在cisco packet tracer模擬器下實現三層交換機VLAN間路由實驗的設計與實現

魯捷

【摘 要】通過ISO二層、三層結構中利用二、三層交換機協同，實現不同 VLAN間路由的方式方法，以 Cisco Packet Tracer（思科模擬器）為平臺來配置ISO結構中的二、三層交換機實現 VLAN 內部路由的配置技術及實驗過程，利用CISCO專有VTP技術實現了多臺設備互聯互通，并通過實驗，豐富了交換機與路由配置實驗教學內容。

【關鍵詞】模擬器；三層交換機；VLAN間路由實驗；設計與實現

一、引言

當前中國已進入互聯網+時代，各行各業都與互聯網高度融合，并把各行各業以大數據的方式融為一體，根據2017年網絡人才需求白皮書，各類網絡人才仍然處于急缺狀態。一直以來，我國高職類院校是培養一線網絡技術人員的主要力量。網絡應用類課程更是網絡專業學生必須掌握的技能。在人才培養方案和課程標準的設定中最重要的三個關鍵環節是綜合講授、實訓、實習，達到學生進入工作崗位后能直接與工作崗位進行對接。就目前來看，網絡類課程實訓室資金投入量大，更新快，建立建成一個與工作環境相一致的工作環境難度較大。高校的教學過程中，存在著理論教學和實踐教學分配不一致的情況，學生對課堂理論教學比較厭倦。為解決上述問題，很多高職院校采用了思科模擬軟件，該軟件是由Cisco公司開發的路由器、交換機仿真工具軟件，不僅能夠很大程度上的解決網絡設備短缺的問題，還能夠有效提高對交換機及路由器配置方法和命令的運用能力。Packet Tracer是由Cisco公司發布的一個輔助學習工具，為學習CCNA課程的網絡初學者去設計、配置、排除網絡故障提供了網絡模擬環境。學生可在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網絡拓撲，軟件中實現的IOS子集允許學生配置設備；并可提供數據包在網絡中行進的詳細處理過程，觀察網絡實時運行情況。

二、二、三層交換機實現vlan間內部路由分析

（一）VLAN技術

虛擬局域網（VLAN）是一組邏輯上的設備和用戶，這些設備和用戶并不受物理位置的限制，可以根據功能、部門及應用等因素將它們組織起來，相互之間的通信就好像它們在同一個網段中一樣，由此得名虛擬局域網。VLAN是一種比較新的技術，工作在OSI參考模型的第2層和第3層，一個VLAN就是一個廣播域，VLAN之間的通信是通過第3層的路由器來完成的。與傳統的局域網技術相比較，VLAN技術更加靈活，它具有以下優點：網絡設備的移動、添加和修改的管理開銷減少；可以控制廣播活動；可提高網絡的安全性。在計算機網絡中，一個二層網絡可以被劃分為多個不同的廣播域，一個廣播域對應了一個特定的用戶組，默認情況下這些不同的廣播域是相互隔離的。不同的廣播域之間想要通信，需要通過一個或多個路由器。這樣的一個廣播域就稱為VLAN。

使用VLAN，可以將某個交換端口或用戶賦于某一個特定的VLAN組，該VLAN組可以在一個交換網中或跨接多個交換機，在一個VLAN中的廣播不會送到VLAN之外。同樣，相鄰的端口不會收到其他VLAN產生的廣播。這樣可以減少廣播流量，釋放帶寬給用戶應用，減少廣播風暴的產生。

（二）三層交換技術

三層交換機技術是交換機在對第一個數據流進行路由后，會產生MAC地址和IP地址映射表，直接轉發實現在三層交換機內部交換。

（三）VTP技術

VTP技術是思科交換機專有技術，在大型園區網建設過程中會配置多個VLAN，同時會涉及到大量的二層交換機需要進行配置，每個交換機配置VLAN的過程中設置一遍，配置效率低。VTP技術使用C/S模式，把三層交換機作為服務器，各二層交換機作為客戶端，自動學習三層交換機的VLAN ，可以極大提升配置效率。

三、二、三層實現設計與實現

實驗拓撲（1）

三層交換機配置：

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

二層交換機配置：

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、結論

本文采用VTP模式二、三層交換機實驗，在設備成本高，資源利用率低的情況下。使用虛擬仿真模擬器，輔以分組和現場考核，可以極大的提高學習效果和學習效率，從而實現了理論與實踐的緊密結合，實現真正的教、學、做一體化的高職教學模式。