一、介绍（被三层交换机淘汰了）
解决的问题
1）VLAN控制广播域
2）不同的VLAN之间无法通信csd
3）1个VLAN = 1个网段
如：
vlan10 -- IT -- 10.1.1.0/24
vlan20 -- IT -- 20.1.1.0/24
4）不同的VLAN之间通信通过路由来实现
路由器的作用：就是连接不同网段，让不同网段能够通信，也能让不同的VLAN之间通信，实现方式将路由器当中转站。
单臂路由：通过一根网线设置分叉很多条，让不同的VLAN之间可以通信，但是广播还是被限制的这个不用担心，单臂路由只会转发单播，不会转发广播。
如下图：下面的两台PC是不能互相通信，可以使用：ping 目标地址 # 测试网络连通性
缺点：
1）容易出现网络瓶颈
原因：随着一个公司的员工越来越多，PC也会越来越多，这些PC通信都是通过一条网线都达路由器，数量一多就会出现员工上网卡，访问网页之类的有点慢之类的问题，虽然现在的网线技术发展越来越好，百兆、千兆、万兆，但是数据量一多万兆也挺不住，示意图如下：。（上千人的情况，人数少的话影响不大）
2）容易发生单点物理故障
原因：所有的子接口依赖于总物理接口，比如下面局域网，当交换机的Fa0/5或路由器的Fa0/0，被手动关闭或者坏了，那这个局域网就瘫痪了，整个公司都无法上网。
3）VLAN间通信的每个帧都进行路由，导致效率下降。
原因：路由器的工作原理：一个帧到达路由器之后，（1）路由器会识别dot1q 802.lq或其他标签，然后拿掉这个标签（2）然后检查帧的目标MAC地址是否是自己（3）检查帧的IP包的目标IP地址，然后和路由器的路由表进行匹配查看路由的目标端口，并拿掉帧头（因为现在的侦听中的目标MAC地址是路由器自己），准备发送出去（就是查看要把帧发到那个端口）（4）帧到达路由器目标端口后，发送ARP广播报文通过帧的目标IP地址请求目标MAC地址（5）获取到目标MAC地址后封装帧头，并将帧转发出去。
就这个过程每个帧都会经历，一个帧一般情况下最大MTU为1500字节，数据的净荷（payload）部分预留是1472字节，就发送一个几百兆（M）的文件可能都都几万个帧，路由器对每个帧都会进行路由，都要走上面的流程这效率就很低了。
二、单臂路由实现
目的：让上图的这VLAN10和20所属的两台PC能够通信
1）配置路由器
# 进入特权模式
conf t # 进入全局配置模式
int f0/0.1 # 为f0/0这个接口创建一个子接口0.1，虚拟接口
ip add 10.1.1.254 255.255.255.0 # 给路由器的f0/0.1子接口配置IP
no shut # 开启端口
exit # 退到上一级
int f0/0.2 # 为f0/0这个接口创建一个子接口0.2，虚拟接口
ip add 20.1.1.254 255.255.255.0 # 给路由器的f0/0.2 子接口配置IP
no shut # 开启端口
exit # 退到上一级
int f0/0 # 进入 f0/0 接口配置模式
no shut # 开启端口
注意：f0/0 这个物理接口没有配IP，他只是充当一个通道，把数据引到f0/0.1和f0/0.2虚拟的子接口上，其中f0/0.1 接口的IP是10.1.1.0网段的网关，f0/0.2 接口的IP是20.1.1.0网段的网关
2）出现的问题
现在如果就按照上面这种布局和路由器配置，图中的两台PC使用ping命令是不能ping通另一台PC的，因为PC向外发包的访问顺序如下：
- 首先判断目标IP地址与自己是否在同一网段。
- 如果同一网段，则直接发出去，而不找网关
- 如不在同一网段，则直接发包给网关 （一般路由器的IP地址就是网关）
trunk端口，在路由器上输入命令：
en # 进入特权模式
conf t # 进入全局配置模式
int f0/x # 进入要配置的接口
switchport trunk encapsulation dot1q/isl （常用dot1q 802.lq标签）# 这个端口如果作为trunk 需要封装成dot1q或isl （可选，模拟器不支持这命令）
switchport mode access/trunk （这里用trunk，要还原用access） # 设置端口为中继或接入端口
exit # 退到上一级
经过F0/3端口的帧都会被打上标签，用来区分这个帧是来自那个VLAN，打上标签之后数据继续往上走就会来到路由器的物理端口F0/0，路由器虽然是三层设备也有二层设备交换机的部分功能，但是它是不能设置trunk端口的也没有VLAN表，不能设置trunk端口那就得让路由器的端口能够识别标签，一个三层端口能识别一种标签，且只能识别一种标签，按照上图的情况就只能让虚拟的子接口f0/0.1和f0/0.2来负责识别标签的工作，f0/0.1 识别802.1q标签的10标签（vlan10），f0/0.2 识别802.1q标签的20标签（vlan20），路由器配置命令：
en # 进入特权模式
conf t # 进入全局配置模式
int f0/0.1 # 进入f0/0.1端口的配置模式
encapsulation dot1q 10 # 配置f0/0.1端口可以识别802.1q标签的10标签
exit # 退到上一级
int f0/0.2 # 进入f0/0.2端口的配置模式
encapsulation dot1q 20 # 配置f0/0.2端口可以识别802.1q标签的20标签
3）他们通信的详细过程：
（1）下图时假设PC是没有通信过，当10.1.1.1的PC1要与20.1.1.1的PC2通信，PC1就会封装数据帧（如下图），但是现在还不知道目标MAC地址，但是知道目标IP地址是10.1.1.254（因为10和20是不同网段，上面有讲，不是同一网段就会把数据发给网关），所以就会发送ARP广播请求获取目标MAC地址，报文的大概内容是：我是10.1.1.1，目标地址是AA，谁是10.1.1.254？把你的MAC地址告诉我，当这个报文（帧）到达F0/3会被加上标签10，路由器收到帧后，就会把标签去掉，后面在细讲。
完整帧结构
（2）路由器收到PC1的ARP广播报文后，就会单播响应PC1，报文大概内容是：我是10.1.1.254，我的MAC地址是CC（注意这个帧的源MAC是路由器自己CC，目标MAC地址是AA）,最后PC1收到路由器的报文就知道了，我要的目标MAC地址是CC，就会把数据帧封装进帧头内，如下图：
（3）然后PC就会把帧发送给交换机进行转发，如下图。注意：交换机的MAC地址表，是当PC连接了交换机，然后PC1开机就会自动发包获取DHCP服务器获取IP（联网，连wifi之类的），交换机就自动学习包中的源MAC地址自动形成的，全是自动的。
（4）数据到达交换机之后，交换机就会读取帧的侦听的目标MAC地址，发现是要给CC的，帧就会给交换机的F0/3端口，但是F0/3端口之前已经被设置成了trunk端口，所以这个帧就会被拆分开来，添加标签，因为这个帧是从F0/1端口进入交换机的，之前这个端口被配置成VLAN10，所以帧被标记成10，然后帧会先到路由器的F0/0接口的然后f0/0.1这个虚拟的子接口，发送自己可以识别标签10，就会把标签拿掉再传给路由器如下图：
（5）帧刚进入路由器时，路由器会查看帧头的目标MAC地址，是不是发给自己的，不是丢弃，是，就拿掉帧头，数据就来到路由器的内部，如下图：
（6）然后到路由器工作的时候了，路由器先查看数据的目标IP地址有没有和自己的路由表匹配的，发现目标IP地址是20.1.1.1刚好和自己的路由表匹配上了，对应的接口是f0/0.2，然后数据就转给f0/0.2接口准备转发出去，f0/0.2接口被配置成了能识别VLAN20的接口，所以数据要转发出去前，f0/0.2接口会给数据加上标签20，然后再给数据封装帧头，源MAC地址是自己CC，目标MAC地址不知道，但是知道目标IP是20.1.1.1，就会发送ARP广播获取MAC地址，这个ARP报文要出f0/0.2接口时也会被加上标签20，然后发给交换机的F0/3端口，F0/3端口发现这个ARP报文的标签是20，就会向所有的VLAN20端口转发，这里只有F0/2是VLAN20端口，所以直接发给F0/2接口，F0/2接口在转给接口下的PC，PC收到广播就会单播应答，我是20.1.1.1，我的MAC地址是BB。如下图：
数据图要出路由器的F0/0的示意图
提取帧的目标IP地址跟自己的路由表比对，刚好匹配成功发现该目标IP地址的网段20.1.1.0对应的端口是F0/0.2，路由器就会把数据帧转发给F0/0.2端口，路由器就完成了对数据的路由，F0/0.2端口拿到数据帧之后自然就会把帧沿着网线往下传给交换机。
示意图：
数据帧到达交换机的F0/3之后，该端口知道这个帧是标签20，就会把标签拿掉还原数据帧，帧就到达交换机内部，通过标签20交换机也知道这个帧是来自VLAN20端口的数据。
数据帧进入交换机内部，示意图：
目标MAC地址与自己MAC地址表进行匹配，发现是找目标MAC地址为BB的设备对应的交换机接口是F0/2（交换机的MAC地址表在上图），这时交换机还会执行一个判断，判断这个帧和目标设备是否处于同一VLAN，不是就丢弃，是（上面讲了这个帧之前的标签是20，虽然被拿掉了交换机也知道了他是来自VLAN20，目标端口F0/2也是VLAN20所以匹配成功），转发数据帧就会从F0/2端口出去，发给BB，完成了通信 。
注意：路由器只转发单播数据，广播的不转发，简单理解就是路由器只转发目标IP是他自己的路由，即转发目标IP地址网关的帧。
三、实验让不同的VLAN之间可以通信
我这里先把PC和交换机配置好了，下面之间演示配置路由器让不同的VLAN之间可以通信
PC就配置一下IP、子网掩码和网关就行了
交换机的配置命令:（大致的配置思路：需要哪台PC加入那个VLAN就加交换机内，创建对应的VLAN，然后把连接该PC的交换机接口加入该VLAN）
en
conf t # 全局配置模式
ho sw1 # 设置交换机名称
vlan ? # 查看可选的ID
vlan id # 创建VLAN
name 名称 # 给VLAN起个名称，方便识别，可选
exit # 退出到上一级，回到全局配置模式
do show vlan brief # 查看VLAN表检查有没有配置成功 int fx/x # 进入需要配置的端口
switchport access vlan ID # 将端口加入到需要的VLAN内
exit # 退出到上一级，回到全局配置模式
将连接两台交换机之间的端口都设置为 trunk （中继端口/公共端口）
注意网线的两边端口都要配置，才能正常通信，不然数据无法到达另一台交换机
en # 进入特权模式
conf t # 进入全局配置模式
int f0/x # 进入要配置的接口
switchport trunk encapsulation dot1q/isl （常用dot1q 802.lq标签）# 这个端口如果作为trunk 需要封装成dot1q或isl （可选，模拟器不支持这命令）
switchport mode access/trunk （这里用trunk，要还原用access） # 设置端口为中继或接入端口配置trunk 简写：sw m t
exit # 退到上一级
将第一台交换机和路由器连接的端口Fa0/5设置为trunk端口
en # 进入特权模式
conf t # 全局配置模式
int fa0/5 # 进入需要配置的端口
switchport trunk encapsulation dot1q/isl （常用dot1q 802.lq标签）# 这个端口如果作为trunk 需要封装成dot1q或isl （可选，模拟器不支持这命令）
switchport mode access/trunk （这里用trunk，要还原用access） # 设置端口为中继或接入端口，配置trunk 简写：sw m t
配置路由器：
# 进入特权模式
conf t # 进入全局配置模式
int f0/0.1 # 为f0/0这个接口创建一个子接口0.1，虚拟接口
encapsulation dot1q 10 # 配置f0/0.1端口可以识别802.1q标签的10标签
ip add 10.1.1.254 255.255.255.0 # 给路由器的f0/0.1子接口配置IP
no shut # 开启端口
exit # 退到上一级
int f0/0.2 # 为f0/0这个接口创建一个子接口0.2，虚拟接口
encapsulation dot1q 20 # 配置f0/0.2端口可以识别802.1q标签的20标签
ip add 20.1.1.254 255.255.255.0 # 给路由器的f0/0.2 子接口配置IP
no shut # 开启端口
exit # 退到上一级
int f0/0 # 进入 f0/0 接口配置模式
no shut # 开启端口
这样就能通过单臂路由技术，让不同VLAN之间进行通信了，单臂是指路由器的Fa0/0这个端口。
注意：现在单臂路由的方式已经被淘汰了，已经有了更好的方法，不过还是可以用的。
面试题
有种对现实没有意义的面试题如下：
如何在不加路由器、网线与不能把设置trunk端口的前提下让这两台PC进行通信？
答案：
