三层交换机进行VLAN处理过程详解
三层交换机实现VLAN间通信
三层交换机实现VLAN间通信在企业网络中，通常会使用VLAN来划分不同部门或用户群的网络，以提高网络安全性和管理性。
但是由于VLAN之间默认是隔离的，所以需要通过三层交换机实现VLAN间通信。
本文将介绍三层交换机实现VLAN间通信的具体步骤。
一、VLAN的基本概念VLAN是一种虚拟局域网技术，可以将一个物理局域网划分成多个逻辑局域网，使得不同VLAN之间相互隔离。
在一个VLAN内的主机可以互相通信，而不同VLAN内的主机不能直接通信。
二、三层交换机的基本概念三层交换机是基于硬件的路由器和交换机的结合体，具有交换机的高速转发能力和路由器的多协议转发能力。
三层交换机可以实现不同VLAN之间的通信，提高网络性能和安全性。
三层交换机实现VLAN间通信的基本原理是：将VLAN映射到不同的端口或子接口上，在不同的端口或子接口上配置不同的IP地址，然后通过路由表进行路由选择，最终实现VLAN间的通信。
1. 配置VLAN在三层交换机上创建VLAN，并将端口或子接口映射到VLAN上。
例如，创建VLAN 10和VLAN 20，并将端口1、2和子接口10映射到VLAN 10上，将端口3和子接口20映射到VLAN 20上，具体配置命令如下：switch(config)# vlan10switch(config-vlan)# exitswitch(config)# vlan20switch(config-vlan)# exitswitch(config)# interface gigabitethernet 1/1switch(config-if)# switchport mode accessswitch(config-if)# switchport access vlan 10switch(config-if)# exitswitch(config)# interface gigabitethernet 1/2switch(config-if)# switchport mode accessswitch(config-if)# switchport access vlan 10switch(config-if)# exitswitch(config)# interface gigabitethernet 1/3switch(config-if)# switchport mode accessswitch(config-if)# switchport access vlan 20switch(config-if)# exitswitch(config)# interface gigabitethernet 1/10switch(config-if)# encapsulation dot1Q 10switch(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0switch(config-if)# exitswitch(config)# interface gigabitethernet 1/20switch(config-if)# encapsulation dot1Q 20switch(config-if)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0switch(config-if)# exit2. 配置路由在三层交换机上配置路由表，使不同VLAN之间可以进行路由选择和通信。
实验五 利用三层交换机实现VLAN间路由
实验五利用三层交换机实现VLAN间路由一、实验目的1．掌握交换机Tag vlan配置方法2．掌握三层交换机基本配置方法。
3．掌握三层交换机VLAN路由的配置方法4．通过三层交换机实现VLAN间互相通信二、实验环境S2126（1台）、S3550（1台）、主机（3台）、直连线（4条）、交叉线（1条）。
三、实验背景某企业有两个主要部门，技术部和销售部，分处于不同的办公室，为了安全和便于管理对两个部门的主机进行了VLAN的划分，技术部和销售部分处于不同的VLAN，现由于业务的需求需要销售部和技术部的主机能够互相访问，获得相应的资源，两个部门的交换机通过一台三层交换机进行了连接。
四、技术原理三层交换机具备网络层的功能，实现VLAN互相访问的原理是：利用三层交换机的路由功能，通过识别数据包的IP地址，查找路由表进行选路转发，三层交换机利用其直接路由可以实现不同VLAN之间的互相访问。
三层交换机给接口配置IP 地址，采用SVI（交换虚拟接口）的方式实现VLAN间互联，SVI是指为交换机中的VLAN创建虚拟接口，并且配置IP地址。
五、实验步骤1、新建拓扑图2、在二层交换机上配置VLAN2、VLAN3，分别将端口2、端口3划分到VLAN2、VLAN3中。
3、将二层交换机和三层交换机相连接的端口都定义为Tag vlan模式。
4、在三层交换机上配置VLAN2、VLAN3，此时验证二层交换机（VLAN2、VLAN3）下两主机之间不能互相通信。
5、设置三层交换机VLAN间通信，创建VLAN2、VLAN3的虚拟接口，并配置虚拟接口的IP地址。
6、查看三层交换机路由表7、将二层交换机VLAN2、VLAN3下的主机默认网关分别设置为相应虚拟接口的IP地址。
8、验证二层交换机（VLAN2、VLAN3）下两主机之间可以互相通信。
六、实验过程中需要的相关知识点1、创建、修改一个VLAN在特权模式下，通过如下步骤，您可以创建或者修改一个VLAN：命令含义步骤1 configure terminal进入全局配置模式步骤2 vlan vlan-id 输入一个VLAN ID。
三层交换机解决VLAN之间的通信问题
任务6：解决VLAN之间的通信问题
——使用三层交换机解决VLAN之间的通信问题（10） 第五步，在每台接入交换机上配置Trunk口、给相应VLAN分配端口成员，以研 发部、供应部的接入交换机为例。
第六步，配置各个VLAN中计算机的IP地址、子网掩码和默认网关。以研发部 的一台计算机为例。
IP 地 址 为 分 配 给 研 发 部 的 地 址 之 一 ， 如 192.168.0.129 ， 子 网 掩 码 255.255.255.224，网关为192.168.0.158。
任务6：解决VLAN之间的通信问题
——使用三层交换机解决VLAN之间的通信问题（2）
❖三层交换机是将二层交换机与路由器有机结合的网络设备，它既可以完成 二层交换机的端口交换功能，又可完成路由器的路由功能。
❖进入三层交换机的数据帧，如果源和目的MAC地址在同一个VLAN，数据交换 会采用二层交换方式；如果源和目的MAC地址不在同一个VLAN，则会将数据帧 拆封后交给网络层去处理，经过路由选择后，转发到相应的端口。
192.168.0.254
6
任务6：解决VLAN之间的通信问题
——使用三层交换机解决VLAN之间的通信问题（8）
第二步，三层交换机使用F0/1-F0/7口连接各部门接入交换机，配置这些端口 为Trunk口。并配置VTP协议，配置VTP修剪，创建VLAN。
❖因为不是所有的交换机都需要所 有的VLAN信息，所以多余的VLAN信 息需要动态修剪掉，这样可以节约 Trunk 链 路 的 带 宽 。 修 剪 只 需 要 在 VTP服务器上设置。
192.168.0.126
192.168.0.128 255.255.255.224
192.168.0.158
三层交换机实现VLAN间通信
三层交换机实现VLAN间通信三层交换机是一种能够在网络中实现不同VLAN间通信的设备，它能够根据不同的VLAN的划分，将不同的数据包进行路由转发，实现不同VLAN之间的通信。
通过三层交换机实现VLAN间通信，可以提高网络的安全性和灵活性，使得不同VLAN之间的通信更加便捷和高效。
我们需要在交换机上配置VLAN。
VLAN是虚拟局域网的缩写，它可以将一个物理网络划分为若干个逻辑网络，使得不同的用户或设备可以互相隔离，提高网络的安全性和管理性。
在三层交换机上，我们可以通过命令行或者图形界面来进行VLAN的配置。
具体步骤如下：1. 进入交换机的配置模式，输入命令：configure terminal2. 创建VLAN，输入命令：vlan vlan-idvlan-id是VLAN的编号，可以根据实际需求进行配置。
4. 退出VLAN配置模式，输入命令：exit通过以上步骤，我们可以在三层交换机上配置好所需的VLAN。
接下来，我们需要配置交换机的接口，并将接口与相应的VLAN进行绑定，以实现不同VLAN之间的通信。
2. 配置接口所属的VLAN，输入命令：switchport mode accessswitchport access vlan vlan-idvlan-id是接口所属的VLAN编号。
2. 配置静态路由或者动态路由，输入命令：ip route destination-network subnet-mask next-hop或者router protocoldestination-network是目标网络的IP地址，subnet-mask是子网掩码，next-hop是下一跳的IP地址，protocol是路由协议的类型。
(经典)三层交换机实现VLAN通信：
. 三层交换机实现VLAN通信：1) 拓扑图：2) 步骤：Ø创建VLAN：l 创建vlan10：l 创建vlan20：l 查看Ø把端口划分在VLAN中：l f0/1与f0/2划分在vlan10上：l f0/3与f0/4划分在vlan20上：l 查看：Ø开启路由功能：这时SW1就启用了三层功能Ø给VLAN接口配置地址：l vlan10接口配置地址：在VLAN接口上配置IP地址即可，vlan10接口上的地址就是PC-1、PC2的网关了，vlan20接口上的地址就是PC-3、PC-4的网关了。
l vlan20接口配置地址：l 查看SW1上的路由表：和路由器一样，三层交换机上也有路由表要配置三层交换机上启用路由功能，还需要启用CEF（命令为：ip cef），不过这是默认值。
和路由一样，三层交换机上同样可以运行路由协议。
Ø给PC机配置网关：分别给PC-1、PC-2、PC-3、PC-4配置IP地址和网关，PC-1、PC-2的网关指向：192.168.1.254，PC-3、PC-4的网关指向：192.168.2.254。
如果计算机有两张或两张以上的网卡，请去掉其他网卡上设置的网关。
Ø注意：也可以把f0/1、f0/2、f0/3、f0/4接口作为路由接口使用，这时他们就和路由器的以太网接口一样了，可以在接口上配置IP地址。
如果S1上的全部以太网都这样设置，S1实际上成了具有24个以太网接口的路由器了，不建议这样做，这样做太浪费接口了，配置实例：no switchport配置该接口不再是交换接口了，成为路由接口。
下面是路由器试验的单臂路由功能1) 单臂路由实现原理：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，在路由器上对物理接口划分子接口并封装802.1q协议，使每一个子接口都充当一个VLAN 网段中主机的网关，利用路由器的三层路由功能可以实现不同VLAN间的通信。
思科Cisco交换机配置——三层交换机实现VLAN间通信实验详解
思科Cisco交换机配置——三层交换机实现VLAN间通信实验详解本⽂实例讲述了思科Cisco三层交换机实现VLAN间通信实验。
分享给⼤家供⼤家参考，具体如下：⼀、实验⽬的：⽤三层交换机让同⼀vlan的主机能通信，不同vlan的主机也能通信⼆、拓扑图如下三、具体步骤如下：先给每台主机和服务器配置ip地址和⽹关例：（1）S1三层交换机配置：Switch>en --进⼊特权模式Switch#conf t --进⼊全局配置模式Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#hostname S1 --修改三层交换机主机名为S1S1(config)#vtp domain test --创建vtp域Domain name already set to test.S1(config)#vtp mode server --设置当前交换机在vtp的⼯作模式为server Device mode already VTP SERVER.S1(config)#vlan 10 --创建vlan 10S1(config-vlan)#vlan 20 --创建vlan 20S1(config-vlan)#vlan 30 --创建vlan 30S1(config-vlan)#vlan 40 --创建vlan40S1(config-vlan)#interface f0/1 --进⼊端⼝S1(config-if)#switchport mode access --将端⼝模式改为access模式S1(config-if)#switchport mode trunk --将端⼝模式改为trunk模式S1(config-if)#interface range f0/2-3 --进⼊端⼝S1(config-if-range)#switchport mode access --将端⼝模式改为access模式S1(config-if-range)#switchport access vlan 40 --将端⼝划⼊vlan 40S1(config-if-range)#exit --返回上⼀级S1(config)#ip routing --启动三层交换机的路由功能S1(config)#interface vlan 10 --进⼊vlan 10S1(config-if)#ip address 192.168.1.254 255.255.255.0 --给vlan 10添加ip地址S1(config-if)#interface vlan 20 --进⼊vlan 20S1(config-if)#ip address 192.168.2.254 255.255.255.0 --给vlan 20添加ip地址S1(config-if)#interface vlan 30 --进⼊vlan 30S1(config-if)#ip address 192.168.3.254 255.255.255.0 --给vlan 30添加ip地址S1(config-if)#interface vlan 40 --进⼊vlan 40S1(config-if)#ip address 192.168.4.254 255.255.255.0 --给vlan 40添加ip地址S1(config-if)#end --返回特权模式S1#copy running-config startup-config --保存配置[OK] --保存成功（2）S2交换机配置Switch>en --进⼊特权模式Switch#conf t --进⼊全局配置模式Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#hostname S2 --修改交换机名为S2S2(config)#vtp mode client --设置当前交换机在vtp中为客户机模式Device mode already VTP CLIENT.S2(config)#interface f0/10 --进⼊端⼝S2(config-if)#switchport mode trunk --将端⼝设置为trunk模式S2(config-if)#interface f0/1 --进⼊端⼝S2(config-if)#switchport mode access --将端⼝设置为access模式S2(config-if)#switchport access vlan 30 --将端⼝划⼊vlan30S2(config-if)#interface f0/2 --进⼊端⼝S2(config-if)#switchport mode access --将端⼝设置为access模式S2(config-if)#switchport access vlan 20 --将端⼝划⼊vlan 20S2(config-if)#interface f0/3 --进⼊端⼝S2(config-if)#switchport mode access --将端⼝设置为access模式S2(config-if)#switchport access vlan 10 --将端⼝划⼊vlan 10S2(config-if)#end --返回特权模式S2#copy running-config startup-config --保存配置[OK] --保存成功（3）S3交换机配置Switch>en --进⼊特权模式Switch#conf t --进⼊全局配置模式Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#hostname S3 --修改交换机名为S3S3(config)#vtp mode client --设置当前交换机在vtp中为客户模式Device mode already VTP CLIENT.S3(config)#interface range f0/10-12 --进⼊端⼝S3(config-if-range)#switchport mode trunk --将端⼝设置为trunk模式S3(config-if-range)#interface f0/1 --进⼊端⼝S3(config-if)#switchport mode access --将端⼝设置为access模式S3(config-if)#switchport access vlan 30 --将端⼝划⼊vlan 30S3(config-if)#interface f0/2 --进⼊端⼝S3(config-if)#switchport mode access --将端⼝设置为access模式S3(config-if)#switchport access vlan 20 --将端⼝划⼊vlan20S3(config-if)#interface f0/3 --进⼊端⼝S3(config-if)#switchport mode access --将端⼝设置为access模式S3(config-if)#switchport access vlan 10 --将端⼝划⼊vlan 20S3(config-if)#end --返回特权模式S3#copy running-config startup-config --保存配置[OK] --保存成功（4）S4交换机配置Switch>en --进⼊特权模式Switch#conf t --进⼊全局配置模式Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#hostname S4 --修改交换机名为S4S4(config)#vtp mode client --设置当前交换机在vtp中为客户模式Device mode already VTP CLIENT.S4(config)#interface f0/10 --进⼊端⼝S4(config-if)#switchport mode trunk --将端⼝设置为trunk模式S4(config-if)#interface f0/1 --进⼊端⼝S4(config-if)#switchport mode access --将端⼝设置为access模式S4(config-if)#switchport access vlan 30 --将端⼝划⼊vlan 30S4(config-if)#interface f0/2 --进⼊端⼝S4(config-if)#switchport mode access --将端⼝设置为access模式S4(config-if)#switchport access vlan 20 --将端⼝划⼊vlan 20S4(config-if)#interface f0/3 --进⼊端⼝S4(config-if)#switchport mode access --将端⼝设置为access模式S4(config-if)#switchport access vlan 10 --将端⼝划⼊vlan 10S4(config-if)#end --返回特权模式S4#copy running-config startup-config --保存配置[OK] --保存成功四、验证测试不同vlan下的主机是否互通（1）PC11与PC33vlan10与vlan30互通（2）PC13与PC21vlan10与vlan20互通。
三层交换机实现vlan间通信工作原理
三层交换机实现vlan间通信工作原理
三层交换机实现VLAN间通信的工作原理如下：
1. 利用三层交换机的路由功能，通过识别数据包的IP地址，查找路由表进行选路转发。
2. 三层交换机给接口配置IP地址，采用SVI（交换虚拟接口）的方式实现VLAN间互连。
SVI是指为交换机中的VLAN创建虚拟接口，并且配置IP 地址。
3. 三层交换机通过直连路由实现不同VLAN之间的互相访问。
为三层设备的接口配置IP地址，并且激活该端口，三层设备会自动产生该接口IP所在网段的直连路由信息。
4. 在交换网络中，通过VLAN对一个物理网络进行了逻辑划分，不同的VLAN之间是无法直接访问的，必须通过三层的路由设备进行连接。
一般利用路由器或三层交换机来实现不同VLAN之间的互相访问。
以上是三层交换机实现vlan间通信的工作原理，仅供参考，建议咨询专业人士获取更多信息。
三层交换机vlan间路由原理
三层交换机vlan间路由原理
三层交换机是一种在局域网中实现 VLAN 间路由的网络设备。
它能够在不同的 VLAN 之间提供互通的能力，实现不同子网之间的数据转发和通信。
三层交换机通过将不同 VLAN 的数据包转发到正确的目的地来实现 VLAN 间的路由。
当一个数据包从一个 VLAN 发出并传入三层交换机时，交换机根据目标IP 地址来决定数据包的下一个目的地。
它使用路由表来确定应该将数据包发送到哪个 VLAN，并相应地更新数据包的 VLAN 标签。
三层交换机还可以使用虚拟局域网接口（SVI）来进行 VLAN 间的路由。
SVI 是三层交换机上配置的虚拟接口，它代表一个 VLAN。
三层交换机可以为每个VLAN 配置一个 SVI，并通过这些 SVI 实现数据包的路由和转发。
三层交换机使用基于 IP 的路由协议，如 OSPF、EIGRP 或静态路由，来决定数据包的路由路径。
它从与其他网络设备交换的路由信息中学习到的目的地网络和最佳路径，可以有效地选择数据包的下一跳。
三层交换机还支持网络地址转换（NAT），可以将内部网络的私有 IP 地址转换为公共 IP 地址，以便实现与外部网络的通信。
这种转换确保内部数据包能够安全地进出网络边界。
总之，三层交换机通过使用 VLAN 间的路由功能，可以实现不同子网之间的互通和数据转发。
它使用路由表、SVI 和路由协议来决定数据包的路由路径，同时支持网络地址转换，为网络提供更大的灵活性和扩展性。
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Layer 3 Switch VLAN (VLAN间通信）
192.168.1.2/24
192.168.2.1/24
192.168.2.2/24
GW192.168.1.100
GW192.168.1.100
GW192.168.2.100
GW192.168.2.100
整体的流程，与使用外部路由器时的情况十分相似——都需要经 过发送方→交换模块→路由模块→交换模块→接收方。
路由模块在收到数据帧时，先由数据帧附加的VLAN识别信息分辨出它属 于红色VLAN，据此判断由红色VLAN接口负责接收并进行路由处理。因为 目标网络192.168.2.0/24是直连路由器的网络、且对应蓝色VLAN；因此， 接下来就会从蓝色VLAN接口经由内部汇聚链路转发回交换模块。在通过 汇聚链路时，这次数据帧被附加上属于蓝色VLAN的识别信息（Frame 3）。
Frame 2 附加红色VLAN识别信息 源MAC:A;目标MAC:R 源IP：192.168.1.1 目标IP：192.168.2.1
Frame 1 源MAC:A;目标MAC:R 源IP：192.168.1.1 目标IP：192.168.2.1
路由模块
交换模块
1
2
3
4
蓝色VLAN接口 192.168.2.100/24
接下来设想一下计算机A与计算机C间通信时的情形。针对目标IP地址， 计算机A可以判断出通信对象不属于同一个网络，因此向默认网关发送数 据（Frame 1）。
交换机通过检索MAC地址列表后，经由内部汇聚链接，将数据帧转发给 路由模块。在通过内部汇聚链路时，数据帧被附加了属于红色VLAN的 VLAN识别信息（Frame 2）。
三层交换机VLAN处理
Key
Layer 3 Switch vs. Router
交换机使用被称为ASIC（Application Specified Integrated Circuit）的专用硬件芯片处理数据帧的交换 操作，在很多机型上都能实现以缆线速度（Wired Speed）交换。而路由器，则基本上是基于软件处理的。 即使以缆线速度接收到数据包，也无法在不限速的条 件下转发出去，因此会成为速度瓶颈。就VLAN间路由 而言，流量会集中到路由器和交换机互联的汇聚链路 部分，这一部分尤其特别容易成为速度瓶颈。并且从 硬件上看，由于需要分别设置路由器和交换机，在一 些空间狭小的环境里可能连设置的场所都成问题。
Layer 3 Switch VLAN (VLAN内通信）
红色VLAN接口 192.168.1.100/24
VLAN内通信在交换模块内部 完成
源MAC:A;目标MAC:B 源IP：192.168.1.1 目标IP：192.168.1.2
路由模块
交换模块
1
2
3
4
蓝色VLAN接口 192.168.2.100/24
A（MAC）
192.168.1.1/24 GW192.168.1.100
B（MAC）
192.168.1.2/24 GW192.168.1.100
C（MAC）
192.168.2.1/24 GW192.168.2.100
D（MAC）
192.168.2.2/24 GW192.168.2.100
Layer 3 Switch VLAN (VLAN内通信）
交换机收到这个帧后，检索蓝色VLAN的MAC地址列表，确认需要将它转 发给端口3。由于端口3是通常的访问链接，因此转发前会先将VLAN识别 信息除去（Frame 4）。最终，计算机C成功地收到交换机转发来的数据 帧。
Layer 3 Switch VLAN (VLAN间通信）
Hale Waihona Puke 红色VLAN接口 192.168.1.100/24
Frame 3 附加蓝色VLAN识别信息 源MAC:R;目标MAC:C 源IP：192.168.1.1 目标IP：192.168.2.1
Frame 4 源MAC:R;目标MAC:C 源IP：192.168.1.1 目标IP：192.168.2.1
A（MAC）
B（MAC）
C（MAC）
D（MAC）
192.168.1.1/24
Layer 3 Switch
关于三层交换机的内部结构，可以参照下面的 简图。
三层交换机
路由模块 交换模块
内部是汇聚链路
Layer 3 Switch VLAN (VLAN内通信）
在三层交换机内部数据究竟是怎样传播的呢？ 基本上，它和使用汇聚链路连接路由器与交换 机时的情形相同。
假设有如下图所示的4台计算机与三层交换机 互联。当使用路由器连接时，一般需要在LAN 接口上设置对应各VLAN的子接口；而三层交换 机则是在内部生成“VLAN接口（VLAN Interface）”。VLAN接口，是用于各VLAN收 发数据的接口。（注：在Cisco的Catalyst系列 交换机上，VLAN Interface被称为SVI—— Switched Virtual Interface）
Layer 3 Switch vs. Router
为了解决上述问题，三层交换机应运而生。三 层交换机，本质上就是“带有路由功能的（二 层）交换机”。路由属于OSI参照模型中第三 层网络层的功能，因此带有第三层路由功能的 交换机才被称为“三层交换机”。
在一台本体内，分别设置了交换机模块和路由 器模块；而内置的路由模块与交换模块相同， 使用ASIC硬件处理路由。因此，与传统的路由 器相比，可以实现高速路由。并且，路由与交 换模块是汇聚链接的，由于是内部连接，可以 确保相当大的带宽。