VLAN
划分后,同一VLAN
用户可以二层互通,不同VLAN
用户则二层隔离,可有些场合不同VLAN
用户又想互通,该怎么么办?
由于VLAN
是广播域,而广播域之间来往的数据包一般由路由器中继的。因此,VLAN
间的通信通常要用到路由功能,这被称作“VLAN间路由”。VLAN
间路由,可以使用普通的路由器,也可以使用三层交换机。
下面分别列举VLAN
间通信的不同场景:
1.VLAN间通信场景一:不同VLAN不同网段用户间的通信,用户通过三层交换机互联
# 使用技术
# 基本原理:
要实现VLAN
间互通,就要建立VLAN
间路由,此场景用户直连在三层交换机上,只需直连路由即可。而VLANIF
接口是一个三层的逻辑接口,在其上配置IP
地址为用户的网关地址后,它就在三层交换机上生成直连路由,同时,可作为用户的网关。这样,发往各VLAN
网段的报文,就可在路由表中分别找到其出接口--VLANIF
接口,从而实现三层转发。
说明:
VLANIF
只生成直连路由,只能使得相邻设备互通。现网中用户间可能会跨多台三层交换机(如三层网络),此时,除配置VLANIF
外,还要借助静态路由或路由协议才能实现互通。
2.VLAN间通信场景二:不同VLAN不同网段用户间的通信,用户通过二层交换机互联,仅通过一台三层交换机实现VLAN间通信
# 使用技术:子接口(又称单臂路由)
# 基本原理:
跟VLANIF
一样,子接口也是三层逻辑接口。在子接口上配置IP
地址为用户的网关地址后,在三层交换机上同样形成直连路由,VLAN
内的用户同样将网关指向对应的子接口(如图中VLAN2
内用户的网关为Port1.1
,VLAN3
内用户的网关为Port2.1
),进而实现三层通信。
说明:
通过子接口实现三层互通,虽然可减少物理接口占有量,不过由于发送的流量会争用物理主接口的带宽,网络繁忙时,会导致通信瓶颈哟。
3.VLAN间通信场景三:不同VLAN相同网段用户间的通信
# 使用技术:Super VLAN(又称VLAN聚合)
如下图所示,因IP
地址有限,不同VLAN
用户共用一网段,但又需要互通以及访问外网。
# 基本原理:
通过定义Super-VLAN
和Sub-VLAN
, Super-VLAN
只用来建立三层VLANIF
接口,与网关对应,不包含物理接口;Sub-VLAN
只包含物理接口,不建立三层VLANIF
接口,用来隔离广播域,一个Super-VLAN
可以包含一个或多个Sub-VLAN
。
我们可以这样看,每一个普通VLAN
都有一个三层逻辑接口和若干物理接口。而Super VLAN
把这两部分剥离开来:Sub-VLAN
只映射物理接口,负责保留各自独立的广播域;而Super-VLAN
负责实现所有Sub-VLAN
共享同一个三层接口的需求,使不同Sub-VLAN
内的主机可以共用同一个网关;然后再通过建立Super-VLAN
和Sub-VLAN
间的映射关系,把三层逻辑接口和物理接口这两部分有机的结合起来,从而在实现普通VLAN
功能的同时,达到节省IP
地址的目的。
说明:
Sub-VLAN
内主机与外网间的通信,跟使用VLANIF
通信原理类似,只不过多了一步查找Sub-VLAN
与Super-VLAN
的映射关系;但Sub-VLAN
间的通信,需要借助Proxy-ARP
才能实现,这是为什么呢?这是因为Sub-VLAN
内的主机同属一个网关,彼此通信时只会做二层转发,而不会通过网关进行三层转发,但不同Sub-VLAN
的主机在二层是相互隔离的,这就造成了Sub-VLAN
间无法通信,需要借助Proxy-ARP
才能实现。
上述组网中,VLAN
间用户均是通过三层交换机实现三层互通,三层互通需要查找路由表,转发效率较低。而二层转发效率高,那VLAN
间能否实现二层互通呢?
答案是可以的哦,那就是通过VLAN Switch
或VLAN Mapping
实现。
4.VLAN间通信场景四:不同VLAN用户跨一台或多台交换机互联
# 使用技术:VLAN Switch
# 基本原理:
预先在各交换节点(如图中的Switch
)上建立一条静态转发路径(即VLAN Switch
表,指定VLAN
转换关系和出接口)。这样,Switch
根据VLAN Switch
表将Port2
上收到报文中的VLAN2
转换为VLAN3
,并从Port3
发出;将Port3
上收到报文的VLAN3
将转换为VLAN2
,并从Port2
发出,从而实现VLAN2
和VLAN3
间的二层互通。
说明:
VLAN Switch
转发查的是VLAN Switch
表,而不是MAC
表,这就使得VLAN Switch
转发效率较高。但VLAN Switch
是否就因此而可大量应用呢?否,因为VLAN Switch
需要在途经的每个交换节点都要为每个VLAN
用户配置静态转发路径,这就限制了其使用范围,当有大量VLAN
用户接入,或用户跨运营商网络时就不再适用。
5.VLAN间通信场景五:不同VLAN用户跨运营商网络互联
# 使用技术:VLAN Mapping
# 基本原理:
预先在需要VLAN
转换的两端设备(如图中SwitchA
和SwitchB
)配置VLAN
映射关系,但不需像VLAN Switch
那样指定出接口。配置后,SwitchA
接收到VLAN10~50
报文后,根据VLAN
映射表将报文中的VLAN
转换为VLAN100
,根据MAC
表查到VLAN100
对应出接口Port2
,VLAN100
报文穿越运营商网络到达SwitchB
的Port2
接口时,找到其出接口Port1
,在从出接口发出前,将VLAN100
转换为VLAN60~90
,进而可通过分支2的接入交换机二层转发到目的主机。因为只需在VLAN
转换的两端设备配置,运营商网络无需改变其配置,大大简化了配置。
说明:
VLAN Mapping
虽然大大简化配置,但VLAN Mapping
需要通过查MAC
表转发,转发效率上较VLAN Switch
低些,并且易引入广播风暴以及收到MAC
攻击。