在具有IRB的路由器上配置VLAN路由和橋接

簡介

本檔案將說明VLAN的演變，因為它們是在路由IP、橋接IP的路由器上實作，並透過整合路由和橋接(IRB)橋接IP。此外，本文檔還提供了在路由器上配置IRB功能的配置示例。

注意：Catalyst 6500系列交換機和Cisco 7600系列路由器上特意禁用了IRB。如需詳細資訊，請參閱Catalyst 6000和Cisco 7600 Supervisor Engine和MSFC上Cisco IOS版本12.1 E的版本說明下的一般限制和限制一節。

開始之前

慣例

如需文件慣例的詳細資訊，請參閱思科技術提示慣例。

必要條件

本文件沒有特定先決條件。

採用元件

本文件所述內容不限於特定軟體和硬體版本。

本文中的資訊是根據特定實驗室環境內的裝置所建立。文中使用到的所有裝置皆從已清除（預設）的組態來啟動。如果您在即時網路中工作，請確保在使用任何命令之前瞭解其潛在影響。

背景資訊

為使VLAN跨越路由器，路由器必須能夠從一個介面向另一個介面轉發幀，同時保持VLAN報頭。如果路由器配置為路由第3層（網路層）協定，它將在幀到達的介面處終止VLAN層和MAC層。如果路由器橋接網路層協定，則可以保留MAC層報頭。但是，常規橋接仍然會終止VLAN報頭。使用Cisco IOS^® 11.2版或更高版本中的IRB功能，可以將路由器配置為在同一介面上路由和橋接同一網路層協定。這樣，當幀將路由器從一個介面傳輸到另一個介面時，便可以維護VLAN報頭。IRB提供在橋接域和帶有橋接組虛擬介面(BVI)的路由域之間進行路由的功能。BVI是路由器中的虛擬介面，其作用類似於不支援橋接的普通路由介面，但代表路由器中路由介面的可比網橋組。BVI的介面編號是虛擬介面所代表的網橋組編號。編號是BVI和網橋組之間的鏈路。

在BVI上配置並啟用路由時，路由介面上傳入的資料包（目的地為網橋組網段上的主機）將路由到BVI。從BVI將資料包轉發到橋接引擎，橋接引擎通過橋接介面轉發資料包。根據目的MAC地址轉發該資料包。同樣，到達橋接介面但目的地為路由網路上主機的資料包首先會到達BVI。接下來，BVI將封包轉送到路由引擎，然後再將封包從路由介面轉發出去。在單個物理介面上，可以使用兩個VLAN子介面（802.1Q標籤）建立IRB；一個VLAN子介面具有用於路由的IP地址，另一個VLAN子介面橋接在用於路由的子介面和路由器上的另一個物理介面之間。

由於BVI將網橋組表示為路由介面，因此必須僅配置第3層(L3)特徵，例如網路層地址。同樣，為橋接協定配置的介面不能配置任何L3特性。

使用IRB的VLAN路由和橋接概念

在圖1中，PC A和B連線到由路由器分隔的VLAN。這說明了單個VLAN的中間可以有基於路由器的連線的常見誤解。

本圖還顯示了從PC A到PC B的鏈路經過的幀的三層報頭流。

當幀流經交換機時，由於連線是中繼鏈路，因此會應用VLAN報頭。可能有多個VLAN通過TRUNK通訊。

路由器終止VLAN層和MAC層。它會檢查目的IP地址並相應地轉發幀。在這種情況下，IP幀將從埠轉發到PC B。它也是VLAN中繼，因此應用了VLAN報頭。

雖然將交換機2連線到路由器的VLAN可以稱為與將交換機1連線到路由器的VLAN相同的編號，但實際上它不是同一個VLAN。當幀到達路由器時，原始VLAN報頭將被刪除。當幀退出路由器時，可能會應用新的報頭。此新報頭可能包含與幀到達時解封的VLAN報頭中使用的VLAN編號。這表現在，IP幀在路由器中移動時沒有附加VLAN報頭，而是根據IP目的地址欄位的內容進行轉發，而不是根據VLAN ID欄位進行轉發。

因為兩個VLAN中繼位於路由器的兩端，所以它們必須是不同的IP子網。

為了讓兩台PC具有相同的子網地址，路由器必須在其介面上橋接IP。但是，讓VLAN中的裝置共用同一個子網並不意味著它們在同一個VLAN中。

圖II顯示了VLAN拓撲的樣子。

通過在連線VLAN的路由器中的某些或所有介面上橋接IP，可以避免在移動期間對IP終端站進行重新編址。但是，這消除了構建基於路由器的網路以在網路層控制廣播的所有優點。圖III顯示了當路由器配置為橋接IP時發生的變化。圖4顯示當路由器配置為使用IRB橋接IP時會發生的情況。

圖III顯示路由器現在正在橋接IP。兩台PC現在位於同一個子網中。

注意：路由器（網橋）現在將MAC層報頭轉發到外向介面。路由器仍會終止VLAN報頭，並在將幀傳送到PC B之前應用新的報頭。

圖4顯示了配置IRB時發生的情況。VLAN現在跨過路由器，當幀經過路由器時，VLAN報頭會保持不變。

IRB示例配置

此配置是IRB的一個示例。此組態允許橋接兩個乙太網路介面之間的IP，和使用橋接虛擬介面(BVI)從橋接介面路由IP。在下面的網路圖中，當PC_A嘗試聯絡PC_B時，路由器R1檢測到目的(PC_B)的IP地址位於同一個子網中，因此路由器R1在介面E0和E1之間橋接資料包。當PC_A或PC_B嘗試聯絡PC_C時，路由器R1檢測到目的地(PC_C)的IP地址位於不同的子網中，並且使用BVI路由資料包。如此一來，IP通訊協定就會橋接並在同一個路由器上路由。

網路圖表

組態

Current configuration:
!
version 12.0
service timestamps debug uptime
service timestamps log uptime
no service password-encryption
!
hostname R1
!
!
ip subnet-zero
no ip domain-lookup
bridge irb

!-- This command enables the IRB feature on this router.

!
!
!
interface Ethernet0
no ip address
no ip directed-broadcast
bridge-group 1

!-- The interface E0 is in bridge-group 1.

!
Interface Ethernet1
no ip address
no ip directed-broadcast
bridge-group 1

!-- The interface E1 is in bridge-group 1.

!
Interface Serial0
ip address 10.10.20.1 255.255.255.0
no ip directed-broadcast
no ip mroute-cache
no fair-queue
!
interface Serial1
no ip address
no ip directed-broadcast
shutdown
!
interface BVI1
ip address 10.10.10.1 255.255.255.0

!-- An ip address is assigned to the logical BVI for routing


!-- IP between bridged interfaces and routed interfaces.

no ip directed-broadcast
!
ip classless
ip route 10.10.30.0 255.255.255.0 10.10.20.2
!
bridge 1 protocol ieee

!-- This command enables the bridging on this router.

bridge 1 route ip

!-- This command enable bridging as well routing for IP protocol.

!
line con 0
transport input none
line aux 0
line vty 0 4
!
end

show命令輸出

show interfaces [interface] irb

此命令顯示可為指定介面路由或橋接的協定，如下所示：

R1#show interface e0 irb

Ethernet0

Routed protocols on Ethernet0:
ip
    
Bridged protocols on Ethernet0:
ip         ipx

!-- IP protocol is routed as well as bridged.


Software MAC address filter on Ethernet0
 Hash Len    Address      Matches  Act      Type
 0x00:  0 ffff.ffff.ffff     0     RCV  Physical broadcast
 0x2A:  0 0900.2b01.0001     0     RCV  DEC spanning tree
 0x9E:  0 0000.0c3a.5092     0     RCV  Interface MAC address
 0x9E:  1 0000.0c3a.5092     0     RCV  Bridge-group Virtual Interface
 0xC0:  0 0100.0ccc.cccc    157    RCV  CDP
 0xC2:  0 0180.c200.0000     0     RCV  IEEE spanning tree
 0xC2:  1 0180.c200.0000     0     RCV  IBM spanning tree
R1#

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