实验拓扑图:请详细分析vlan2中主机与vlan4中主机的通信过程

实验要求:请简述vlan2中的主机与vlan4中主机可以通信的原理和过程

阶段 1:PC2 准备发包,找网关(ARP 过程)
1.PC2 判断目标网段

PC2 要访问192.168.4.1,发现和自己的192.168.2.1不在同一网段,于是知道:必须先把包发给网关192.168.2.254。

2.PC2 发送 ARP 请求(广播)

内容:“谁是 192.168.2.254?请告诉我你的 MAC 地址!”

帧结构:

目的 MAC:全 F(广播)

源 MAC:PC2 的 MAC

无 VLAN 标签(PC 不知道 VLAN)

3.左侧介入交换机处理ARP

收到无标签帧,因为 PC2 在 Access 口,属于 VLAN2,所以给帧打上VLAN2标签。

从上联 Trunk 口转发给核心 S5700(该口允许 VLAN2 通过)。

4.核心三层交换机回应ARP广播

收到带 VLAN2 标签的 ARP 请求,识别出是 VLAN2 的网关接口Vlanif2的请求。

回复 ARP:“我就是 192.168.2.254,我的 MAC 是MAC-LSW1-V2”。

这个 ARP 回复带 VLAN2 标签,通过 Trunk 口发回左侧交换机,再转发给 PC2。

阶段 2:PC2 发送 IP 包,到核心交换机(二层转发)
5.PC2封装IP包

拿到网关 MAC 后,PC2 开始封装数据:

源 IP:192.168.2.1

目的 IP:192.168.4.1

源 MAC:MAC-PC2

目的 MAC:MAC-LSW1-V2(网关 MAC)

无 VLAN 标签

6.左侧交换机转发到核心三层交换机

收到 PC2 的无标签帧,打上VLAN2标签。

通过上联 Trunk 口,把带 VLAN2 标签的帧发给核心 S5700。

阶段 3:核心交换机三层转发(关键一步)
7.核心交换机处理三层转发

核心 S5700 收到带 VLAN2 标签的帧后:

剥掉 VLAN2 标签,解封装到三层,查看目的 IP192.168.4.1。

查询路由表,发现192.168.4.0/24是直连路由,出接口是Vlanif4。

学习 PC4 的 MAC(如果之前没学过,会先发 ARP 请求问 PC4 的 MAC)。

重新封装帧:

源 IP:192.168.2.1(不变)

目的 IP:192.168.4.1(不变)

源 MAC:MAC-LSW1-V4(Vlanif4 的 MAC)

目的 MAC:MAC-PC4

打上VLAN4标签

从 GE0/0/2 口(允许 VLAN4 通过),把带 VLAN4 标签的帧发给右侧接入交换机。

阶段 4:右侧交换机转发到 PC4,以及 PC4 的回应
8.右侧交换机转发到PC4以及PC4的回应

收到带 VLAN4 标签的帧,剥掉标签(Access 口不打标签)。

把无标签的帧发给 PC4。

PC4 解封装,得到 PC2 发来的数据。

9.PC4 回应 PC2(反向流程)

回应过程和请求过程完全对称:

PC4 判断目标 IP192.168.2.1不在同一网段,发给网关192.168.4.254。

右侧交换机给帧打上VLAN4标签,发给核心 S5700。

核心 S5700 剥掉 VLAN4 标签,三层转发,再打上 VLAN2 标签,发给左侧交换机。

左侧交换机剥掉标签,发给 PC2。

10.PC2 收到回应,通信完成
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