單臂路由

路由器的物理接口可以被劃分成多個邏輯接口，這些被劃分後的邏輯接口被形象的稱為子接口。值得注意的是這些邏輯子接口不能被單獨的開啓或關閉，也就是説，當物理接口被開啓或關閉時，所有的該接口的子接口也隨之被開啓或關閉。

VLAN能有效分割局域網，實現各網絡區域之間的訪問控制。但現實中，往往需要配置某些VLAN之間的互聯互通。比如，你的公司劃分為領導層、銷售部、財務部、人力部、科技部、審計部，併為不同部門配置了不同的VLAN，部門之間不能相互訪問，有效保證了各部門的信息安全。但經常出現領導層需要跨越VLAN訪問其他各個部門，這個功能就由單臂路由來實現。

優點：實現不同vlan之間的通信，有助理解、學習VLAN原理和子接口概念。

缺點：容易成為網絡單點故障，配置稍有複雜，現實意義不大。

實驗設備：一台CISCO路由器（R1），一台二層交換機（S1），兩台PC機（ pc2和pc3）

PC的配置如下：

pc2的IP：192.168.2.10 網關：192.168.2.254

pc3的IP：192.168.3.10 網關：192.168.3.254

交換機S1的配置如下：

Switch＞enable

Switch#vlan database

Switch(vlan)#vlan 2 name test01

VLAN 2 added:

Name: test01

Switch(vlan)#vlan 3 name test02

VLAN 3 added:

Name: test02 →設置好vlan ，這裏只簡單設置兩個。

Switch(vlan)#exit

APPLY completed.

Exiting....

Switch#config

Configuring from terminal, memory, or network [terminal]?

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Switch(config)#interface fa0/2

Switch(config-if)#switchport access vlan 2

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface fa0/3

Switch(config-if)#switchport access vlan 3

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#interface fa0/1

Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q （2960等交換機只支持802.1q協議，這裏忽略）

Switch(config-if)#switchport mode trunk

Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan all

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#end

%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

Switch#write memory

Building configuration...

[OK]

下面來重點，配置單臂路由：

Router＞enable

Router#config

Configuring from terminal, memory, or network [terminal]?

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. .................進入全局配置模式

Router(config)#interface fa0/0 ................進入和交換機連接的那個接口

Router(config-if)#no shutdown ................激活該端口

Router(config-if)#exit ……………返回到全局配置模式

Router(config)#interface fa0/0.1 ...........配置 子接口 這是配置單臂路由的關鍵，這個接口是個 邏輯接口，並不是實際存在的物理接口，但是功能卻和物理接口是一樣的。

Router(config-subif)#encapsulation dot1q 2 .......為這個接口配置802.1Q協議，最後面的 2 是vlan 號，這也是關鍵部分

Router(config-subif)#ip address 192.168.2.254 255.255.255.0 .........為該接口劃分網關地址。

Router(config-subif)#exit

Router(config)#interface fa0/0.2 .....同樣，進入第2個子接口，進行配置

Router(config-subif)#encapsulation dot1q 3 .........配置802.1Q協議

Router(config-subif)#ip address 192.168.3.254 255.255.255.0 ......劃分網關地址和子網掩碼

Router(config-subif)#end

%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console ..........完成配置

下面是測試結果：

經過分別對兩台機子互相ping的測試，可以發現能夠ping通，説明實驗成功。

實驗名稱：單臂路由實驗

目標：通過一個路由器進行多個VLAN互聯

環境：1. 交換機為二層交換機，支持VLAN劃分；2. 路由器只有1個Ethernet接口

實施：採用單臂路由，即在路由器上設置多個邏輯子接口，每個子接口對應於一個VLAN。由於物理路由接口只有一個，各子接口的數據在物理鏈路上傳遞要進行標記封裝。Cisco設備支持ISL和802.1q協議。華為設備只支持802.1q。

需求:在局域網中,通過交換機上配置VLAN可以減少主機通信廣播域的範圍,當VLAN之間有部分主機需要通信,但交換機不支持三層交換時,可以採用一台 支持802.1Q的路由器實現VLAN的互通.這需要在以太口上建立子接口,分配IP地址作為該VLAN的網關,同時啓動802.1Q.

組網:路由器E0端口與交換機的上行trunk端口(第24端口)相連,交換機下行口劃分3個VLAN,帶若干主機.

[Router]sy

[Router]inter e0

[Router-Ethernet0]ip add 10.0.0.1 255.255.255.0

[Router-Ethernet0]inter e0.1 //定義子接口E0.1

[Router-Ethernet0.1]ip add 172.16.1.1 255.255.255.0

[Router-Ethernet0.1]vlan-type dot1q vid 1 //指定以太網子接口屬於VLAN1,此命令應用在以太網子接口上。只有配置了該命令之後，以太網子接口才會根據配置的VLAN ID 號在以太網幀頭中嵌入VLAN 標籤，與該網口相連的交換機接口才能正確處理接收到的幀。

[Router-Ethernet0.1]inter e0.2 //定義子接口E0.2

[Router-Ethernet0.2]ip add 172.16.2.1 255.255.255.0

[Router-Ethernet0.2]vlan-type dot1q vid 2 //指定以太網子接口屬於VLAN2

[Router-Ethernet0.2]inter e0.3 //定義子接口E0.3

[Router-Ethernet0.3]ip add 172.16.3.1 255.255.255.0

[Router-Ethernet0.3]vlan-type dot1q vid 3 //指定以太網子接口屬於VLAN3

[Router-Ethernet0.3]inter e0

[Router-Ethernet0]undo shut

% Interface Ethernet0 is up

[Router-Ethernet0] //用網線將E0端口連到S3026第24端口

%19:46:32: Interface Ethernet0 changed state to UP

%19:46:32: Line protocol ip on interface Ethernet0, changed state to UP

%19:46:32: Line protocol ip on interface Ethernet0.1, changed state to UP

%19:46:32: Line protocol ip on interface Ethernet0.2, changed state to UP

%19:46:32: Line protocol ip on interface Ethernet0.3, changed state to UP

<Quidway>

<Quidway>sys

Enter system view , return user view with Ctrl+Z.

[Quidway]vlan 1

[Quidway-vlan1]vlan 2

[Quidway-vlan2]port ethernet 0/17 to eth 0/19 eth 0/22 //將第17至19端口，和第22端口加入VLAN2

[Quidway-vlan2]vlan 3

[Quidway-vlan3]port eth 0/21 //將第21端口加入VLAN3

[Quidway-vlan3]inter e0/24

[Quidway-Ethernet0/24]port link-type trunk //將第24端口設為trunk口

[Quidway-Ethernet0/24]port trunk permit vlan all　//允許所有VLAN流量通過

Please wait........................................... Done.

[Quidway-Ethernet0/24]dis port trunk //檢驗TRUNK口配置

Now, the following trunking ports exist:

Ethernet0/24

[Quidway-Ethernet0/24]dis vlan 2　//檢驗VLAN2的配置

VLAN ID: 2

VLAN Type: static

Route Interface: not configured

Description: VLAN 0002

Tagged Ports:

Ethernet0/24

Untagged Ports:

Ethernet0/17 Ethernet0/18 Ethernet0/19 Ethernet0/22

[Quidway-Ethernet0/24]dis vlan 3　//檢驗VLAN3的配置

VLAN ID: 3

VLAN Type: static

Route Interface: not configured

Description: VLAN 0003

Tagged Ports:

Ethernet0/24

Untagged Ports:

Ethernet0/21

3.在工作站上檢查網絡是否連通。此工作站連接S3026第21端口，屬於VLAN2。

C:\Documents and Settings\Administrator＞ipconfig

windows 2000 IP Configuration

Ethernet adapter 本地連接:

Connection-specific DNS Suffix . :

IP Address. . . . . . . . . . . . : 172.16.2.22

Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0

Default Gateway . . . . . . . . . : 172.16.2.1

C:\Documents and Settings\Administrator＞ping 172.16.3.1

Pinging 172.16.3.1 with 32 bytes of data:

Reply from 172.16.3.1: bytes=32 time＜10ms TTL=255

Reply from 172.16.3.1: bytes=32 time＜10ms TTL=255

Reply from 172.16.3.1: bytes=32 time＜10ms TTL=255

Reply from 172.16.3.1: bytes=32 time＜10ms TTL=255

Ping statistics for 172.16.3.1:

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

Approximate round trip times in milli-seconds:

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

4.在路由器上查看路由表。可以發現，由於172.16各網段都是直連路由，故不需啓用路由協議或靜態路由即能實現VLAN之間的通訊。

[Router]display ip routing-table

Routing Tables:

Destination/Mask Proto Pref Metric Nexthop Interface

10.0.0.0/24 Direct 0 0 10.0.0.1 Ethernet0

10.0.0.1/32 Direct 0 0 127.0.0.1LoopBack0

127.0.0.0/8 Direct 0 0 127.0.0.1 LoopBack0

127.0.0.1/32 Direct 0 0 127.0.0.1 LoopBack0

172.16.1.0/24 Direct 0 0 172.16.1.1 Ethernet0.1

172.16.1.1/32 Direct 0 0 127.0.0.1 LoopBack0

172.16.2.0/24 Direct 0 0 172.16.2.1 Ethernet0.2

172.16.2.1/32 Direct 0 0 127.0.0.1 LoopBack0

172.16.3.0/24 Direct 0 0 172.16.3.1 Ethernet0.3

172.16.3.1/32 Direct 0 0 127.0.0.1 LoopBack0

在一個vlan下，可以通過設置路由接口的secondary ip實現在一個物理網絡上兩個具有不同網段IP計算機的聯通。

[root#PCA root]# ipconfig eth0 10.65.1.1 netmask 255.255.0.0

[root#PCB root]# ipconfig eth0 10.66.1.1 netmask 255.255.0.0

[root#PCA root]# ping 10.66.1.1 （不通）

[root#PCB root]# ping 10.65.1.1 （不通）

PCA與PCB是不通的，因為它們在不同的網絡段，一個是10.65.0.0/16網絡，一個

是10.66.0.0/16網絡，即netid不同，而不同網絡的主機間訪問必須通過路由實現。

roa(config)#int f0/0

roa(config-if)#ip address 10.65.1.2 255.255.0.0

roa(config-if)#no shut

roa(config-if)#ip address 10.66.1.2 255.255.0.0 secondary

roa#sh run

在顯示的信息當中，在FastEthernet0/0的位置，應該能夠看到前面設置的兩個IP

地址。

[root#PCA root]# ping 10.66.1.1 （不通）

[root#PCA root]# ping 10.66.1.2 （通）

[root#PCB root]# ping 10.65.1.1 （不通）

[root#PCB root]# ping 10.65.1.2 （通）

為什麼PCA和PCB還是不通呢？哦，還沒有設置計算機的網關。

[root#PCA root]# route add default gw 10.65.1.2

[root#PCB root]# route add default gw 10.66.1.2

[root#PCA root]# ping 10.66.1.1 （通了）

[root#PCB root]# ping 10.65.1.1 （通了）

[root#PCA root]# ping 10.66.1.1 （不通了）

[root#PCB root]# ping 10.65.1.1 （不通了）

由此可以看出，PCA到PCB的發送的數據包是經過路由器的，從路由器f0/0入，再

從f0/0出，所以稱之為單臂路由。

這種情況PCA和PCB在同一個廣播域中，對網絡帶寬不利。如果劃分VLAN可以隔離

廣播域。通過子接口可以實現對不同VLAN的路由。

雙擊交換機,進入交換機的終端模式：

switch＞en

password:

switch#conf t

switch(config)#int vlan 1

switch(config-if)#ip address 10.65.1.8 255.255.0.0

switch(config-if)#exit

switch(config)#ip default-gateway 10.65.1.2

switch(config)#end

switch#ping 10.65.1.1 (通)

switch#ping 10.66.1.1 (通)

斷開交換機與路由器的聯線，再執行從交換機ping 命令：

switch#ping 10.65.1.1 (通)

switch#ping 10.66.1.1 (不通)

這説明不同網絡段IP的聯通是要通過路由器的。

有時候配置完成後並不能正常訪問對端的PC，按照以下排錯過程可以排除問題所在。

1、首先通過命令ipconfig /all 來檢查客户端的地址及網關是否正常。結果如下：PC1＞ipconfig

IP Address………………….: 192.168.1.10

Subnet Mask…………………: 255.255.255.0

Default Gateway……………..: 192.168.1.1

PC2＞ipconfig

IP Address………………….: 192.168.2.10

Subnet Mask…………………: 255.255.255.0

Default Gateway……………..: 192.168.2.1

確認後，先PING各自的網關：

PC1＞ping 192.168.1.1

正在 Ping 192.168.1.1 具有 32 字節的數據:

來自 192.168.1.1 的回覆: 字節=32 時間=2ms TTL=255

來自 192.168.1.1 的回覆: 字節=32 時間=2ms TTL=255

來自 192.168.1.1 的回覆: 字節=32 時間=2ms TTL=255

來自 192.168.1.1 的回覆: 字節=32 時間=3ms TTL=255

192.168.1.1 的 Ping 統計信息:

數據包: 已發送 = 4，已接收 = 4，丟失 = 0 (0% 丟失)，

往返行程的估計時間(以毫秒為單位):

最短 = 2ms，最長 = 3ms，平均 = 2ms

2、第一步操作若不通，需要檢查交換機的VLAN 配置和到路由器之間的Trunk鏈路狀態。如下：

Switch#show vlan brief //查看交換機VLAN信息

VLAN Name Status Ports

—- ——————————– ——— ——————————-

1 default active Fa0/3, Fa0/4, Fa0/5, Fa0/6

Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10

Fa0/11, Fa0/12, Fa0/13, Fa0/14

Fa0/15, Fa0/16, Fa0/17, Fa0/18

Fa0/19, Fa0/20, Fa0/21, Fa0/22

Fa0/23, Gig1/1, Gig1/2

10RED active Fa0/1 //確認該接口是與PC1連接，且在VLAN 10中

20 BLACK active Fa0/2 //確認該接口是與PC2連接，且在VLAN 20中

1002 fddi-default active

1003 token-ring-default active

1004 fddinet-default active

1005 trnet-default active

Switch#show int trunk

Port Mode Encapsulation Status Native vlan

Fa0/24 on 802.1q trunking 1 //交換機與路由器連接的Fa0/24是封裝模式為802.1q的Trunk狀態

Port Vlans allowed on trunk

Fa0/24 1-1005

Port Vlans allowed and active in management domain

Fa0/24 1,10,20 //確認F0/24口允許VLAN10和VLAN20的數據通過

Port Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned

Fa0/24 1,10,20

3、最後檢查路由器上的配置。如下：

Router#show ip int br

Interface IP-Address OK? Method Status Protocol

FastEthernet0/0 unassigned YES unset upup//確認物理接口狀態為up，否則進入該接口執行no shutdown

FastEthernet0/0.1 192.168.1.1 YES manual up up //檢查網關地址是否配置真確

FastEthernet0/0.2 192.168.2.1 YES manual up up

Router#show int | in is up|Vlan ID //通過include命令來塞選show int的結果，便於快速核對配置信息

FastEthernet0/0 is up, line protocol is up

FastEthernet0/0.1is up, line protocol is up //確認對應的子接口封裝到對應VLAN ID中

Encapsulation 802.1Q Virtual LAN, Vlan ID 10

FastEthernet0/0.2 is up, line protocol is up

Encapsulation 802.1Q Virtual LAN, Vlan ID 20

至此，VLAN間單臂路由故障可以完成排查。