[ 网络协议篇 ] vlan 详解之 单臂路由 详解

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干货:原理与配置



场景:路由器的一个接口连接多个网段时,用单臂路由。

原理:创建逻辑子接口(物理接口不能有任何配置)

配置:进入子接口 --> 子接口对应vlan --> 子接口配置网关 --> 子接口打开arp广播功能(逻辑子接口默认未开启arp广播功能)

[R] g0/0/0.1
[R-g0/0/0.1] dot1q termination vid x
[R-g0/0/0.1] ip add x.x.x.x
[R-g0/0/0.1] arp broadcast enable


一、单臂路由理论介绍



1. 概述

单臂路由(router-on-a-stick)是指在路由器的一个接口上通过配置子接口("逻辑接口",并不存在真正物理接口)的方式,实现原来相互隔离的不同 VLAN (虚拟局域网)之间的互联互通。


Cisco 网络认证体系中,单臂路由是一个重要的学习知识点。

通过单臂路由的学习,能够深入的了解VLAN(虚拟局域网)的划分、封装和通信原理,理解路由器子接口、ISL 协议和 802.1Q 协议,是 CCNA考试中经常考的点。


2. 单臂路由的链路类型:

交换机连接主机的端口为access链路

交换机连接路由器的端口为Trunk链路


3.
子接口

路由器的物理接口可以被划分成多个逻辑接口,这些被划分后的逻辑接口被形象的称为子接口。


值得注意的是这些逻辑子接口不能被单独的开启或关闭,也就是说,当物理接口被开启或关闭时,所有的该接口的子接口也随之被开启或关闭。


简单来说:路由器的物理接口可以被划分为多个逻辑接口,每个子接口对应一个VLAN网段的网关。


4. 使用场景

单臂路由实现不同VLAN之间的通信。

路由器的一个接口连接多个网段时。


5. 优缺点

1. 概述

VLAN能有效分割局域网,实现各网络区域之间的访问控制。但现实中,往往需要配置某些VLAN之间的互联互通。


举例来说:

你的公司划分为领导层、销售部、财务部、人力部、科技部、审计部,并为不同部门配置了不同的VLAN,部门之间不能相互访问,有效保证了各部门的信息安全。但经常出现领导层需要跨越VLAN访问其他各个部门,这个功能就由单臂路由来实现。


2. 优点:

实现不同vlan之间的通信,有助理解、学习VLAN原理和子接口概念。


3. 缺点:

容易成为网络单点故障,配置稍有复杂,现实意义不大。

"单臂"为网络骨干链路,容易形成网络瓶颈。

子接口依然依托于物理接口,应用不灵活。

VLAN间转发需要查看路由表,严重浪费设备资源。


二、单臂路由配置实例介绍:



1. 需求:

在局域网中,通过交换机上配置VLAN 可以减少主机通信广播域的范围,当VLAN之间有部分主机需要通信,但交换机不支持三层交换时,可以采用一台支持 802.1Q 的路由器实现 VLAN 的互通。这需要在以太口上建立子接口,分配 IP 地址作为该 VLAN 的网关,同时启动 802.1Q


2. 拓扑

image.png


3. 配置

这里只给出了核心配置


1. 路由器的配置:

进入子接口 --> 子接口对应vlan --> 子接口配置网关 --> 子接口打开arp广播功能(逻辑子接口默认未开启arp广播功能)

子接口.10 的配置
[Huawei]int g0/0/0.10       进入子接口.10
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0.10]dot1q termination vid 10    子接口对应vlan 10
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0.10]ip address 192.168.10.254 24    子接口添加网关(vlan10 的网关)
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0.10]arp broadcast enable     开启向下arp广播请求功能
子接口.20 的配置
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0.10]int g0/0/0.20
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0.20]dot1q termination vid 20
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0.20]ip address 192.168.20.254 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0.20]arp broadcast enable 


2. 交换机的配置:

创建vlan --> 设置接口类型

[SW1]vlan batch 10 20        创建两个vlan
e0/0/1的配置
[SW1]int e0/0/1 
[SW1-Ethernet0/0/1]port link-type access        配置0/0/1接口属性为access
[SW1-Ethernet0/0/1]port default vlan 10         绑定vlan10
//进入交换机的0/0/2接口
[SW1-Ethernet0/0/1]int e0/0/2
[SW1-Ethernet0/0/2]port link-type access
[SW1-Ethernet0/0/2]port default vlan 20
0/0/3接口的配置
[SW1-Ethernet0/0/2]int e0/0/3
[SW1-Ethernet0/0/3]port link-type trunk              配置0/0/3接口属性为Trunk
[SW1-Ethernet0/0/3]port trunk allow-pass vlan all    设置可以通过所有vlan(2-4094)


4. 易错点分析:

1. 交换机和路由器相连的端口属性要设置为 Trunk 且运行所有 vlan 通过;

2. 和路由器直接相连的接口(不是子接口)不能设置IP

3. 路由器的子接口要记得开启arp广播请求;

4. 主机 ip 和子接口 ip 地址(所对应的网关地址)不能重复。

5. 两个网关网段不能一样

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