桂电-计算机网络实验5-VLAN划分与路由

一． 实验目的 1、熟悉VLAN标记帧的结构 2、熟悉路由器子接口创建方法 3、掌握VLAN路由配置方法 二． 实验环境 1、头歌基于Linux的虚拟机桌面系统 2、组网仿真工具GNS3 3、浏览器firefox 在一个VLAN交换网络中，以太网帧主要有以下两种形式： （1）有标记帧（Tagged帧）：加入了4字节VLAN标签的帧。 （2）无标记帧（Untagged帧）：原始的、未加入4字节VLAN标签的帧 2、VLAN路由 VLAN是建立在物理网络基础上的一种逻辑子网，因此建立VLAN需要相应的支持VLAN技术的网络设备。不同VLAN间的节点在链路层是彼此隔离不能直接通信的，当网络中的不同VLAN间需要相互通信时，就得必须采用具有路由功能的互联设备在网络层进行互联。有两种互联设备支持VLAN之间的路由： 【桂电-计算机网络实验5-VLAN划分与路由】实验主要目标在于理解VLAN的标记帧结构、路由器子接口创建及VLAN路由配置方法。实验环境包括头歌Linux虚拟机、GNS3组网仿真工具和Firefox浏览器。 1. VLAN数据帧格式： 在VLAN交换网络中，以太网帧分为两类：有标记帧（Tagged帧）和无标记帧（Untagged帧）。有标记帧在原始帧的基础上增加了4字节的VLAN标签，用于标识帧属于哪个VLAN；无标记帧则没有这个标签，是标准的以太网帧。 2. VLAN路由： VLAN是逻辑上的子网，建立时需借助支持VLAN的网络设备。VLAN间节点无法直接通信，需要通过具备路由功能的设备在网络层进行通信。常见的VLAN间路由设备有两种：路由器和三层交换机。配置路由器涉及一系列命令，如启用特权模式、进入配置模式、设置IP地址、关闭或激活接口、测试网络连通性、查看MAC地址表、显示系统信息等。 3. 实验任务： - VLAN划分与IP规划：依据网络需求，将节点分配到不同VLAN，并为每个VLAN分配IP地址。 - LAN划分与VLAN中继配置：通过配置交换机，将不同VLAN连接起来，允许VLAN间通信。 - VLAN路由配置：设置路由器，使得不同VLAN的节点能够互相通信。 4. 网络规划示例： 图2展示了一个简单的网络拓扑，其中PC1和PC4被分配到VLAN 10，而PC2、PC3和PC5被分配到VLAN 20。所有节点的IP地址和网关都已规划好，VLAN间的通信依赖于路由器的配置。 5. VLAN划分原因： VLAN划分的主要目的是控制广播域，防止过多的广播流量导致网络性能下降。当物理局域网中节点过多时，合理地划分VLAN可以提高网络效率，确保各个子网间的通信稳定。 6. VLAN中继配置： 在实验中，通过配置交换机的中继接口（例如S2的E0端口和S1的E0、E4端口），实现不同VLAN之间的通信，允许VLAN标签在这些接口上传输，从而达到VLAN间的数据交换。 这个实验旨在通过实际操作，让学生深入理解VLAN在构建和管理大型网络中的作用，以及如何利用路由器进行VLAN间的路由配置，提升网络管理和通信的效率。