การทำ Inter Vlan Routing ด้วย Switch Layer 3

          พอดีมีเพื่อน ๆ ถามเข้ามาถึงการทำ Vlan และ Inter Vlan ในวันนี้ก็เลยจะมาแนะนำเรื่องราวให้เพื่อน ๆ ที่ยังไม่รู้จักการทำงานของ Vlan ให้ทราบกันครับ เรามาเริ่มกันเลยนะครับ โดยปกติถ้าเพื่อน ๆ มีการใช้งานเครือข่าย Lan อยู่สองเครือข่าย แยกจากกัน ถ้าเพื่อน ๆ ต้องการที่จะทำให้ Lan ทั้งสองวงสามารถติดต่อสื่อสารกันได้จะต้องทำอย่างไรครับ แน่นอนว่าจะต้องใช้อุปกรณ์ใน Layer 3 มาช่วยในการทำ Routing ให้ใช่มั้ยครับ การแบ่ง Vlan นั้นก็เสมือนกับการแยกวงของเครือข่ายออกจากกัน จะทำให้โฮสต์จะสามารถติดต่อสื่อสารกับโฮสต์อื่น ๆ ใน Vlan เดียวกันได้เท่านั้น แต่การที่จะทำให้โฮสต์สามารถติดต่อสื่อสารกับโฮสต์ใน Vlan อื่น ๆ ได้นั้น ก็จะต้องใช้วิธีการที่เรียกว่า Inter Vlan Routing ครับ ซึ่งก็คือการใช้อุปกรณ์ Layer 3 มาช่วยในการทำ Routing ระหว่าง Vlan ให้นั่นเองครับ

          การทำ Virtual Lan นั้นจะเป็นการแบ่ง Broadcast Domain ของเครือข่ายออกจากกัน สำหรับใครที่สงสัยว่า Broadcast Domain นี้คืออะไรนะครับ ผมก็จะขออธิบายให้ฟัง แต่ก่อนที่จะทำความรู้จักกับ Broadcast Domain นั้น ขอแนะนำให้รู้จักกับการทำงานของ Collision Domain กันก่อนครับ

• Collision Domain คือ ขอบเขตการชนกันของข้อมูลที่เกิดบน Layer 1 หรือ Physical Layer นั้นเอง ซึ่งก็คือการที่สัญญาณไฟฟ้าที่ส่งไปในสายเส้นเดียวกันในเวลาเดียวกันจากหลาย ๆ เครื่องนั้น เกิดการชนกันขึ้น ก็จะทำให้ข้อมูลนั้นได้รับความเสียหาย และไม่สามารถนำไปใช้งานต่อได้ โดยจะเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ที่ทำงานบน Layer 1 อย่างเช่น hub(ในปัจจุบันหาใช้ยากกว่าสวิตซ์อีก) เป็นต้น และเนื่องจาก Collision นี้จะเกิดขึ้นบน Layer 1 การป้องกันการเกิด Collision จึงต้องนำอุปกรณ์ที่ทำงานในระดับ Layer 2 มาป้องกัน ซึ่งก็ Switch นั่นเอง ด้วยเหตุนี้ Switch จึงสามารถแยก Collision Domain ได้
• Broadcast Domain คือ ขอบเขตการกระจายข้อมูล ซึ่งจะเกิดบน Layer 2 เพื่อให้เห็นภาพการทำงานขอให้เพื่อน ๆ นึกถึงห้องประชุมใหญ่ ๆ ที่มีคนมาประชุมกันอยู่ โดยมีชื่อห้องว่า Vlan 10 นะครับ การพูดคุยต่าง ๆ ภายในห้องประชุมนี้ก็จะกระจายอยู่ภายในห้องใช่มั้ยครับ สำหรับรูปแบบการกระจายข้อมูลภายในเครือข่ายนั้นจะมีอยู่ 3 รูปแบบ ดังนี้
  • Broadcast เป็นการแพร่กระจายข้อมูลไปยังทุกเครื่องภายในเครือข่าย เพื่อให้เห็นภาพ ก็ขอให้นึกถึงห้องประชุมห้องเดิมนะครับ เมื่อมีใครซักคนนึงภายในห้องนี้พูดขึ้นมาว่า “ทุกคน โปรดฟังทางนี้” นี่ก็คือการ Broadcast ครับ คือกระจายข้อมูลไปยังทุก ๆ โฮสต์ใน Vlan นั้น ๆ
  • Multicast จะแตกต่างกับ Broadcast อยู่นิดหน่อย ถ้าเป็น Multicast ขอให้เพื่อน ๆ นึกถึงห้องประชุมห้องเดียวกันนี้ มีคนพูดขึ้นมาเหมือนกัน แต่ไม่ได้พูดว่า “ทุกคน” แต่อาจจะพูดว่า “กลุ่มสีน้ำเงิน โปรดฟังทางนี้” ซึ่งถึงแม้ว่าทุกคนภายในห้องนี้จะได้ยินข้อความนี้ แต่จะมีเพียงกลุ่มสีน้ำเงินเท่านั้นที่นำข้อมูลนี้มาใช้ประโยชน์
  • Unicast ก็ขอให้เพื่อน ๆ นึกถึงห้องประชุมห้องเดิมต่อนะครับ เมื่อเราอยู่ในห้องประชุมนี้ เราต้องการที่จะคุยกับ นาย A แต่ในตอนแรกเราจะไม่ทราบใช่มั้ยครับว่าคนไหนกันแน่คือนาย A เมื่อเราต้องการที่จะคุยกับนาย A ในครั้งแรกนั้น เราก็จะต้องถามไปก่อนว่าคนไหนคือนาย A โดยการพูดว่า “นาย A โปรดฟังทางนี้” ซึ่งทุกคนภายในห้องประชุมนี้จะได้ยิน แต่จะมีเพียงนาย A เท่านั้นที่ตอบรับกลับมา แต่ในการติดต่อสื่อสารครั้งต่อไป เราก็จะรู้แล้วว่าคนไหนคือนาย A เราก็สามารถที่จะเข้าไปคุยกับนาย A ได้โดยตรงทันที เปรียบเสมือนกับในเครือข่าย Lan ที่เมื่อต้องการส่งข้อมูลไปยังปลายทางในครั้งแรก จะต้องมีการส่ง ARP โดยการ Broadcast ไปถามก่อน ว่า IP Address นี้มี Mac Address เป็นอะไร แต่เมื่อทราบค่า ARP แล้วเราก็จะสามารถติดต่อกับเครื่องนั้น ได้โดยตรงทันที

          ในการแบ่ง Vlan ก็ขอให้เพื่อน ๆ นึกถึงห้องประชุมห้องเดิมนี้ เพียงแต่ว่าจะมีการกั้นห้องขึ้นมาตรงกลางห้อง เพื่อแบ่งห้องประชุมออกเป็น 2 ห้อง และอาจจะตั้งชื่อว่าห้อง Vlan 10 กับห้อง Vlan 20 การพูดคุยก็จะกระจายตามรูปแบบการส่งข้อมูลทั้ง 3 รูปแบบ อยู่ภายในห้องของตัวเอง

          ทีนี้เมื่อคุยกันไปมาภายในห้องของตัวเองจนเบื่อแล้ว หรือมีใครซักคนในห้องที่ต้องการที่จะคุยกับคนที่อยู่ในอีกห้องนึงขึ้นมา ก็จะต้องเดินไปยังประตูทางออกของห้อง (Gateway) จากนั้นจึงไปหาป้ายเพื่อบอกทาง(การทำ Routing) เพื่อหาทางไปยังอีกห้องนึงได้อย่างถูกต้องนั่นเอง ซึ่งก็เปรียบเสมือนกับการแบ่ง Vlan และใช้อุปกรณ์ Layer 3 มาช่วยในการทำ Routing ให้นั่นเอง

          และก่อนที่จะเข้าสู่ขั้นตอนในการตั้งค่า ผมก็จะขอแนะนำให้เพื่อน ๆ รู้จักกับ รูแปบบของพอร์ตที่มีการตั้งค่าเพื่อใช้งานกันก่อนนะครับ โดยจะมีอยู่ 2 รูปแบบ คือ Access Port และ Trunk Port ครับ

• Access Port คือพอร์ตที่สามารถรับส่งข้อมูลได้เพียง Vlan เดียว ซึ่งโดยปกติจะใช้กับพอร์ตที่เชื่อมต่อไปยังโฮสต์ เพราะเครื่องของผู้ใช้แต่ละเครื่องส่วนมากก็จะถูกกำหนดให้อยู่ใน Vlan ใด Vlan หนึ่งเพียง Vlan เดียวเท่านั้น
• Trunk Port คือพอร์ตที่สามารถรับส่งข้อมูลได้หลาย Vlan โดยปกติจะใช้กับพอร์ตที่เชื่อมต่อระหว่าง Switch ด้วยกัน เพื่อที่จะสามารถส่งข้อมูลในหลาย ๆ Vlan ไปยัง Switch ตัวอื่น ๆ ได้ โดยใช้เพียงพอร์ตเดียวเท่านั้นได้ 

          ขอเข้าสู่ขั้นตอนในการตั้งค่ากันเลยดีกว่าครับ สำหรับขั้นตอนการตั้งค่า Vlan และ Inter Vlan ด้วย Switch Layer 3 ก็มีดังนี้

1. ทำการสร้าง Vlan ลงบนสวิตซ์ทุกตัวที่ Vlan นั้น ๆ ใช้เป็นเส้นทางในการส่งข้อมูล
2. ทำการกำหนดพอร์ตบนสวิตซ์ที่เชื่อมต่อไปยังเครื่องผู้ใช้ให้เป็นสมาชิกของ Vlan ที่ต้องการ
3. ทำการกำหนดพอร์ตบนสวิตซ์ที่เชื่อมต่อไปยังสวิตซ์ตัวอื่น ๆ ให้เป็น Trunk port
4. ทำการสร้าง Interface Vlan บนสวิตซ์ Layer 3 เพื่อใช้เป็น gateway ของแต่ละ Vlan

          เอาล่ะครับเรามาดูตัวอย่างการตั้งค่าในขั้นตอนที่ 1 กันเลยดีกว่านะครับ ในขั้นตอนนี้จะเป็นการสร้าง Vlan ขึ้นมาบน Switch ก่อนครับ

ตัวอย่าง
access-sw02(config)#vlan 10
access-sw02(config-vlan)#name SALE
access-sw02(config-vlan)#exit
access-sw02(config)#vlan 20
access-sw02(config-vlan)#name ENGINEER
access-sw02(config-vlan)#exit   
access-sw02(config)#do show vlan bri

VLAN Name                             Status    Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1    default                          active    Fa0/1, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/4
                                                Fa0/5, Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8
                                                Fa0/9, Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12
                                                Fa0/13, Fa0/14, Fa0/15, Fa0/16
                                                Fa0/17, Fa0/18, Fa0/19, Fa0/20
                                                Fa0/21, Fa0/22, Fa0/23, Fa0/24
                                                Gig1/1, Gig1/2
10   SALE                             active   
20   ENGINEER                         active   
1002 fddi-default                     active   
1003 token-ring-default               active   
1004 fddinet-default                  active   
1005 trnet-default                    active   

          จากตัวอย่าง เมื่อเราทำการสร้าง Vlan ด้วยคำสั่ง vlan ใน global configuration mode เสร็จแล้ว เราสามารถตรวจสอบการตั้งค่าได้โดยการใช้คำสั่ง show vlan ได้ ซึ่งจะเห็นว่ามี vlan 10 และ vlan 20 ขึ้นมาแล้ว แต่จะยังไม่มีพอร์ตใดบนสวิตซ์ที่เป็นสมาชิกอยู่ ซึ่งโดย default จากโรงงาน ทุก ๆ พอร์ตบน Switch จะเป็นสมาชิกของ Vlan 1 อยู่

          เมื่อทำขั้นตอนที่ 1 บนสวิตซ์ทุกตัวที่ต้องการใช้งาน Vlan นั้นแล้ว ก็จะเข้าสู่ขั้นตอนที่ 2 คือการกำหนดพอร์ตเข้าเป็นสมาชิกของแต่ละ Vlan

ตัวอย่าง
access-sw02(config)#int fa0/1
access-sw02(config-if)#switchport mode access
access-sw02(config-if)#switchport access vlan 10
access-sw02(config-if)#exit
access-sw02(config)#int fa0/2
access-sw02(config-if)#switchport mode access
access-sw02(config-if)#switchport access vlan 20
access-sw02(config-if)#exit

          จากตัวอย่างนี้ เป็นการกำหนดพอร์ตบนสวิตซ์ access-sw02 โดยทำการกำหนดให้ interface FastEthernet0/1 นั้นเป็นสมาชิกของ Vlan 10 และ interface FastEthernet0/2 นั้นเป็นสมาชิกของ Vlan 20

          จากนั้นก็เข้าสู่ขั้นตอนต่อไปกันเลยครับ นั่นก็คือการกำหนดพอร์ตที่เชื่อมต่อระหว่างสวิตซ์ให้เป็น trunk port ครับ ซึ่งสามารถทำได้โดยการใช้คำสั่ง “switchport mode trunk” และจะต้องทำการตั้งค่าทั้งบนสวิตซ์ทั้งสองฝั่งของ link นั้นนะครับ เช่นจากในรูปก็จะต้องตั้งค่าทั้งในฝั่ง Access Switch และ Layer3 Switch ครับ และในสวิตซ์บางรุ่นจะต้องใช้คำสั่ง “switchport trunk encapsulation dot1q” ก่อนนะครับจึงจะทำการตั้งค่าให้พอร์ตนั้นเป็น trunk ได้

ตัวอย่าง
access-sw01(config)#interface gigabitEthernet 1/1
access-sw01(config-if)#switchport mode trunk

Layer3-SW(config)#interface range gigabitEthernet 0/1-2
Layer3-SW(config-if-range)#switchport
Layer3-SW(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q
Layer3-SW(config-if-range)#switchport mode trunk

          เมื่อทำการตั้งค่าเสร็จแล้ว สามารถตรวจสอบได้ โดยการใช้คำสั่ง “show interfaces trunk” นะครับ

ตัวอย่าง
Layer3-SW#show interfaces trunk
Port        Mode         Encapsulation  Status        Native vlan
Gig0/1      on           802.1q         trunking      1
Gig0/2      on           802.1q         trunking      1

Port        Vlans allowed on trunk
Gig0/1      1-1005
Gig0/2      1-1005

Port        Vlans allowed and active in management domain
Gig0/1      1,10,20
Gig0/2      1,10,20

Port        Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
Gig0/1      1,10,20
Gig0/2      1,10,20

          เอาล่ะครับ เมื่อเสร็จขั้นตอนนี้ เครื่องโฮสต์ใน vlan เดียวกัน บนสวิตซ์แต่ละตัวจะสามารถติดต่อกันได้แล้วนะครับ แต่จะยังไม่สามารถติดต่อสื่อสารข้ามระหว่าง vlan ได้ ซึ่งจะต้องทำขั้นตอนต่อไปก่อนครับ นั่นก็คือการสร้าง gateway ให้กับแต่ละ vlan ครับ แต่ก่อนที่จะทำการสร้าง gateway ให้กับแต่ละ vlan ได้ เราจะต้องทำการ enable คุณสมบัติ routing ให้กับสวิตซ์ Layer 3 ของเรากันก่อนนะครับ ซึ่งก็คือการใช้คำสั่ง “ip routing” นั่นเองครับ

ตัวอย่าง
Layer3-SW(config)#ip routing
Layer3-SW(config)#interface vlan 10
Layer3-SW(config-if)#ip add 10.0.10.1 255.255.255.0
Layer3-SW(config-if)#no shut
Layer3-SW(config-if)#exit

Layer3-SW(config)#int vlan 20
Layer3-SW(config-if)#ip add 10.0.20.1 255.255.255.0
Layer3-SW(config-if)#no shut
Layer3-SW(config-if)#exit

          จากนั้นก็ไปทำการตั้งค่าบนเครื่องโฮสต์ให้ชี้ gateway มาที่ ip address นี้ครับ เท่านี้ก็สามารถที่จะติดต่อสื่อสารกันข้าม vlan ได้แล้วครับ

          ถ้าเพื่อน ๆ อยากจะทดสอบวิธีการตั้งค่า สามารถดาวน์โหลด lap ซึ่งใช้กับโปรแกรม packet tracer ไปทดลองทำกันดูได้ครับ สามารถดาวน์โหลดได้ตาม link ด้านล่างเลยครับ

packet tracer lab : Inter Vlan Lab