Access、Trunk接口跨交换机VLAN通信示例
需求背景
- 如下图所示的网络拓扑中，PC1及PC3被规划在了VLAN 10，PC2及PC4被规划在了VLAN20。
- 通过配置交换机SW1及SW2，使得相同VLAN内的PC能够实现通信。
需求分析
- 由于交换机SW1的GE0/0/1、GE0/0/2以及交换机SW2的GE0/0/1、GE0/0/2都连接着PC，因此需将这些接口配置为Access类型，并加入相应的VLAN。
- SW1及SW2的GE0/0/24接口为互联接口，并且这两个接口需要承载多个 VLAN的数据，因此可将这两个接口配置为Trunk类型并允许VLAN 10和VLAN20的流量通行。
- Trunk类型的接口缺省时已经配置了port trunk allow-pass vlan 1命令，也就是说Trunk类型的接口缺省已经允许VLAN1的流量通过（HW交换机）。并且该类型的接口缺省还配置了port trunk pvid vlan 1，也就是将VLAN1指定为该接口的缺省VLAN。
具体配置
#创建VLAN10及VLAN20:
[SW1]vlan 10
[SW1-v1an10]description VLAN10 #添加描述性的内容
[SWl-v1an10]quit
[SW1]vlan 20
[SW1-v1an20]description VLAN20
[SW1-v1an20]quit
#将接口配置为Access或Trunk类型，并加入相应的VLAN：
[SW1]interface GigabitEthernet 0/0/1
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type access #将该接口配置为Access类型
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 10 #接口添加到VLAN10
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]quit
[SW1]interface GigabitEthernet 0/0/2
[SW1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type access
[SW1-GigabitEthernet0/0/2]port default vlan 20
[SW1-GigabitEthernet0/0/2]quit
[SW1]interface GigabitEthernet 0/0/24
[SW1-GigabitEthernet0/0/24]port link-type trunk #将该接口配置为Trunk类型
[SW1-GigabitEthernet0/0/24]port trunk allow-pass vlan 10 20 #配置允许通过该接口的ULAN
#创建VLAN10及VLAN20:
[SW2]vlan batch 10 20 #使用batch关键字可批量创建VLAN
#将接口配置为Access或Trunk类型，并加入相应的VLAN：
[SW2]interface GigabitEthernet 0/0/1
[SW2-GigabitEthernet0/0/1]port link-type access #将该接口配置为Access类型
[SW2-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 10 #接口添加到VLAN10
[SW2-GigabitEthernet0/0/1]quit
[SW2]interface GigabitEthernet 0/0/2
[SW2-GigabitEthernet0/0/2]port link-type access
[SW2-GigabitEthernet0/0/2]port default vlan 20
[SW2-GigabitEthernet0/0/2]quit
[SW2]interface GigabitEthernet 0/0/24
[SW2-GigabitEthernet0/0/24]port link-type trunk #将该接口配置为Trunk类型
[SW2-GigabitEthernet0/0/24]port trunk allow-pass vlan 10 20 #配置允许通过该接口的VLAN
配置检查
- 在交换机上使用display vlan命令查看设备的VLAN信息：
- 使用display port vlan命令可查看接口的类型及所加入的VLAN，以SW1为例:
引入问题
-
如下图所示的网络拓扑中，交换机SW1及SW2各下挂着一台PC，PC1与PC2使用相同的IP网段，此外二者还通过GE0/0/24接口互联。
-
SW1的GE0/0/1及GE0/0/24都被配置为Access类型，并且均加入了VLAN10， SW2的GE0/0/1及GE0/0/24也都被配置为Access类型，但是加入了VLAN20。
-
基于上述操作后，PC1与PC2能够进行二层通信么?
-
粗略的看，因为两台PC处于不同的VLAN，而不同的VLAN是不能进行二层通信的，所以两台PC之间是无法通信的。然而，实际上在这个场景中PC1与PC2是可以通信的。
问题分析
（1）假设PC1发送了一个数据帧给PC2（假设此时PC1已经知晓了PC2的MAC地址），这个数据帧从PC1的网卡发送出时显然是一个无标记帧；
（2）随后该数据帧进入SW1的GE0/0/1接口：
- 首先被打上Tag， VLAN-ID为10，
- 然后交换机在MAC地址表中查询这个数据帧的目的MAC地址(只在关联到VLAN10的表项中查询)，找到匹配表项后将数据帧从GE0/0/24接口发出，
- 由于GE0/0/24接口是Access类型，并且最重要的是这个接口也加入了VLAN10，因此数据帧的Tag被剥除然后再从该接口发出。
（3）接着SW2在GE0/0/24接口上收到这个数据帧：
- 该数据帧进入交换机后被打上Tag，VLAN-ID为20，
- 然后SW2在MAC地址表中查询数据帧的目的MAC地址(只在关联到VLAN20的表项中查询)，找到匹配表项后将数据帧从GE0/0/1口发出，GE0/0/1接口是Access类型，并且这个接口也加入了VLAN20，此时数据帧的Tag会被剥除。
（4）最后，PC1发送出来数据帧是能够到达PC2的，如下图所示，反之亦然。
（5）综上所述，显然PC1与PC2是能够通信的。
（6）在这个场景中，实际上SW1及SW2都只是对数据帧进行透传而己，并不涉及两个不同VLAN之间的通信。
（7）初始时PC1并未知晓PC2的MAC地址，因此它需要广播一个ARP Request请求对方的MAC地址：
- 这个广播帧会在SW1的GE0/0/1接口上到达，并且被SW1从所有加入VLAN10的接口泛洪出去，而其中的一个拷贝会在SW2的GE0/0/24接口上到达，
- 然后并被SW2从所有加入VLAN20的接口泛洪出去，其GE0/0/1正是这些接口中的一个，因此PC2可以收到该ARP Request帧，而它回应的ARP Reply帧自然也是能够到达PC1的。
引入问题2
- 如下图所示，SW1及SW2的GE0/0/24接口均变成了Trunk类型，而且分别允许VLAN 10及VLAN20的流量通过(以标记帧的形式)。
- 基于上述操作后，PC1与PC2还能够进行二层通信么?
- 实际上经过上述改动后，PC1与PC2将无法互访。
问题分析2
（8）以PC1访问PC2的数据帧为例：
- 这些数据帧即便会从SW1的GE0/0/24接口发出，也必然会携带VLAN10的Tag，也就是说，数据帧将以标记帧的形式在SW2的GE0/0/24接口上到达，
- 但是SW2的GE0/0/24却并未允许VLAN10的流量通过，因此数据帧被丢弃，
- 即便是SW2的GE0/0/24接口允许VLAN10的流量通过，数据帧在进入SW2内部后(携带的VLAN-ID为10)也依然无法从GE0/0/1接口发出，因为GE0/0/1接口加入的是VLAN20.
需要注意的是，问题2其实才是典型的VLAN跨交换机实现的示例，问题1实际上没有并没有跨交换机实现。
Hybrid接口跨交换机VLAN通信示例
- Hybrid(混杂)是一种特殊的二层接口类型。与Trunk类型的接口类似，Hybrid接口也能够承载多个VLAN的数据帧，而且用户可以灵活地指定特定VLAN的流量从该接口发送出去时是否携带Tag。
- 此外Hybrid接口还能用于部署基于IP地址的VLAN划分。
Hybrid接口应用场景
Hybrid接口用于连接PC
- 如下图所示的网络拓扑中，PC1连接在SW1的GE0/0/1接口上，SW1的GE0/0/15接口则连接着一个交换网络(图中忽略了这部分网络)，
- SW1可以通过Hybrid接口为PC1提供接入服务，配置如下：
[SW1]interface GigabitEthemet 0/0/1
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]portlink-type hybrid
- 通过配置该命令将GE0/0/1接口配置为Hybrid类型，缺省将VLAN 1设置为PVID(缺省HW已经配置了port hybrid pvid vlan 1)，并已经允许VLAN 1的流量以无标记的形式通过该接口(缺省HW已经配置了port hybrid untagged vlan 1)。
- PC1被认为属于VLAN 1，PC1发出的数据帧是无标记帧，SW1在其GE0/0/1接口上收到该帧后，为其打上缺省VLAN ( VLAN 1)的Tag，并且由于VLAN 1是该接口允许通过的VLAN-ID，因此这个数据帧会被交换机接收。
- 如果期望将PC1规划在其他VLAN中，比如VLAN10中，那么SW1的配置修改如下：
[SW1]interface GigabitEthemet 0/0/1
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]portlink-type hybrid
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid pvid vlan 10
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid untagged vlan 10
- 通过上述配置，port hybrid pvid vlan 10命令用于将接口的PVID修改为10，当该接口收到无标记帧时，就会认为这些帧属于VLAN 10；
- port hybrid untagged vlan10命令则用于将该接口加入VLAN 10(也就是将VLAN 10添加到接口允许通过的VLAN-ID列表中)，使得PC1所发送的数据帧能够通过GE0/0/1接口从而进入交换机内部；
- 此外，port hybrid untagged vlan10这条命令还使得交换机在从GE0/0/1接口向外发送VLAN 10的数据帧时，以无标记帧的方式发送。
Hybrid接口用于连接交换机
- 如下图所示的网络拓扑中，SW1及SW2分别连接着PC1及PC2，这两台交换机的GE0/0/1接口均被配置为Access类型，并且都加入了VLAN10。
- 为了实现PC间二层网络互通，将SW1的GE0/0/15被配置为trunk类型，并且放通了VLAN10：
[SW1]interface GigabitEthemet 0/0/15
[SW1-GigabitEthernet0/0/15]portlink-type trunk
[SW1-GigabitEthernet0/0/15]port trunk allow-pass vlan 10
引入问题
假设要求SW2的GE0/0/15接口配置为Hybrid类型，该如何配置才能使得PC1与PC2可正常通信?
解决方法
- 因为对端接口((SW1的GE0/0/15 )以标记帧的方式发送VLAN 10的数据帧，因此SW2的GE0/0/15接口也必须将VLAN 10的流量以标记帧的方式处理，配置如下：
[SW2]interface GigabitEthemet 0/0/15
[SW2-GigabitEthernet0/0/15]portlink-type hybrid
[SW2-GigabitEthernet0/0/15]port hybrid tagged vlan 10
- 通过上述配置，port hybrid tagged vlan 10命令用于将GE0/0/15接口加入VLAN 10，并且VLAN的数据帧以标记帧方式通过接口。
引入问题2
- 如下图网络拓扑所示，SW1左侧连接着VLAN10, 20以及1000这几个VLAN，现在SW1的GE0/0/15做了如下配置：
[SW1]interface GigabitEthemet 0/0/15
[SW1-GigabitEthernet0/0/15]portlink-type trunk
[SW1-GigabitEthernet0/0/15]port trunk allow-pass vlan 10 20 1000
[SW1-GigabitEthernet0/0/15]port trunk pvid vlan 1000
- 基于上述配置，如果要求SW2的GE0/0/15接口还是配置为Hybrid类型，该如何配置才能使得PC1与PC2可正常通信?
解决方法2
- 当SW1从GE0/0/15往外发送数据帧时，对于VLAN10及VLAN20的数据采用标记帧的形式发送，而对于VLAN 1000的数据则采用无标记帧的形式发送，
- 如果SW2采用Hybrid接口与其对接，此时该接口的配置应该如下：
[SW2]interface GigabitEthemet 0/0/15
[SW2-GigabitEthernet0/0/15]portlink-type hybrid
[SW2-GigabitEthernet0/0/15]port hybrid tagged vlan 10 20
[SW2-GigabitEthernet0/0/15]port hybrid pvid vlan 1000
[SW2-GigabitEthernet0/0/15]port hybrid untagged vlan 1000
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