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单臂路由实验

article 2025/3/22 11:24:30

单臂路由实验

文章目录

  • 单臂路由实验
      • 单臂路由简介
      • 工作原理
      • 优点与缺点
      • 应用场景
    • 实验拓扑
    • 实验需求：
    • 实验步骤：
        • 1.PC 配置 IP 地址
        • 2.PC3 属于 Vlan10，PC4 属于 Vlan20，配置单臂路由实现 Vlan10 和 Vlan20 三层互通
          • 2.1.在 SW2 上创建 Vlan10 和 Vlan20，并把 g1/0/1 接口加入 Vlan10，把 g1/0/2 接口加入 Vlan20；把 SW2 的 g1/0/3 接口配置为 Trunk，并允许 Vlan10 和 Vlan20 通过；
          • 2.2.在 R1 上创建子接口 g0/0.1，开启 dot1q 识别，绑定到 Vlan10，并配置 IP 地址 `192.168.1.254/24`；在 R1 上创建子接口 0/0.2，开启 dot1q 识别，绑定到 Vlan20，并配置 IP 地址`192.168.2.254/24`
          • 2.3.在 R1 上查看路由表，会发现已经产生了到达192.168.1.0/24网段和192.168.2.0/24网段的直连路由，出接口分别指向各自子接口，证明路由器已经可以对 Vlan10 和 Vlan20 间的数据进行三层转发了
        • 3.测试在 PC3 上 Ping PC4 ，可以 Ping 通 PC4

单臂路由简介

单臂路由（Router-on-a-Stick） 是一种在网络交换机上通过单个物理接口实现多个VLAN间路由的技术。它通过在一个物理接口上配置多个子接口（Sub-Interface），每个子接口关联一个VLAN，从而在有限硬件条件下实现跨VLAN通信。

工作原理

  1. 网络拓扑

    • 交换机与路由器通过单个物理接口连接（如 GigabitEthernet0/1）。
    • 交换机上划分多个VLAN（如VLAN 10、VLAN 20），并将连接路由器的接口配置为 Trunk 模式，允许不同VLAN的流量通过。

  2. 子接口配置

    • 在路由器的物理接口上创建多个逻辑子接口（如 GigabitEthernet0/1.10、GigabitEthernet0/1.20）。

    • 每个子接口配置不同的IP地址，并关联对应的VLAN ID：

      BASHinterface GigabitEthernet0/1.10
  encapsulation dot1Q 10  ! 关联 VLAN 10
  ip address 192.168.10.1 255.255.255.0

interface GigabitEthernet0/1.20
  encapsulation dot1Q 20  ! 关联 VLAN 20
  ip address 192.168.20.1 255.255.255.0

  3. 数据转发流程

    • 当VLAN 10的主机（192.168.10.2）需要与VLAN 20的主机（192.168.20.2）通信时：
      1. 交换机将VLAN 10的流量通过Trunk链路发送至路由器子接口 GigabitEthernet0/1.10。
      2. 路由器根据目标IP地址查路由表，将流量从子接口 GigabitEthernet0/1.20 转发回交换机。
      3. 交换机将流量送达VLAN 20的主机。

优点与缺点

优点缺点
1. 节省硬件成本：仅需一个路由器接口实现多VLAN互联。1. 性能瓶颈：所有跨VLAN流量集中在一个物理接口，易成为带宽瓶颈。
2. 灵活扩展：支持动态增减VLAN，适应中小型网络需求。2. 配置复杂度：需同时配置交换机的Trunk和路由器的子接口。
3. 兼容性高：适用于多数支持VLAN和802.1Q协议的设备。3. 单点故障：路由器或Trunk链路故障会导致所有VLAN间通信中断。

应用场景

  1. 小型企业网络
    • 在预算有限的情况下，通过单台路由器实现多个部门（VLAN）的互联。
  2. 实验室环境
    • 用于教学或测试跨VLAN路由功能，无需复杂的三层交换机。
  3. 临时网络部署
    • 快速搭建多VLAN网络，如展会或临时办公场景。

实验拓扑

在这里插入图片描述

实验需求：

  1. 按照图示为 PC3 和 PC4 配置 IP 地址和网关
  2. PC3 属于 Vlan10，PC4 属于 Vlan20，配置单臂路由实现 Vlan10 和 Vlan20 三层互通
  3. PC3 和 PC4 可以互通

实验步骤：

1.PC 配置 IP 地址

pc3

在这里插入图片描述

pc4

在这里插入图片描述

2.PC3 属于 Vlan10，PC4 属于 Vlan20，配置单臂路由实现 Vlan10 和 Vlan20 三层互通
2.1.在 SW2 上创建 Vlan10 和 Vlan20，并把 g1/0/1 接口加入 Vlan10，把 g1/0/2 接口加入 Vlan20；把 SW2 的 g1/0/3 接口配置为 Trunk，并允许 Vlan10 和 Vlan20 通过；
注：利用单臂路由实现 vlan 间三层互通，需要把 SW1 连接 R1 的接口配置为 Trunk，并允许 vlan10 和 vlan20 通过　　R1 连接 SW2 的接口上要开启子接口，分别作为 vlan10 和 vlan20 的网关。这里规划 g0/0.1 子接口作为 Vlan10 的网关，IP 地址就是192.168.1.254/24，g0/0.2 子接口作为 Vlan20 的网关，IP 地址就是192.168.2.254/24　　R1 的子接口上为了能够识别 SW2 的 Trunk 端口发送的 802.1Q 帧，还需要开启 dot1q 识别并绑定相应 Vlan。根据上述分析，g0/0.1 子接口绑定 Vlan10，g0/0.2 子接口绑定 Vlan20

在SW1上
<H3C>system-view 
System View: return to User View with Ctrl+Z.
[H3C]sysn
[H3C]sysname SW1
[SW1]vlan 10
[SW1-vlan10]port g1/0/1
[SW1-vlan10]vlan 20
[SW1-vlan20]port g1/0/2
[SW1-vlan20]int g1/0/3
[SW1-GigabitEthernet1/0/3]port link-type trunk
[SW1-GigabitEthernet1/0/3]port trunk permit vlan 10 20
[SW1-GigabitEthernet1/0/3]display this
#
interface GigabitEthernet1/0/3
 port link-mode bridge
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan 1 10 20
 combo enable fiber
#
return
[SW1-GigabitEthernet1/0/3]
2.2.在 R1 上创建子接口 g0/0.1，开启 dot1q 识别，绑定到 Vlan10，并配置 IP 地址 192.168.1.254/24；在 R1 上创建子接口 0/0.2，开启 dot1q 识别，绑定到 Vlan20，并配置 IP 地址192.168.2.254/24
在R1上
<H3C>system-view 
System View: return to User View with Ctrl+Z.
[H3C]sysn
[H3C]sysname R1
[R1]int
[R1]interface g0/0.1
[R1-GigabitEthernet0/0.1]%Mar 21 16:05:21:643 2025 R1 IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet0/0.1 changed to up.
%Mar 21 16:05:21:643 2025 R1 IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet0/0.1 changed to up.

[R1-GigabitEthernet0/0.1]vlan-type dot
[R1-GigabitEthernet0/0.1]vlan-type dot1q vid 10
[R1-GigabitEthernet0/0.1]%Mar 21 16:05:33:865 2025 R1 IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet0/0.1 changed to down.
%Mar 21 16:05:33:865 2025 R1 IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet0/0.1 changed to down.
%Mar 21 16:05:33:865 2025 R1 IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet0/0.1 changed to up.
%Mar 21 16:05:33:865 2025 R1 IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet0/0.1 changed to up.

[R1-GigabitEthernet0/0.1]ip address 192.168.1.254 24
[R1-GigabitEthernet0/0.1]qu
[R1]interface g0/0.2
[R1-GigabitEthernet0/0.2]%Mar 21 16:05:42:587 2025 R1 IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet0/0.2 changed to up.
%Mar 21 16:05:42:587 2025 R1 IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet0/0.2 changed to up.

[R1-GigabitEthernet0/0.2]vlan-type dot1q vid 20
[R1-GigabitEthernet0/0.2]%Mar 21 16:05:48:334 2025 R1 IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet0/0.2 changed to down.
%Mar 21 16:05:48:334 2025 R1 IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet0/0.2 changed to down.
%Mar 21 16:05:48:335 2025 R1 IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet0/0.2 changed to up.
%Mar 21 16:05:48:335 2025 R1 IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet0/0.2 changed to up.

[R1-GigabitEthernet0/0.1]ip address 192.168.1.254 24
[R1-GigabitEthernet0/0.1]display ip interface brief 
*down: administratively down
(s): spoofing  (l): loopback
Interface           Physical Protocol IP address/Mask    VPN instance Description  
GE0/0               up       up       --                 --           --
GE0/0.1             up       up       192.168.1.254/24   --           --
GE0/0.2             up       up       192.168.2.254/24   --           --
GE0/1               down     down     --                 --           --
GE0/2               down     down     --                 --           --
GE5/0               down     down     --                 --           --
GE5/1               down     down     --                 --           --
GE6/0               down     down     --                 --           --
GE6/1               down     down     --                 --           --
Ser1/0              down     down     --                 --           --
Ser2/0              down     down     --                 --           --
Ser3/0              down     down     --                 --           --
Ser4/0              down     down     --                 --           --
[R1-GigabitEthernet0/0.1]
2.3.在 R1 上查看路由表，会发现已经产生了到达192.168.1.0/24网段和192.168.2.0/24网段的直连路由，出接口分别指向各自子接口，证明路由器已经可以对 Vlan10 和 Vlan20 间的数据进行三层转发了
在R1上
[R1]display ip routing-table 

Destinations : 13       Routes : 13

Destination/Mask   Proto   Pre Cost        NextHop         Interface
0.0.0.0/32         Direct  0   0           127.0.0.1       InLoop0
127.0.0.0/8        Direct  0   0           127.0.0.1       InLoop0
127.0.0.1/32       Direct  0   0           127.0.0.1       InLoop0
127.255.255.255/32 Direct  0   0           127.0.0.1       InLoop0
192.168.1.0/24     Direct  0   0           192.168.1.254   GE0/0.1   **
192.168.1.254/32   Direct  0   0           127.0.0.1       InLoop0
192.168.1.255/32   Direct  0   0           192.168.1.254   GE0/0.1
192.168.2.0/24     Direct  0   0           192.168.2.254   GE0/0.2   **
192.168.2.254/32   Direct  0   0           127.0.0.1       InLoop0
192.168.2.255/32   Direct  0   0           192.168.2.254   GE0/0.2
224.0.0.0/4        Direct  0   0           0.0.0.0         NULL0
224.0.0.0/24       Direct  0   0           0.0.0.0         NULL0
255.255.255.255/32 Direct  0   0           127.0.0.1       InLoop0
[R1]
3.测试在 PC3 上 Ping PC4 ，可以 Ping 通 PC4
<H3C>ping 192.168.2.1
Ping 192.168.2.1 (192.168.2.1): 56 data bytes, press CTRL_C to break
56 bytes from 192.168.2.1: icmp_seq=0 ttl=254 time=2.594 ms
56 bytes from 192.168.2.1: icmp_seq=1 ttl=254 time=0.969 ms
56 bytes from 192.168.2.1: icmp_seq=2 ttl=254 time=1.074 ms
56 bytes from 192.168.2.1: icmp_seq=3 ttl=254 time=1.313 ms
56 bytes from 192.168.2.1: icmp_seq=4 ttl=254 time=0.842 ms

--- Ping statistics for 192.168.2.1 ---
5 packet(s) transmitted, 5 packet(s) received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/std-dev = 0.842/1.358/2.594/0.637 ms
<H3C>%Mar 21 16:09:48:440 2025 H3C PING/6/PING_STATISTICS: Ping statistics for 192.168.2.1: 5 packet(s) transmitted, 5 packet(s) received, 0.0% packet loss, round-trip min/avg/max/std-dev = 0.842/1.358/2.594/0.637 ms.

测试成功

http://www.kler.cn/a/595286.html

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