在cisco packet tracer模拟器下实现三层交换机VLAN间路由实验的设计与实现

鲁捷

【摘 要】通过ISO二层、三层结构中利用二、三层交换机协同，实现不同 VLAN间路由的方式方法，以 Cisco Packet Tracer（思科模拟器）为平台来配置ISO结构中的二、三层交换机实现 VLAN 内部路由的配置技术及实验过程，利用CISCO专有VTP技术实现了多台设备互联互通，并通过实验，丰富了交换机与路由配置实验教学内容。

【关键词】模拟器；三层交换机；VLAN间路由实验；设计与实现

一、引言

当前中国已进入互联网+时代，各行各业都与互联网高度融合，并把各行各业以大数据的方式融为一体，根据2017年网络人才需求白皮书，各类网络人才仍然处于急缺状态。一直以来，我国高职类院校是培养一线网络技术人员的主要力量。网络应用类课程更是网络专业学生必须掌握的技能。在人才培养方案和课程标准的设定中最重要的三个关键环节是综合讲授、实训、实习，达到学生进入工作岗位后能直接与工作岗位进行对接。就目前来看，网络类课程实训室资金投入量大，更新快，建立建成一个与工作环境相一致的工作环境难度较大。高校的教学过程中，存在着理论教学和实践教学分配不一致的情况，学生对课堂理论教学比较厌倦。为解决上述问题，很多高职院校采用了思科模拟软件，该软件是由Cisco公司开发的路由器、交换机仿真工具软件，不仅能够很大程度上的解决网络设备短缺的问题，还能够有效提高对交换机及路由器配置方法和命令的运用能力。Packet Tracer是由Cisco公司发布的一个辅助学习工具，为学习CCNA课程的网络初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。学生可在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，软件中实现的IOS子集允许学生配置设备；并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。

二、二、三层交换机实现vlan间内部路由分析

（一）VLAN技术

虚拟局域网（VLAN）是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样，由此得名虚拟局域网。VLAN是一种比较新的技术，工作在OSI参考模型的第2层和第3层，一个VLAN就是一个广播域，VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。与传统的局域网技术相比较，VLAN技术更加灵活，它具有以下优点：网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少；可以控制广播活动；可提高网络的安全性。在计算机网络中，一个二层网络可以被划分为多个不同的广播域，一个广播域对应了一个特定的用户组，默认情况下这些不同的广播域是相互隔离的。不同的广播域之间想要通信，需要通过一个或多个路由器。这样的一个广播域就称为VLAN。

使用VLAN，可以将某个交换端口或用户赋于某一个特定的VLAN组，该VLAN组可以在一个交换网中或跨接多个交换机，在一个VLAN中的广播不会送到VLAN之外。同样，相邻的端口不会收到其他VLAN产生的广播。这样可以减少广播流量，释放带宽给用户应用，减少广播风暴的产生。

（二）三层交换技术

三层交换机技术是交换机在对第一个数据流进行路由后，会产生MAC地址和IP地址映射表，直接转发实现在三层交换机内部交换。

（三）VTP技术

VTP技术是思科交换机专有技术，在大型园区网建设过程中会配置多个VLAN，同时会涉及到大量的二层交换机需要进行配置，每个交换机配置VLAN的过程中设置一遍，配置效率低。VTP技术使用C/S模式，把三层交换机作为服务器，各二层交换机作为客户端，自动学习三层交换机的VLAN ，可以极大提升配置效率。

三、二、三层实现设计与实现

实验拓扑（1）

三层交换机配置：

Switch>enable

Switch#vlan database

Switch（vlan）#vlan 10

Switch（vlan）#vlan 20

Switch（vlan）#vlan 30

Switch（vlan）#vtp domain 123

Switch（vlan）#vtp server

Switch（vlan）#exit

Switch#conf t

Switch（config）#int vlan 10

Switch（config-if）#ip add 192.168.10.254 255.255.255.0

Switch（config-if）#int vlan 20

Switch（config-if）#ip add 192.168.20.254 255.255.255.0

Switch（config-if）#int vlan 30

Switch（config-if）#ip add 192.168.30.254 255.255.255.0

Switch（config-if）#ip routing

二层交换机配置：

Switch>enable

Switch#vlan database

Switch（vlan）#vtp domain 123

Switch（vlan）#vtp client

Switch（vlan）#exit

Switch#

Switch#conf t

Switch（config）#int fa0/4

Switch（config-if）#sw mode trunk

Switch（config）#int fa0/1

Switch（config-if）#sw mode acc

Switch（config-if）#sw acc vlan 10

Switch（config-if）#int fa0/2

Switch（config-if）#sw mode acc

Switch（config-if）#sw acc vlan 20

Switch（config-if）#int fa0/3

Switch（config-if）#sw mode acc

Switch（config-if）#sw acc vlan 30

四、結论

本文采用VTP模式二、三层交换机实验，在设备成本高，资源利用率低的情况下。使用虚拟仿真模拟器，辅以分组和现场考核，可以极大的提高学习效果和学习效率，从而实现了理论与实践的紧密结合，实现真正的教、学、做一体化的高职教学模式。