三層交換機在VLAN通信中的作用

三層交換機有很多值得學(xué)習(xí)的地方，這里我們主要介紹三層交換機在VLAN通信中的作用，VLAN主要建立在交換機的基礎(chǔ)上，但在沒有三層交換機的情況下，如何利用路由器來解決VLAN之間通信的問題呢?本文通過實際案例進行了講解。

第二層交換機工作在OSI參考模型的第2層(數(shù)據(jù)鏈路層)上，主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯誤校驗、幀序列以及流量控制等。為了改進交換機的性能，廠商都推出了第三層交換機，它在保留第二層計算機所有功能的前提上，增加了許多新的功能，如對VLAN的路由支持、對鏈路匯聚的支持，甚至具有防火墻的功能等。本文內(nèi)容介紹了在沒有三層交換機的情況下如何利用廢舊路由器解決VLAN之間通信的問題。

一、三層交換機壞了怎么辦?

如今，實現(xiàn)VLAN間路由方法都是采用集成了路由處理器的交換機。這種情況下，路由處理器位于交換機機箱的某塊線路卡上。最新的匯聚層交換機的趨勢是將路由處理器集成在與交換引擎相同的模塊上。交換機的背板(backplane)提供了交換引擎和路由處理器之間的通信路徑。由于路由處理器直接與交換機背部相連，這使得路由器能更緊密地集成到交換過程中。這不僅能簡化配置，還能提供網(wǎng)絡(luò)中2層和3層之間的智能通信。

另處，由于這種方案提供了比外部trunk速率更高的鏈路，因此性能也得到改善。兩個使用內(nèi)部路由處理器交換機的例子是采用RSM的交換機，VLAN間交換的速率可以達(dá)到175Mpps(百萬數(shù)據(jù)包/秒);以及采用使用MSFC2技術(shù)的交換機，VLAN間交換的速率可達(dá)210Mpps，下面是以Cisco 三層交換機為例的組網(wǎng)方案，這樣可以輕松的實現(xiàn)VLAN間的路由訪問和上網(wǎng)需求，在這種情況下如果三層交換機壞了怎么辦?有人說可能會說，再買一個不就完了!這里有三方面的因素使得三層交換機不會那么快的回到這個網(wǎng)絡(luò)中：

1.三層交換機的價格比較貴，即使是購買一個二手的CISCO 3550也要1萬多塊錢。

2.如果是政府或者事業(yè)單位的話，可能需要申報→審批→詢價→采購確認(rèn)→供貨商簽合同→用戶接收設(shè)備→反饋到負(fù)責(zé)采購的單位→工程施工等，一個漫長的過程。

二、問題分析(Router-on-a-Stick功能介紹)

前面我們已經(jīng)提到過，三層交換機實際上就是在二層交換機的基礎(chǔ)上增加了路由器模塊。這是一種物理的方法，如果要在外部加入一個路由器，讓路由器替代這一功能就可以替代三層交換機實現(xiàn)VLAN間的路由了。采用這種方法可以有效的利用現(xiàn)有的設(shè)備。

從技術(shù)上分析，只要路由器的以太網(wǎng)接口支持VLAN Trunking 功能，就可以把路由器與交換機之間的鏈路設(shè)置成Trunk，傳遞所有VLAN的數(shù)據(jù)流，在將路由器的這個以太網(wǎng)接口劃分成與VLAN數(shù)量相等的子接口，每個子接口連接一個VLAN，這種辦法稱為“Router-on-a-Stick”，如圖1所示。

很多路由器產(chǎn)品都支持這種翻譯過來叫做“單臂路由”的解決方案，如果現(xiàn)在的路由器不支持這項技術(shù)，我們可以馬上購買一臺舊的路由器，價格應(yīng)該只在幾百元。事實上，幾乎所有支持下列功能路由器和交換機都支持這種方案?ISL或802.1Q(兩臺設(shè)備必須支持相同的trunking技術(shù));快速以太網(wǎng)或吉比特以太網(wǎng)(兩臺設(shè)備必須支持相同的速率)。