VLAN间通信

之前复习了VLAN的概念以及几个接口类型。VLAN在二层可以实现广播域的划分，VLAN间可以实现二层通信，但是不能实现三层通信，需要借助其它方式。

## 一、概述
实际网络部署中一般会将不同IP地址段划分到不同的VLAN。同VLAN且同网段的PC之间可直接进行通信，无需借助三层转发设备，该通信方式被称为二层通信。VLAN之间需要通过三层通信实现互访，三层通信需借助三层设备。
![二层通信](/media/202401/2024-01-06_160350_6531820.5479342224422384.png)

常见的三层设备：路由器、三层交换机、防火墙等。因此一般是将二层交换机与路由器的三层接口互联，由三层设备进行路由转发来实现通信。

## 二、VLAN间通信
简单讲二层三层有什么区别，二层不能直接在接口配置IP地址，因为IP是网络层，二层接口只能基于接口划分VLAN，根据MAC地址表进行数据帧转发。

比如192.168.1.0/24网段不能直接和192.168.20.00/24网段进行IP层通信，需要通过网关IP进行三层转发。有以下几种方式可以实现三层通信。

## 三、三层通信方式

### 3.1 三层设备物理接口
我们知道路由器是三层设备，每一个接口都是一个独立的广播域和冲突域，可以之间配置接口IP地址。
![路由器物理接口](/media/202401/2024-01-06_160416_3423730.2538954258239976.png)

配置物理接口为网关地址，交换机配置ACCESS类型接口可以实现三层通信，但是由于路由器接口本身不多有4口，6口等，如果有很多VLAN就需要很多端口，因此有点浪费。

### 3.2 三层设备子接口
上面需要的物理接口太过浪费了，因此出现了子接口的形式进行三层数据转发。
![子接口](/media/202401/2024-01-06_160443_3198460.6769797240546817.png)

一个物理接口可以划分多个子接口，配置子接口为Trunk对接交换机接口，放通允许VLAN列表，子接口配置网关IP地址即可。
![子接口通讯](/media/202401/2024-01-06_160506_5388760.25022207983773626.png)

![配置简介](/media/202401/2024-01-06_160531_4516500.7994947370725822.png)

子接口需要配置对应的VLAN，还有开启ARP广播。

### 3.3 VLANIF接口
二层交换机（Layer 2 Switch）指的是只具备二层交换功能的交换机。三层交换机（Layer 3 Switch）除了具备二层交换机的功能，还支持通过三层接口（如VLANIF接口）实现路由转发功能。

VLANIF接口是一种三层的逻辑接口，支持VLAN Tag的剥离和添加，因此可以通过VLANIF接口实现VLAN之间的通信。VLANIF接口编号与所对应的VLAN ID相同，如VLAN 10对应VLANIF 10。
![VLANIF](/media/202401/2024-01-06_160556_3214560.7835198486752739.png)

实际使用中都是一个VLAN对应一个子网对应一个网关VLANIF接口，通过三层交换机实现不同VLAN间通信。

转发过程：发送端对目的地址进行逐位匹配判断是否为相同网段，如果是则进行在二层广播和交换机依据MAC地址表进行转发，如果为不同网段则通过网关进行三层转发。
![VLANIF通信过程1](/media/202401/2024-01-06_160618_0764130.7254729031252962.png)

交换机的VLANIF匹配的为直连路由。
![VLANIF通信过程2](/media/202401/2024-01-06_160644_3511460.701788623141581.png)

![VLANIF通信3](/media/202401/2024-01-06_160710_9711450.1110375056463132.png)

## 四、通信过程简介
1、发送端携带源目MAC和IP地址，判断非同网段转发给VLANIF网关
![](/media/202401/2024-01-06_160734_5812780.9157180127668956.png)

2、二层交换机依据MAC地址表转发到三层交换机
![](/media/202401/2024-01-06_160753_0717770.8598218990133757.png)

3、三层交换机配置了默认路由转发到对应三层接口，根据下一跳查找转发接口，替换源MAC
![](/media/202401/2024-01-06_160812_6141410.3760252226173867.png)

4、三层交换机转发到路由器，并剥离VLAN标签
![](/media/202401/2024-01-06_160831_8336320.26118659156657364.png)

5、看到目的地为自身，接收数据表，根据NAT进行端口转换，从对应接口转发
![](/media/202401/2024-01-06_160850_4916620.9917081806796095.png)

数据包经过三层设备时会将源MAC替换为本身MAC地址进行转发，根据路由表和MAC地址查询进行转发。

![二三层接口对比](/media/202401/2024-01-06_160912_9437120.1961642004967159.png)

## 五、配置示例

![子接口配置示例](/media/202401/2024-01-06_161056_4127030.27734335085569695.png)
```ssh
# 子接口配置
# 进入物理接口的子接口
interface GigabitEthernet0/0/0.10

# 终结VLANtag,接收时去掉tag,发送时打上tag
 dot1q termination vid 10
 
# 配置地址，子接口可以配置三层地址
 ip address 192.168.10.254 255.255.255.0
 
# 开启子接口的接收广播报文，如arp报文，默认关闭
 arp broadcast enable
```

VLANIF配置：
```ssh
# 创建VLAN
vlan 10

# 配置VLANIF接口
int vlan 10
ip address 192.168.10.254 24
```

总结：学习了不同VLAN间怎样通讯，简单了解了三次通信过程，还是要多配置才能熟练，长时间不练习很容易就忘记了的。