三层交换机【Vlanif详解】开启OSPF与路由器互通【eNSP实现】

交换机属于二层设备，只能通过MAC地址表进行转发且转发范围受VLAN限制

若我们想跨VLAN进行通信，通常方法有两种

利用路由器实现单臂路由
通过三层交换机的虚拟接口Vlanif进行转发，Vlanif接口编号必须与VLAN编号一一对应

实验目的

理解Vlanif接口的作用
了解数据的转发过程
了解OSPF在三层交换机上的特殊形式

实验拓扑

实验步骤

手动为各个PC分配好图示IP地址，掩码与网关，在S1上创建VLAN 10，在S2上创建VLAN 20，并将两个接口分别配置为Access类型与Trunk类型

S1:
<Huawei>sys
[Huawei]undo info-center en
[Huawei]sysname S1
[S1]vlan batch 10
[S1]int e0/0/1
[S1-Ethernet0/0/1]port link-type access
[S1-Ethernet0/0/1]port default vlan 10
[S1-Ethernet0/0/1]int g0/0/1
[S1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk
[S1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan allS2:
<Huawei>sys
[Huawei]undo info-center en
[Huawei]sysname S2
[S2]vlan batch 20
[S2]int e0/0/1
[S2-Ethernet0/0/1]port link-type access
[S2-Ethernet0/0/1]port default vlan 20
[S2-Ethernet0/0/1]int g0/0/2
[S2-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk
[S2-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all

将R1的e0/0/1设置为PC3的网关，将g0/0/3设置为10.255.255.254/8

R1:
<Huawei>sys
[Huawei]undo info-center en
[Huawei]sysname R1
[R1]int e0/0/1
[R1-Ethernet0/0/1]ip address 192.168.3.254 24
[R1-Ethernet0/0/1]int g0/0/3
[R1-GigabitEthernet0/0/3]ip address 10.255.255.254 8

此时我们应当想一想S3该如何配置才能保证跨路由通信？我们不妨假设此时PC1 ping PC2，看看需要哪些操作
1. 首先PC1将PC2的IP地址与自身掩码相与，发现PC2与自己不处于同一个网段，所以直接发送ARP请求报文【经由S1的e0/0/1接口，因此会携带VLAN 10标签】希望能够得到PC1网关的MAC地址，而二层交换机作为数据链路层设备是没有IP地址的，此时便需要用到三层交换机的Vlanif接口了
2. 我们在S3上配置Vlanif 10逻辑接口，接口的IP地址设置为PC1的网关。此时若再有携带VLAN 10标签的ARP请求信息时，交换机便会将ARP的目的地址与Vlanif 10接口的IP地址进行比较，若相同，则将交换机的MAC地址返回给PC1，意思为：你要找的网关地址在这里！
  
  由Vlanif接口接收数据时会剥离Vlanif接口编号对应的Vlan标签；由Vlanif接口发送出数据时会打上Vlanif接口编号对应的VLAN标签，Vlanif接口地址通常为网关地址
3. PC1得知了目的MAC地址后便会发送原本想发送的ICMP报文，由Vlanif 10接口进行接收，接收后会剥离原本数据携带的VLAN 10标签。接着交换机查看自己的路由表，看看要把这从网关接收到的数据发往何处
4. 此时我们还未帮助PC2网段设立Vlanif 20逻辑接口，所以此时路由表上仅仅只有设置过Vlanif 10逻辑接口的PC1网段。因此我们设置Vlanif 20接口，与Vlanif 10接口同理
```
S3:
[S3]vlan batch 10 20        //创建vlanif前要确保交换机存在对应的VLAN
[S3]int vlanif 10
[S3-Vlanif10]ip address 192.168.1.254 24
[S3-Vlanif10]int vlanif 20
[S3-Vlanif20]ip address 192.168.2.254 24
```
  我们可用display ip route-table查询此时S3的路由表情况，发现不管是去往PC1网段还是去PC2网段都已经有了直连通路，下一跳地址为Vlanif逻辑接口
5. 此时PC1 ping PC2能通么？答案当然是不行的，因为我们还未配置S3的g0/0/1与g0/0/2端口类型，无法处理携带VLAN标签的信息，那么应该将这两个端口设置Access还是Trunk呢？
  
  答案是Trunk。假设S3的g0/0/1为Access接口，默认VLAN为10，则当信息从S3的g0/0/1接口发出来时便会被剥离VLAN 10标签，从而导致无法通过S1的e0/0/1接口，自然也就无法到达PC1
```
S3:
[S3]int g0/0/1
[S3-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk
[S3-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all
[S3-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[S3-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk
[S3-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all
```
  此时PC1与PC2可相互连通
我们如何令PC3与PC1,PC2相互连通呢？我们不妨假设此时有PC3 ping PC1
1. PC3通过掩码计算得出PC1与自身不处于同一网段，因此询问网关地址，而R1的e0/0/1接口正好为PC3的网关，因此数据顺利到达R1
2. R1接着查询路由表，试图寻找关于PC1的路由，由于我们并未静态配置任何路由，也没有动态学习路由，因此此时路由表中仅有直连链路。我们配置OSPF，使S3与R1能够相互学习路由信息，同时我们还需要打通S3的g0/0/3与R1的g0/0/3，以便能够顺利交流链路信息，打通的方法依旧是Vlanif接口
```
S3:
[S3]vlan batch 100
[S3-Vlanif20]int vlanif 100
[S3-Vlanif100]ip address 10.0.0.1 8
[S3]ospf
[S3-ospf-1]area 0
[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.0 0.0.0.255
[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.2.0 0.0.0.255
[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.0.0 0.255.255.255R1:
[R1]ospf
[R1-ospf-1]area 0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.3.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.0.0 0.255.255.255
```
  此时仍然还不能达到我们的要求，因为Vlanif 100只有接收到带有VLAN 100标签的数据才能发挥作用，进入三层转发，而经由路由器转发的数据是不携带VLAN标签的，解决这个问题的办法就是Access接口
```
S3:
[S3]int g0/0/3
[S3-GigabitEthernet0/0/3]port link-type access
[S3-GigabitEthernet0/0/3]port default vlan 100
```
  此时，经由g0/0/3发送至路由器的信息会被剥离VLAN 100标签，而从路由器发送过来的数据又会被打上VLAN 100的标签，完美满足我们的需求
至此，PC3与PC2,PC1都可互通

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