--- theme: smartblue --- # 本文概览

[上篇文章](https://juejin.cn/post/7306783965533159476)我们详细的讲解了VLAN的协议内容、适用场景，并分析了同VLAN内的通信过程，本篇将继续分享跨VALN场景下，VLAN通信的过程。 # 跨 VLAN 通信在[上篇文章](https://juejin.cn/post/7306783965533159476)中我们就说过，**跨 VLAN 不能直接通信，必须经由路由器、三层交换机等路由设备**，所以在后续的实践中我们需要使用三层交换机。**三层交换机，本质上就是“带有路由功能的（二层）交换机”，三层交换机可以想象成一个路由器 + 一个（二层）交换机。** ## 同设备

同设备跨 VLAN 通信，**三层交换机**与网络中的其他设备的连接如上图所示。A 想要与 B 通信。 1. **数据帧传输**：A 判断 B 和自己不属于一个网段，发送一个 [**ARP 报文**](https://juejin.cn/post/7284630352789536808)获取网关的 MAC 地址，目的 IP 为网关的地址 10.1.1.1。A 发送 **untagged** 数据帧至交换机 2. **交换机学习**：交换机接收到一个 untagged 数据帧，将 PVID（缺省 VLAN ID）作为 VID，生成 Tag 添加至数据帧。并根据数据帧的源 MAC 地址、VID 和接收数据帧的端口，生成 MAC 表项 3. **交换机回复**：交换机发现目的 IP 地址是自己，附上自己的 MAC 地址，回复 ARP 应答报文 4. **数据帧传输**：A 收到交换机回复的 ARP 应答报文，记录 IP、MAC 地址的对应关系至 arp 表中，重新封装数据帧，将目的 MAC 地址填为交换机回复的 MAC 地址，目的 IP 填为 B 的 IP 地址 5. **查找路由表**：交换机接收到一个 untagged 数据帧，添加 VLAN Tag。发现数据帧中的目的 MAC 地址是自己，则需要进行三层转发。根据目的 IP 地址查找三层转发表，此时 B 的相关信息还不存在于此表中，于是继续查找路由表 6. **交换机转发**：在路由表中发现目的 IP 地址属于另一个直连网段，在此网段中广播 ARP 报文以获取 B 的 MAC 地址。在发出广播报文前，同样会剥离 Tag，即发出 **untagged** 数据帧 7. **数据帧传输**：B 接收到 ARP 报文后，回复 ARP 应答报文，并记录 IP、MAC 地址至自己的 arp 表中，交换机重复步骤 2，学习到 B 的 IP、MAC、VID 对应关系，并记录到三层转发表中 8. **直接通信**：后续 A、B 通信时，发送数据帧至网关并匹配三层转发表进行三层转发 ## 同设备跨 VLAN 抓包实践 1. gns3 网络拓扑及配置 GNS3

2. 配置 A、B 的 IP 地址为 10.1.1.10、10.1.2.10，和同设备同 VLAN 的配置命令相似，这里不再赘述 3. 配置三层交换机 * 配置三层交换机

* conf term * int e0/0 * switchport mode access * switchport access vlan 10 * int vlan 10 * ip address 10.1.1.1 255.255.255.0 * no shut * vlan 20 同上 * **ip routing** 这步必需，否则无法联通 * 查看 VLAN 信息 * show vlan

* 查看路由信息 * show ip route route 信息

* 查看 e0/0、e1/1 MAC 地址 e0/0 MAC 地址

4. 在 A 上执行 ping B 的命令，并且在 A 与 L3Switch、B 与 L3Switch之间抓包

* A 发出的是 **untagged** 数据帧 * A 请求的目的 MAC 地址是网关的 MAC 地址 B 与 L3Switch

* B 回复的是 **untagged** 数据帧 * B 请求的目的 MAC 地址是请求时的源 MAC 地址，即 e0/0 的 MAC 地址 ## 跨设备

跨设备跨 VLAN 通信，**三层交换机**与网络中的其他设备的连接如上图所示。A 想要与 B 通信。通信过程与同设备跨 VLAN 基本相似，同设备跨 VLAN 的过程中 **A → 交换机 → B**，相当于跨设备跨 VLAN 过程中的 **A → 交换机 1 → 交换机 2**，是整个跨设备跨 VLAN 通信过程的一半，剩余的半段通信过程类似。 ## 跨设备跨 VLAN 抓包实践 1. gns3 网络拓扑及配置 GNS3

2. 配置 A、B 的 IP 地址为 10.1.1.10、10.1.2.10 3. 配置三层交换机

* conf term * 配置 A 和 L3Switch-1 之间为 access 链路 * int e0/0 * switchport mode access * switchport access vlan 10 * no shut * 配置 VLAN 10、VLAN 20 IP 分别为 10.1.1.1、10.1.2.1 * int vlan 10 * ip address 10.1.1.1 255.255.255.0 * no shut * vlan 20 同理 * 配置 L3Switch-1 和 L3Switch-2 之间为 trunk 链路 * int e1/1 * switchport trunk encapsulation dot1q * switchport mode trunk * switchport trunk native vlan 10 * no shut

4. A ping B，并在 L3Switch-1 和 L3Switch-2 之间抓包 L3Switch-1 与 L3Switch-2