路由器橋接功能在VLAN中的應用
2024-09-12 21:53:47
供稿：網友
某單位在構建網絡時，最初使用了一臺3Com SuperStack Ⅱ Switch 1100作為主交換機和一臺Cisco 2509廣域網路由器。在第二次網絡建設時，根據有限的預算添置了2臺Cisco Catalyst 1924交換機和一臺Cisco 3640路由器用于與各地分支機構的廣域網互連。該單位希望可以充分利用這些的網絡設備按部門劃分虛擬局域網（VLAN），以便更好地進行網絡安全管理。
一、專有協議的兼容
但是在準備實施VLAN的計劃時遇到了一些問題。我們知道，虛擬局域網VLAN是可以從邏輯上劃分的獨立物理網絡，一般可以認為等價于一個第二層廣播域。在交換機中數據幀不能在2個VLAN之間轉發，要實現VLAN之間的通信，需要將交換機連接到第三層設備（如路由器或第三層交換機）進行路由。一般來說，一個物理端口只屬于一個VLAN，這樣VLAN的數量必須與路由器以太網物理端口數量以及交換機用于級聯的端口數量保持一致，這樣將導致大量的端口浪費，并且極大地限制了VLAN的擴展和劃分靈活性。為了解決這一問題，實現一個物理端口上傳輸多個VLAN數據流，可以使用“標簽”（Tagging）技術，即在此端口上對每個數據幀貼上標簽（Tag）用于標記該幀所屬的VLAN，系統利用其VLAN標識號即VLAN ID來確定數據幀的轉發，這就需要網絡設備支持Tagging封裝協議。
在本實例中所遇到的技術難題是，Catalyst 1924交換機與SuperStack 1100交換機分別支持不同的VLAN tagging封裝協議：Catalyst 1924可以封裝Cisco專有的ISL協議，而SuperStack 1100則只能封裝IEEE 802.1Q，這2種協議是互不兼容的。這樣2種交換機不能夠通過一個級聯端口同時傳輸多個VLAN數據流，勢必仍將造成端口浪費并限制VLAN劃分的靈活性。
所幸的是，該單位還有一臺Cisco 3640路由器，而且該路由器包含2個以太網端口，同時此Cisco 3640的IOS版本支持以上2種VLAN tagging封裝協議，這時候就可以利用路由器的透明橋接功能了。在介紹解決方案之前，先對Cisco路由器的透明橋接特性作簡要的說明。
二、Cisco路由器的透明橋接
在Cisco路由器中，其IOS軟件支持基于以太網、FDDI光纖網和串行鏈路的透明橋接。
Cisco路由器提供集成的路由與橋接（Integrated Routing and Bridging，IRB）功能。當配置了IRB后，不可路由的協議數據流可以在配置為相同網橋組的端口上實現橋接交換，同時可以路由的協議數據流則在其他的路由端口或不同的網橋組之間實現路由。
這里提到了一個概念，即網橋組（Bridge-Group）。要實現不同的端口之間的橋接交換，必須將這些端口歸到同一個網橋組當中。從概念上說，配置為同一個網橋組中的所有端口屬于同一個第二層的廣播域，不管這個端口類型是廣域網端口還是以太網端口，也不管這個端口是物理端口還是邏輯端口（如X.25的子口或以太網的VLAN子口）。Cisco路由器為每一個已配置的網橋組自動產生一個虛擬接口，稱之為Beidge-Group Virtual Interface（BVI），在不同的BVI之間或BVI與其它的端口之間可以實現路由的能力。下面說明BVI的主要概念和IRB的配置任務。
