一、单臂路由技术背景

园区网划分vlan之后，导致广播域局域网被隔离→不同vlan之间不能通信
VLAN的划分，按照地理位置、部门、人员属性划分→ 部门
VLAN的通信在二层上是被隔离了
用户与服务处于不同VLAN，如何才能让用户能够访问服务器?
方案一∶使用一根网线，两端分别插在两个VLAN下的接口

已经划分好的减小的广播域又被扩大了→不可行
方案二：借助路由器的路由功能实现VLAN之间的通信

路由器的接口有限，一般来说，企业路由器的接口不会超过 10个，只有运营商级别的路由器存在多个接口→不可行
如何让一个路由器的接口承载多个vlan的通信？
Trunk 能够实现一个接口承载多vlan通信 Trunk是二层技术路由器是三层设备----配IP地址
Trunk链路封装 802.1Q，路由器的接口能否也封装 802.1Q，同时还具有三层功能—配IP地址？
一个接口能配多少个IP地址？最多两个—不能满足多vlan通信

二、单臂路由概念及如何实现

2.1 单臂路由的概念

单臂路由技术能让路由器的一个物理接口对应不同VLAN数据的实质是把物理接口分成若干个子接口，这些子接口通过封装802.1q标记，以识别不同VLAN的TAG标记。

2.2 子接口

2.2.1 子接口的实现方法

通过路由器的一个物理接口，虚拟成多个子接口，并且封装802.1Q
实现一个接口能够处理不同vlan网段数据的能力

2.2.2 子接口

子接口基于物理接口来实现：要实现子接口能够工作，物理接口必须处于 up的状态
子接口是一个逻辑的接口
子接口可以配置IP地址，需要指定这个接口配置的 vlan id 范围 0-4094
封装的协议 dot1q(802.1q)→ 具有tag字段的封装
物理接口不用进行任何的配置，处于up的状态即可
子接口和它所在的物理接口共享MAC地址

三、单臂路由的配置

3.1 交换机的配置

正常的划分网络所需要的vlan
将接口 access 到相应的vlan下
将干道接口设置成Trunk 并且允许相对应的vlan通过

3.2 路由器的配置

主接口不做任何配置
划分子接口
interface GigabitEthernet0/0/0.10
#进入划分的子接口范围 1-4096
dot1q termination vid 10
#在子接口上通过802.1q协议，关联相对应的vlan
ip address 192.168.10.254 255.255.255.0
#配置IP地址
arp broadcast enable
#开启 arp 广播→让子接口具有接收和回复广播包的功能

四、单臂路由的通信过程、通信原理

在这里插入图片描述

PC1首先将目标IP网段和自己的IP地址进行与运算（计算出目标IP是否和自己同网段，是否需要跨网段通信）
PC要封装ICMP数据——封装网关（G0/0/0.10)目标MAC失败→触发ARP请求报文
ARP广播报文进入E0/0/0（pvid10）
ARP报文封装一个vlan id=10的tag
ARP报文经过G0/0/1接口（pvid=1）
ARP报文依然携带TAG到Trunk链路上
ARP请求包被G0/0/0收到→G0/0/0需要将这个ARP请求包去掉TAG 分配给它的子接口→G0/0/0.10
当子接口收到ARP请求的时候，去掉TAG
查看源目MAC地址
根据源MAC地址→更新ARP缓存表
继续解读ARP的内容→发现是请求网关的MAC地址的请求包
G0/0/0.10对这个ARP请求报文进行回复
G0/0/0.10对PC1进行ARP回复 ARP应答包+vid 10
ARP relay被交换机G0/0/1收到
ARP relay携带tag进入交换机
交换机根据ARP relay携带的tag将这个数据包查CAM表关于VLAN10的表项，发送给PC1
PC1收到ARP relay后，解封装数据链路层，学习源MAC地址，更新到自己的ARP缓存表
PC1封装ICMP数据包，源MAC（自己），目标MAC（网关）
ICMP数据包被E0/0/1接受，打印TAG标签10
ICMP数据包经过G0/0/1
ICMP数据包到达G0/0/0,G0/0/0接受，查看TAG，去掉TAG，将这个数据包丢给了G0/0/0.10子接口
数据包被路由器收到，路由器根据数据包的目标IP地址，查看自己的路由表→发现目标网段为20.1对应的接口为G0/0/0.20
G0/0/0.20要把这个数据包发送给PC2——先要知道PC2的MAC地址——G0/0/0.20，发送一个ARP的请求包，请求20.1主机的MAC地址
…
ARP request被PC2收到，PC2做出回复，G0/0/0.20知道PC2的MAC地址
ICMP的数据包从G0/0/0.20发出，携带VLAN20的tag
数据包经过交换机的G0/0/1(trunk)，携带TAG VLAN 20进入交换机
交换机查看和VLAN 20相关的CAM表，将这个ICMP的请求包发送给PC2，在经过E0/0/2的时候去掉TAG
PC2回复ICMP数据包