）

SW3(config)#interface fastEthernet 0/24

SW3(config-if)#switchport mode trunk

SW3(config-if)#exit

8．在 PC1上配置网卡：

IP地址：192.168.10.2 ；子网掩码：255.255.255.0；网关：192.168.10.1

9．在 PC2上配置网卡：

IP地址：192.168.20.2； 子网掩码：255.255.255.0；网关：192.168.20.1

10．验证测试。

按照拓扑配置 PC 并且连线，从 VLAN10 中的 PC1 ping VLAN20 中的 PC2：

C:\Documents and Settings\shil>ping 192.168.20.2

Pinging 192.168.20.2 with 32 bytes of data:

Reply from 192.168.20.2: bytes=32 time<1ms TTL=64

Reply from 192.168.20.2: bytes=32 time<1ms TTL=64

Reply from 192.168.20.2: bytes=32 time<1ms TTL=64

Reply from 192.168.20.2: bytes=32 time<1ms TTL=64

Ping statistics for 192.168.20.2:

Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),

Approximate round trip times in milli-seconds:

Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms

        从上述测试结果可以看到，通过接入层交换机上的 VLAN 划分和三层交换机的 SVI 配置，不同 VLAN 中的主机可以互相通信。

四、实验总结

        在本次实验中，我们小组深入理解了跨交换机之间VLAN的特点，并掌握了如何在交换机上划分基于端口的VLAN以及给VLAN内添加端口的关键技能。通过利用三层交换机，我们成功实现了VLAN间的路由，这对于减小广播包对网络的影响具有重要意义。

        实验开始时，我们首先在SW1三层交换机上创建了VLAN 10和VLAN 20，并为这两个VLAN配置了IP地址。接着，我们为SW1上的GigabitEthernet 0/23和0/24端口配置了Trunk模式，以便它们能够转发来自不同VLAN的流量。这一步是实现VLAN间路由的关键，因为它允许不同VLAN的数据包通过交换机之间的链路传输。

        随后，我们在SW2和SW3二层交换机上分别创建了相应的VLAN，并为SW2的端口1和SW3的端口2配置了VLAN。同时，我们也为SW2的端口24和SW3的端口24配置了Trunk模式，以确保它们能够处理来自不同VLAN的流量。

        在PC1和PC2上，我们分别配置了网卡，为它们分配了相应的IP地址、子网掩码和网关。这些配置确保了PC1和PC2能够通过它们各自的VLAN与三层交换机上的SVI接口通信。

        最后，我们进行了验证测试，从VLAN10中的PC1成功ping通了VLAN20中的PC2，测试结果显示数据包传输正常，无丢包现象，时延几乎为零。这一结果验证了通过接入层交换机上的VLAN划分和三层交换机的SVI配置，不同VLAN中的主机确实可以互相通信。

        总结来说，这次实验不仅加深了我们对VLAN和跨交换机路由的理解，还提升了我们的实际操作能力。我们学会了如何在实际网络环境中配置和管理VLAN，以及如何利用三层交换机实现不同VLAN间的路由。这些技能对于我们未来在网络工程领域的工作将是非常宝贵的财富。

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