基于三层交换的两种VLAN间通信的设计与实现

划分、VLAN间通信、VLAN虚接口等VLAN相关技术的理解和掌握，增强学生对所学知识的实际运用能力。关键词：三层交换;VLAN;Packet Tracer中图分类号:TP393.1

文献标识码:A 文章编号：1673-1131（2019）08-0106-030引言VLAN技术是计算机网络技术发展的必然产物，主要用 来分割广播域。实现不同VLAN间通信的方式有多种，由于

三层交换机所具备的“一次路由，多次转发”特性，可以提高网 络间数据转发的通信性能，因此使用三层交换机来实现不同

1 Packet TracerPacket Tracer是由Cisco公司发布的一个辅助学习工具， 在单机上运行，为学习路由交换技术相关课程的初学者设计、

配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。在职业院校相关 课程的教学中，极大降低了网络实验对网络设备及网络环境

的依赖，得到了广泛应用。本篇文章中的实验所使用的是Pac­

VLAN间通信，成为部门或企业内部采用的重要手段。同时 三层交换机的配置与管理是职业院校路由交换技术相关课程

的重要内容,也是课程教学中的一大难点，更是教学实践的瓶 颈之一叫ket Tracer 6.2.0.005 ”2 VLAN技术VLAN即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻

辑地而不是物理地划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组

实验教学作为职业院校教学实践的重要方式之一，对培

养网络管理专业的实践操作和技术创新能力起着至关重要的

作用叫《路由交换技术》作为网络管理专业的核心课程和主

的一种新兴交换技术。VLAN技术主要用来分割广播域，提

干课程，其实验环节设计实施得好，不仅能帮助学生更有效

地、更深刻地理解理论原理，还能促使学生积极思考,主动学

高网络带宽利用率，提高网络安全性，方便组织和管理。同一

VLAN的计算机可以通过二层交换机直接进行通信，分属于

不同VLAN的计算机只能通过三层设备来实现VLAN间的习达到抛砖引玉的效果。行考核。通过规范化和主动式的管理及时掌握系统运维工作

状态，发现问题所在，并进行针对性的优化，建立初步的管理

体系。第三阶段，完善优化阶段。在前两个阶段实施的基础上, 实现运维管理体系工作的总结和下沉，逐步推进技术体系与

管理体系的融合，并对运维管理体系进行评测和分析,针对运 维人员、客户以及相关系统专家提出的需求和反馈的建议，不

第一阶段，评估咨询阶段。通过对企业信息系统建设和

运维管理现状的调查研究，分析当前系统网络构架、业务的关

断进行体系的改进和优化。联性，发现目前运维管理现状存在的不足，结合企业运维管理

体系建设最佳实践,借鉴系统专家的经验，倾听运维人员和客

5结语如何构建企业信息系统运维管理体系，本文从信息系统 运维管理相关概述出发，分析了企业进行信息系统运维管理 所面临的挑战，提出了构建信息系统运维管理体系的建设思

路，并进行了具体实施步骤的描述。企业在建立该体系过程

户的意见，制定企业运维管理体系的实施目标、功能需求和实 施计划。第二阶段，建设实施阶段。该阶段分为技术体系和管理 体系实施阶段。技术体系实施阶段，基于ITIL理念构建信息

系统运维管理技术体系，通过对企业信息系统基础资源信息 的梳理，掌握资产清单,基础网络构架，配置信息，服务目录,

并建立初步的资源管理模块。通过对各系统资源的摸底，分

中,要结合实际情况，并围绕国际ITIL和IS020000基础构架 标准，构建具有本企业特色的信息系统运维管理体系，从而有

效推动企业信息化的健康稳定发展。参考文献：析相关数据来源和系统功能的关联性，制定统一的数据接口 标准，实现技术体系中系统监测平台,统一告警平台和流程管 理平台的实施，打造系统技术支撑平台。管理体系实施阶段,

在技术体系实施的基础上，有针对性的梳理并制定相应的管

[1] 惮珥,马思硕，李飞.基于ITIL的信息系统运维体系标准化

研究与应用[J].信息与通信,2015.247-250.[2] 李乐成，夏智伟.信息系统建设与维护流程化综合管理平

台设计与研究[J].信息通信,2017.126-127.理体系，包括建立运维组织构架,成立运维管理工作部门和工

作小组;建立制度体系,制定运维流程管理办法和系统操作规 程等;梳理流程体系,规范日常操作规范,包括事件管理、变更

管理和配置管理等;建设考核体系,对运维人员和运维工作进

[3] 方新.基于ITIL的信息运维管理体系研究.信息技术,

2019.263-2.[4] 林武.信息系统运维服务管理探讨.电子世界,2016.103-108.

106信息通信通信。3基于三层交换的两种不同VLAN间通信的设计与

实现3.1拓扑结构设计本文采用如图1所示的拓扑结构完成实验。在三层交换

机(3560-24PS)switchA 上创建 2 个 VLAN,分别是 VLAN10、

VLAN20,并分别把F0/UF0/9加入到这2个VLAN中;在三 层交换机switchB上创建两个VLAN,分别是VLAN30、

VLAN40,并分别把FO /I、F0/9加入到这2个VLAN中；两个 三层交换机分别通过G0/1相连;PC1、PC2分别连与SwitehA

的 F0/l、F0/9,PC3、PC4 分别连与 SwitchB 的 FO/KFO/9。各设

备与接口的IP地址分配见表1。switchA

switchB图1三层交换拓扑图

表1设备IP地址表设备接口IP地址网关(VLAN)PCI192.168.1.2/24192.16&1.IPC2192.168.2.2/24192.168.2.1PC3192. L 68.3.2/24192.168.3.1PC4192.168.4.2/24192.168.4.1VLAN 10192.168.1」/24VLAN20I92.L68.2.1/24VLAN30192.168.3.1/24VLAN40192.168.4,1/243.2设计思路两种不同VLAN间通信的设计思路分别如下。(1) 两个三层交换机选取一个启用路由功能(本例中选用

switchA),两个交换机之间通过trunk链路连通，这样四个

VLAN相对于switchA来说,就是四个直连网络，可以通过它

来实现四个VLAN互通。(2) 两个三层交换机同时启用路由功能，连接两个交换机

的G0/1分别设置为路由端口，分别设置地址192.168.5.1/24、

192.168.5.2/24,在 switchA 中配置 VLAN10、VLAN20 虚接 口, 在 switchB 中配置 VLAN30、VLAN40 虚接口,这样 VLAN10、

VLAN20就成为switehA的直连网络,VLAN30、VLAN40就

成为switohB的直连网络,分别在两个交换机上添加到另外两 个VLAN的路由，就可实现四个VLAN互通。3.3主要配置命令(以第2个设计思路为例)(1〉第一种思路的相关主要配置命令如下：三层交换机switchA:创建 VLAN10、VLAN20、VLAN30、VLAN40,并将 0)/1、

fD/9 分别划入 VLAN10、VLAN20。王光辉:基于三层交换的两种VLAN间通信的设计与实现switohA(configMvlan 10 switchA(config-vlaii)#vlaQ 20

switchA(config-vlan)#vlan 30 switchA(config-vlan)#vlan 40

switchA(config-vlan)#mt fD/1 switchA(config-i0#swi mode acc switchA(config-i^#swi acc vlan 10

switchA(config-i^#int fD/9 switchA(config-iO#swi mode acc

switchA(config-i0#swi acc vlan 20 switchA(config-i^#uit gO/1

指定trunk使用802.1q封装协议，并将端口设定为trunk 模式。switchA(config-i0#swi trunk encap dotlq switchA(config-i0#swi mode trunk switchA(config-i^#int vlan 10

switchA(config-if)#ip add 192.16 &1.1 255.255.255.0

switchA(config-iO#no shut

switchA(config-i0#uit vlan 20

switchA(config-i^#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0

switchA(config-iO#no shut

switchA(config-i0#uit vlan 30

switchA(config-if)#ip add 192.168.3.1 255.255.255.0 switchA(config-i^#no shut

switohA(config-iO#mt vlan 40

switchA(config-if)#ip add 192.168.4.1 255.255.255.0 switchA(config-i0#no shut

启动三层交换机路由功能。

switchA(configMip routing switchA(config)

在 switchB 上分别创建VLAN30、VLAN40,并将 fD/1、fD/9

分别划入VLAN30、VLAN40；在端口 g0/l上指定trunk使用

802.1q封装协议，并将端口设定为tnrnk模式。switehB交换 机不启用路由功能。这些配置可参照switchA的配置完成，不 再赘言。测试四个VLAN的连通性,4台计算机相互均可ping通，

测试通过。(2)第二种思路的相关主要配置命令如下：三层交换机switchA:创建VLAN10. VLAN20,并将fl)/9分别划入

VLAN10.VLAN20oswitchA(config)^vlaii 10

switchA(config-vlan)#vlan 20

switchA(config-vlan)#mt fD/1 switohA(config-iO#swi mode acc switchA(config-i0#swi acc vlan 10 switchA(config-i^#uit fD/9 switchA(config-i^#swi mode acc

switohA(config-iO#swi acc vlan 20

将g0/l设置为路由端口,并设置IP地址。

switchA(config-i^#uit g0/l

switchA(config-i^#no swi

switchA(config-if)#ip add 192.168.5.1 255.255.255.01072019年第8期（总第200期）信息通信INFORMATION & COMMUNICATIONS2019(Sum. No 200)配网自动化通信信息的仿真系统设计王欣媛，姜 晨，崔 洁，沈思雨,杨 颖，柏 微（南京工程学院电力工程学院，江苏南京211167）摘要:设计一个配网自动化通信信息的仿真系统，仿真的装置有配网主站和配网FTU。配网主站和配网FTU之间采用IEC60870-

5-104等通信规约进行数据通信,仿真系统能验证规约的各种报文及模拟配网自动化功能，通过研究IEC60870-5-104等 通信规约在配网自动化系统的应用，为配网自动化系统的发展提供借鉴作用。关键词：配网自动化;通信信息;仿真设计中图分类号:TM73

文献标识码:A 文章编号：1673-1131（2019）08-0108-02培训、鉴定于一体的综合技能培训系统。从各方面高度模拟 了真实的配电自动化系统，配置了故障状态下的故障处理培

训软件和正常运行状态下的配电运行管理软件。系统所需要

1概述智能配网是智能电网的关键环节之一。通常110kV及以 下的电力网络属于配电网络，配电网是整个电力系统与分散 的用户直接相连的部分。我国的配网自动化的仿真研究起步

的设备都已经模块化，培训时就可以完成传统培训不能完成

于配网自动化系统的建设初期，目的是通过配电网自动化仿

真系统对运行维护人员提供培训手段。的某些事故演示和配电操作，生产运行人员就可以掌握配电

网自动化原理和操作技能以及事故处理，将电力系统配电的

如文献［1］提出了提出了仿真技术在配网自动化发展规划

安全可靠性及经济性大大提高。文献［5］介绍了一种釆用分层式体系结构实现对实际城区

和人员培训方面如何应用的看法。文献［2］介绍了一种配网自动化仿真系统,该系统有模拟 柜（由三部分构成:配网一次设备模拟部分，模拟控制器部分及

10kV配电网自动化的计算机模拟。根据现实的配网系统，整 个模拟系统分为配电网主站层、终端层和一次设备层3个层次。 通过通信系统将3个图3配电模拟培训系统配置层次统一起 来，可以实现配电网自动化系统各种工况和故障的模拟实验,

负荷模拟部分）、控制中心（控制中心由计算机、通讯控制器及

其它计算机辅助设备构成。软件由四部分构成：控制中心界 面设计软件、系统运行情况演示软件、远程操作控制软件，线路

让学习者充分了解现代化的配网自动化系统，了解配电网运行 规律和电网调度运行技术，充分掌握电力系统远动技术。仿真及计算软件）及显示部分构成。该仿真系统为配电网自

动化系统搭建了一个应用研究平台。目前，该系统能实现配电 网自动化系统多种方案的仿真。系统能演示配电网的正常运

2配网自动化仿真系统设计目前应用在配网自动化系统中通信规约有IEC60870-5-101、

行方式和故障运行方式及故障隔离过程。文献［3］探讨通过计算机软件技术实现配网自动化仿真系

IEC60870-5-104,DNP3.0及IEC61850规约。采用软件仿真的

形式来研究配网自动化系统基于规约的信息通信及配网自动

统及设计要点。在离线的状态下为运行维护人员提供仿真培训。文献［4］探讨配电网自动化仿真系统应具有哪些功能和仿

化功能验证是很好的手段。本文用软件设计了一个仿真系统，系统有配网主站和仿

真 FTU。真系统的构成。提出配电自动化仿真系统可对运行人员进行

switchA(config-if)#no shut创建VLAN10.VLAN20虚接口，并设置IP地址。4结语这两种方法均可实现不同VLAN间的通信，需要指出的

switchA(config-if)#int vlan 10switchA(config-if)#ip add 192.16&1.] 255.255.255.0

是当有同一 VLAN的计算机分散在两个交换机上的时候则

只能釆用设计思路1）的方案。在企业或部门内部存在两个

switchA(config-i0#no shutswitchA(config-if)#int vlan 20switchA(config-if)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0

以上的三层交换核心（同时启用路由功能）时设计思路2）更 适用,这样可分散路由选择的压力，更有利于改善网络性能。switchA(config-i0#no shut参考文献：switchA(config-if)#exit添加默认路由,也可分别添加到VLAN30.VLAN40的路

由,本例釆用默认路由。［1］ 韦素媛，杨白龙.计算机网络实验指导书［M］.西安:西北工

业大学出版社,2011［2］ 王艳丽，阴国富.计算机网络工程实验优化探索［J］.现代电

子技术,2008（13）:167-171switchA(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.16&5.2

启动三层交换机路由功能。［3］ 吕超男.VLAN之间通信的两种实现方式--三层交换或单 臂路由［J］.科技创新与应用,2016（25）.switchA(config)#ip routingswitchA(config)三层交换机switchB的配置和switchA类似，按照设计思

路2)说明即可，不再赘言。［4］ 李永娜.三层交换机中VLAN间的路由通信的应用［J］.佳

木斯职业学院学报,2018（3）.⑸陈燕三层交换机实现VLAN间的路由［J］.硅谷2014（14）:67皿

测试四个VLAN的连通性,4台计算机相互均可ping通, 测试通过。［6］仇剑锋.基于VLAN和三层交换的企业网络安全策略研

究［D］.中南大学,2007.108