Маршрутизация сетями между локальными виртуальными

Цель работы
Целью работы является изучение принципов маршрутизации между виртуальными локальными сетями, формирование практических навыков работы с программным продуктом Cisco Packet Tracer путем проектирования локальных сетей с использованием коммутатора третьего уровня и маршрутизатора.

Уровни коммутаторов
Коммутатор второго уровня (Layer 2) – это коммутатор, который работает на втором уровне модели OSI, обрабатывает и регистрирует МАС-адреса поступающих кадров, осуществляет физическую адресацию и управление потоком данных. Данное устройство идентифицирует получателя и отправителя только по MAC-адресу и передает кадры между ними. В коммутационной таблице MAC-адреса сетевых устройств соотносятся с конкретными портами коммутатора.
Коммутатор третьего уровня (Layer 3) – это коммутатор, который работает на третьем уровне модели OSI и реализует механизмы маршрутизации (логическая адресация и выбор пути доставки данных с использованием протоколов маршрутизации) с помощью специализированных аппаратных средств (микросхем ASIC).

Коммутатор третьего уровня и маршрутизатор
Маршрутизатор – это устройство, которое работает на третьем уровне модели OSI и пересылает пакеты данных между различными сегментами сети на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором. Механизм обработки пакетов реализован программно и функционирует на процессоре общего назначения.
Отличия коммутатора третьего уровня от маршрутизатора:
Реализация маршрутизации. В коммутаторе третьего уровня за маршрутизацию отвечает микросхема ASIC, в маршрутизаторе – центральный процессор.
Производительность. Производительность коммутатора третьего уровня в сотни раз больше производительности маршрутизатора из-за наличия микросхем ASIC.
Функциональность. Возможности маршрутизатора шире, чем коммутатора третьего уровня – межсетевой экран, NAT, VPN и д.р.
Маршрутизация. Коммутатор третьего уровня является устройством для локальной вычислительной сети и маршрутизирует трафик в ней между существующими сегментами. Маршрутизатор предназначен для подключения локальной сети к глобальной сети и осуществляет маршрутизацию трафика во внешний мир.

Сеть с коммутатором третьего уровня
VLAN 1
VLAN 2
VLAN 3
Канцелярия Бухгалтерия Отдел кадров
Компьютеры из разных виртуальных локальных сетей могут обмениваться сообщениями друг с другом.

Настройка маршрутизации между VLAN
Создание VLAN:
Switch(config)# vlan 2
Switch(config-vlan)# name kafedraVT
Настройка access port:
Switch(config)# interface fastEthernet 0/1
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 2
Присвоение IP-адреса созданному сегменту:
Switch(config)# int vlan 2
Switch(config-if)# ip address 2.2.2.1 255.255.255.0
Switch# show run
Включение маршрутизации трафика:
Switch(config)# ip routing

Сеть с коммутаторами разных уровней
Виртуальные сети с одинаковыми номерами сконфигурированы на двух различных коммутаторах второго уровня. Благодаря использованию коммутатора третьего уровня компьютеры из разных виртуальных локальных сетей могут обмениваться сообщениями друг с другом.
Бухгалтерия Отдел кадров Бухгалтерия Отдел кадров

Создание access port и trunk port на коммутаторе второго уровня
Настройка access port и автоматическое создание vlan 2:
Switch(config)# interface fastEthernet 0/1
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 2 (vlan 2 создается автоматически, если ранее он не был создан)
Настройка trunk port между коммутаторами второго и третьего уровней (производится на коммутаторе второго уровня):
Switch(config)#int gi0/1
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 2,3
Switch#show run

Создание trunk port на коммутаторе третьего уровня
Настройка trunk port между коммутаторами второго и третьего уровней (производится на коммутаторе третьего уровня):
Switch(config)#int gi 0/1
Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
dot1q – это тип инкапсуляции (укороченная версия IEEE 802.1q).
IEEE 802.1q – открытый стандарт, который описывает процедуру тегирования трафика для передачи информации о принадлежности к VLAN.
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 2,3

Сеть с маршрутизатором
VLAN 1
VLAN 2
VLAN 3
Канцелярия Бухгалтерия Отдел кадров
Компьютеры из разных виртуальных локальных сетей могут обмениваться сообщениями друг с другом.

Настройка VLAN на маршрутизаторе
Все порты коммутатора изначально находятся в режиме no shutdown, все порты маршрутизатора – в режиме shutdown.
Включить порт маршрутизатора:
Router(config)#int gi0/0
Router(config-if)#no shutdown
На маршрутизаторе нет vlan. Их роль выполняют subinterfaces (сабинтерфейсы или подинтерфейсы). Каждому подинтерфейсу соответствует vlan.
Создание подинтерфейса:
Router(config)#interface gigabitEthernet 0/0.2 (где 2 – номер vlan)
Router(config-subif)#encapsulation dot1Q 2 (где 2 – номер vlan)
Router(config-subif)#ip address 2.2.2.1 255.255.255.0
Router(config-subif)#no shutdown

Построить сеть, состоящую из коммутатора третьего уровня (3560-24PS) и компьютеров.
Создать две VLAN. Выполнить настройку access портов.
Присвоить IP-адреса созданным сегментам и включить маршрутизацию трафика на коммутаторе.
Выполнить просмотр настроек, используя команду show run.
Задать IP-адрес, маску и шлюз на всех компьютерах. Маска: 255.255.255.0
Выполнить команду ping от компьютера до коммутатора в пределах одной vlan.
Выполнить команду ping и отправить сообщение в режиме симуляции от компьютера, находящегося в одном vlan, до компьютера, находящегося в другой vlan.
Задание 1

Варианты 1

Построить сеть, состоящую из коммутатора третьего уровня (3560-24PS), двух коммутаторов второго уровня (2960-24TT) и компьютеров.
На коммутаторах второго уровня выполнить настройку access портов (VLAN создать автоматически).
Выполнить настройку trunk port на коммутаторе третьего уровня и коммутаторах второго уровня.
На коммутаторе третьего уровня создать vlan’ы, присвоить IP-адреса созданным сегментам и включить маршрутизацию трафика.
Выполнить просмотр настроек коммутаторов, используя команду show run.
Задать IP-адрес, маску и шлюз на всех компьютерах. Маска: 255.255.255.0
Выполнить команду ping от компьютера до коммутатора третьего уровня в пределах одной vlan.
Выполнить команду ping и отправить сообщение в режиме симуляции от компьютера из одного vlan до компьютера из другого vlan.
Задание 2

Варианты 2