What is a Subinterface in a Cisco Router and how to create a subinterface in a Cisco Router
A subinterface is a virtual interface created by dividing one physical interface into multiple logical interfaces. A sub-interface in a Cisco Router uses the parent physical interface for sending and receiving data.
Subinterfaces are used for a variety of purposes. If we have one Router with one physical interface, but needed to have the router connected to two IP networks to route traffic between two routers, we can create two sub interfaces within the physical interface, assign each sub interface an IP address within each subnet and then route the data between two subnets.
We use Subinterfaces for inter VLAN traffic routing by using a Router-on-a-Stick configuration, NBMA (Non Broadcast Multiple Access) WAN solutions like frame-relay or ATM etc.
A Subinterface can be configured just like a physical interface. If you take the help from Cisco IOS using question mark, we can see the number range which be can used to create subinterfaces.
To create a subinterface and configure it with an IP address, use the following commands.
To bring the physical interface from Administrativly down state to up, first go to the physical interface and issue "no shutdown" command as shown below.
Now create and configure a sub interface as shown below. In below configuration example the encapulation is set to IEEE 802.1q for Inter-VLAN routing for VLAN 100.
VLAN Configuration Guide, Cisco IOS XE Bengaluru 17.5.x (Catalyst 9300 Switches)
The documentation set for this product strives to use bias-free language. For the purposes of this documentation set, bias-free is defined as language that does not imply discrimination based on age, disability, gender, racial identity, ethnic identity, sexual orientation, socioeconomic status, and intersectionality. Exceptions may be present in the documentation due to language that is hardcoded in the user interfaces of the product software, language used based on RFP documentation, or language that is used by a referenced third-party product. Learn more about how Cisco is using Inclusive Language.
Book Title
VLAN Configuration Guide, Cisco IOS XE Bengaluru 17.5.x (Catalyst 9300 Switches)
Configuring Layer 3 Subinterfaces
View with Adobe Reader on a variety of devices
View in various apps on iPhone, iPad, Android, Sony Reader, or Windows Phone
View on Kindle device or Kindle app on multiple devices
Results
Chapter: Configuring Layer 3 Subinterfaces
Configuring Layer 3 Subinterfaces
This module describes how to configure the dot1q VLAN subinterfaces on a Layer 3 interface, which forwards IPv4 and IPv6 packets to another device using static or dynamic routing protocols. You can use Layer 3 interfaces for IP routing and inter-VLAN routing of Layer 2 traffic.
Restrictions for Configuring Layer 3 Subinterfaces
Subinterfaces are not supported on StackWise Virtual Link.
Subinterfaces with Software-Defined Access (SD-Access) is not supported.
Do not configure more than 4,000 Layer 3 interfaces, that includes routed physical interfaces, SVI interfaces and subinterfaces.
A maximum of 1000 SVI interfaces is supported.
Do not configure encapsulation on the native VLAN of an IEEE 802.1Q trunk without the native keyword. Always use the native keyword of the dot1q vlan command when the VLAN ID is the ID of the IEEE 802.1Q native VLAN.
If you configure normal-range VLANs on subinterfaces, you cannot change the VLAN Trunking Protocol (VTP) mode from Transparent.
If a Layer 3 port has a subinterface configured with dot1q as the native VLAN, Cisco recommends not to configure routing related configuration on the Layer 3 port as it will hinder the functionality of the native VLAN subinterface.
Information About Layer 3 Subinterfaces
A dot1q VLAN subinterface is a virtual Cisco IOS interface that is associated with a VLAN ID on a routed physical interface. A parent interface is a physical port. Subinterfaces can be created on Layer 3 physical interfaces and Layer 3 port channels. A subinterface can be associated with different functionalities such as IP addressing, forwarding policies, Quality of Service (QoS) policies, and security policies.
Subinterfaces divide the parent interface into two or more virtual interfaces on which you can assign unique Layer 3 parameters such as IP addresses and dynamic routing protocols. The IP address for each subinterface should be in a different subnet from any other subinterface on the parent interface.
You can create a subinterface with a name that consists of the parent interface name (for example, HundredGigabitEthernet 1/0/33) followed by a period and then by a number that is unique for that subinterface. For example, you can create a subinterface for HundredGigabitEthernet interface 1/0/33 named HundredGigabitEthernet 1/0/33.1, where .1 indicates the subinterface.
One of the uses of subinterfaces is to provide unique Layer 3 interfaces to each VLAN that is supported by the parent interface. In this scenario, the parent interface connects to a Layer 2 trunking port on another device. You can configure a subinterface and associate the subinterface to a VLAN ID using 802.1Q trunking.
You can configure subinterfaces with any normal range or extended range VLAN ID in VLAN Trunking Protocol (VTP) transparent mode. Because VLAN IDs 1 to 1005 are global in the VTP domain and can be defined on other network devices in the VTP domain, you can use only extended range VLANs with subinterfaces in VTP client or server mode. In VTP client or server mode, normal-range VLANs are excluded from subinterfaces.
Use bridge groups on VLAN interfaces (also called fall-back bridging) to bridge nonrouted protocols. Bridge groups on VLAN interfaces are supported on the route processor (RP) software.
You can configure the same VLAN ID on a Layer 2 VLAN or Layer 3 VLAN interface and on a Layer 3 subinterface.
The following features and protocols are supported on Layer 3 subinterfaces:
Addressing and routing: IPv4 and IPv6.
Unicast routing: Open Shortest Path First (OSPF), Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP), Routing Information Protocol (RIP), Border Gateway Protocol (BGP), and static routing.
Multicast routing: Internet Group Management Protocol (IGMP), Protocol-Independent Multicast Sparse Mode (PIM-SM), Source Specific Multicast (SSM), and Multiprotocol Label Switching (MPLS).
First-Hop Redundancy Protocol (FHRP) protocols: Hot Standby Router Protocol (HSRP), Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP), and Gateway Load Balancing Protocol (GLBP).
Bidirectional Forwarding Detection (BFD), Unicast Reverse Path Forwarding (uRPF), and Equal-Cost Multipath (ECMP).
Maximum transmission unit (MTU) and IPv4 fragmentation.
Virtual routing and forwarding (VRF) lite.
Router access control list and policy-based routing (PBR).
Quality of Service (QoS): Marking and policing.
Services: Network Address Translation (NAT) IPv4, Security Group Access Control List (SGACL) enforcement, DHCP Server/Relay , SGT Exchange Protocol (SXP), and NetFlow.
Layer 3 EtherChannels.
How to Configure Layer 3 Subinterfaces
You can configure one or more subinterfaces on a routed interface. Configure the parent interface as a routed interface by using the no switchport command . The parent interface can have its own IP address, policies, and configurations attached to it. Untagged traffic and any tagged traffic or VLAN (not handled by the subinterface) that comes into the port are handled by the parent interface.
Создание подинтерфейсов в Cisco
Для маршрутизации из различных подсетей, разделённых VLANs, необходимо сделать соответствующую конфигурацию на портах маршрутизатора. В коммутаторе также необходимо настроить порт, он может быть настроен в режиме передачи и пометки всех нужных виртуальных локальных сетей, на коммутаторах Cisco такой порт называется trunk, в коммутаторах d-Link, 3Com и т.д. такой порт называется тегом. Конфигурация VLAN на маршрутизаторе Cisco может быть выполнена на отдельном физическом интерфейсе для каждой виртуальной сети, или на одном физическом интерфейсе для требуемых VLAN. Использование нужного физического порта для каждого номера виртуальной сети невыгодно, и не логично, так как многие физические порты теряются. При использовании одного физического интерфейса можно настроить отдельный логический субинтерфейс для каждого номера виртуальных сетей. В субинтерфейсе задаются нужные параметры. Субинтерфейс на маршрутизаторе Cisco может быть создан в режиме глобальной настройке.
Пример конфигурации подинтерфейса для vlan 10 и vlan 20 на маршрутизаторе:
interface FastEthernet0/0
ip address 192.168.0.254 255.255.255.0
duplex auto
speed auto
interface FastEthernet0/0.10
encapsulation dot1Q 100
ip address 192.168.100.254 255.255.255.0
interface FastEthernet0/0.20
encapsulation dot1Q 200
ip address 192.168.200.254 255.255.255.0
VLAN с номерами 10 и 20 в этом примере будут падать на подинтерфейсы FastEthernet0/0.10 и FastEthernet0/0.20 соответственно. Не помеченный трафик (native), по умолчанию VLAN 1, в этом случае будет проверяться на физическом интерфейсе FastEthernet0/0 с заданном ip адресом 192.168.0.254.
Номер субинтерфейса не должен совпадать с номером VLAN.
Интерфейсы и подчиненные интерфейсы в маршрутизаторе: что они и для чего они нужны?
Одним из важнейших компонентов любой сети является маршрутизатор. Несмотря на то, что многие люди воспринимают это как устройство, излучающее сигнал Wi-Fi, это гораздо больше. Одной из важных функций маршрутизатора является обеспечение связи между различными VLAN, то есть различными виртуальными локальными сетями, которые создаются для правильной сегментации трафика. Помните, что все VLAN создаются в коммутаторе и применяются для каждого порта к подключенному оборудованию. Это руководство объяснит все, что вам нужно знать о субинтерфейсах маршрутизатора и о том, что отличает его от интерфейсов.
Субинтерфейсы чрезвычайно важны при настройке связи между двумя или более VLAN. Особенно, если вы работаете с оборудованием от производителя Cisco. Однако важно усилить несколько важных концепций, прежде чем переходить к рассматриваемым субинтерфейсам. Эти подчиненные интерфейсы также существуют в любом Linuxна основе маршрутизатора, хотя они и называются не субинтерфейсами, а виртуальными интерфейсами, но на самом деле это одно и то же, и служит той же цели: для взаимодействия имеющихся у нас VLAN.
Маршрутизатор имеет несколько портов, каждый из которых, в свою очередь, является сетевым интерфейсом. Когда мы говорим о сетевом интерфейсе, мы имеем в виду аппаратный компонент, который позволяет устройству подключаться к любой сети. Следовательно, маршрутизатор имеет несколько сетевых интерфейсов, то есть несколько сетевых карт, упакованных в одно устройство.
В некоторой степени он похож на компьютер. Хотя все компьютеры имеют один проводной сетевой интерфейс, в соответствии с нашими потребностями вы можете добавить одну или несколько сетевых карт, чтобы у вашего компьютера было несколько интерфейсов. То же самое относится к беспроводным сетевым интерфейсам, то есть на одном компьютере может быть несколько беспроводных сетевых интерфейсов. Последнее особенно полезно, если вас интересуют действия, связанные со взломом сетей Wi-Fi.
С другой стороны, какова именно роль маршрутизатора? Это устройство может подключаться к одной или нескольким сетям. В свою очередь, он может подключаться к другим маршрутизаторам для обмена информацией о маршрутизации. Сама маршрутизация стала возможной благодаря таблицам маршрутизации. У каждого маршрутизатора есть таблица маршрутизации, в которой указаны возможные места назначения, по которым следует перенаправить путь, по которому следует каждый пакет данных. Маршрутизатор имеет все необходимые функции, чтобы иметь возможность принимать решения о том, какой из них является наилучшим, чтобы ни один пакет данных не был отброшен или заблокирован в какой-то момент его прохождения по сети.
Маршрутизатор на палочке
Если в вашей сети более одной VLAN, коммутатор не может выполнять функцию, позволяющую компьютеру в VLAN 1 взаимодействовать с VLAN 2, за исключением случаев, когда это коммутатор L2 + или L3, который включает функциональность Inter. -VLAN маршрутизация, в этом случае можно.
Если у вас «нормальный» коммутатор L2, вам потребуются услуги маршрутизатора для взаимодействия сетей VLAN, декапсуляции и инкапсуляции сетей VLAN для правильной связи. Что означает Router-on-a-Stick? Давайте посмотрим на этот пример сети:
Представлены два компьютера, каждый из которых подключен к VLAN. Один к VLAN 10, а другой к VLAN 20. Эти компьютеры подключены к коммутатору через соответствующие интерфейсы. То есть у коммутатора два порта заняты обоими компьютерами. На другой стороне коммутатора есть соединение между ним и маршрутизатором. Если говорить строго на физическом уровне, если у вас две сети VLAN, вы можете выбрать один порт маршрутизатора для каждого порта, чтобы он подключался к коммутатору. Поэтому и в этом случае коммутатор должен иметь два магистральных порта.
Если мы масштабируем случай до четырех, пяти, шести или более VLAN, это будет практически невозможно. Очень легко и маршрутизатор, и порты коммутатора будут заняты, что вызывает различные трудности при управлении обоими устройствами. Вот почему концепция Router-on-a-Stick позволяет создавать суб-интерфейсы в маршрутизаторе, то есть в том же физическом интерфейсе маршрутизатора мы можем создавать виртуальные интерфейсы или суб-интерфейсы, и каждый из них Он будет связан с одной из VLAN, которые есть в нашей сети.
Что касается коммутатора, если мы применим Router-on-a-Stick, нам понадобится только магистральный порт.
Как настроить суб-интерфейсы
Вначале мы отметили, что субинтерфейсы в значительной степени применяются в устройствах производителя Cisco. По этой причине мы собираемся продемонстрировать его работу через конфигурацию через CLI (интерфейс командной строки) самого маршрутизатора Cisco. Первое, что мы должны гарантировать, это то, что коммутатор или коммутаторы в нашей сети правильно настроены для портов доступа и назначения VLAN.
Switch1#configure terminal
Switch1 (config)# interface gigabitEthernet 0/1
Switch1 (config-if)# switchport mode access
Switch1 (config-if)# switchport access vlan 100
Switch1 (config-if)# interface gigabitEthernet 0/2
Switch1 (config-if)# switchport mode access
Switch1 (config-if)# switchport access vlan 200
Мы также должны гарантировать правильную конфигурацию нашего магистрального порта, которая позволит трафику различных VLAN перемещаться к маршрутизатору и наоборот.
Switch1 (config)# interface gigabitEthernet 0/24
Switch1 (config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q
Switch1 (config-if)# switchport mode trunk
Одна из введенных нами команд такова:
switchport trunk encapsulation dot1q
Это относится к IEEE 802.1Q communication стандарт . По сути, это протокол, который позволяет каждому кадру Ethernet, генерируемому хостами (компьютерами), иметь идентификатор VLAN, то есть идентификатор, который указывает, в какую VLAN этот кадр должен перейти. Этот протокол работает только между сетевыми устройствами: маршрутизаторами и коммутаторами. Он не применяется к хостам, поэтому, как только он достигает места назначения, этот идентификатор VLAN отправляется без тегов или без тегов, то есть он представляется как обычный кадр Ethernet.
Теперь мы настраиваем роутер. Всегда перед настройкой субинтерфейсов мы должны убедиться, что интерфейсы действительно работают. Поэтому мы всегда должны начинать с команды «без выключения», чтобы активировать их. Затем вы можете начать с подчиненных интерфейсов.
(config)# interface gigabitEthernet 0/0
(config-if)# no shutdown
(config-if)# exit
(config-if)# interface gigabitEthernet 0/0.100
(config-subif)# encapsulation dot1Q 100
(config-subif)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
(config-subif)# exit
(config)# interface gigabitEthernet 0/0.200
(config-subif)# encapsulation dot1Q 200
(config-subif)# ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
(config-subif)# exit
Совет, который используется, заключается в том, что каждый подчиненный интерфейс имеет ту же нумерацию, что и номер VLAN, с которой мы работаем. Как мы видим в примерах команд, один субинтерфейс — .100 (для VLAN 100), а другой — .200 (для VLAN 200). Это больше, чем что-либо для настройки и администрирования намного легче и избежать проблем.
С другой стороны, мы снова видим команду «encapsulation dot1Q», и на этот раз она сопровождается идентификатором соответствующей ей VLAN. Это позволит каждому подинтерфейсу интерпретировать все тегированные кадры 802.1Q, поступающие из магистрального порта коммутатора. Если это не настроено, маршрутизатор не будет интерпретировать кадры и не будет знать, куда направить каждый из них.
Наконец, мы видим назначение IP-адресов для каждого подчиненного интерфейса. Эти же IP-адреса будут настроены на каждом хосте и будут действовать как шлюз по умолчанию . То есть на каждом компьютере в VLAN 100 должен быть настроен адрес 192.168.1.1 как шлюз. То же самое и с VLAN 200, IP-адрес шлюза 192.168.2.1.
Router-on-a-Stick — одна из самых важных концепций, когда дело касается сетей. Он выделяется, главным образом, тем, что позволяет в полной мере использовать несколько портов наших сетевых устройств. Интерфейс маршрутизатора может иметь один или несколько подчиненных интерфейсов. Это обеспечивает масштабируемость и гибкость нашей сети без ненужных затрат. Важным аспектом является то, что настоятельно рекомендуется, чтобы эта магистраль работала на мультигигабитных скоростях и даже на скоростях 10 Гбит / с, чтобы не создавать узких мест в этом канале при передаче файлов между VLAN.