企業網絡按部門或功能劃分 VLAN——辦公電腦、伺服器、IP 電話、監控攝影機、訪客 Wi-Fi 各佔一個網段，是現代網絡設計的基本做法。VLAN 的隔離效果在二層是徹底的：即使兩部裝置接在同一部交換機、行走同一條銅纜，只要分屬不同 VLAN，以太網框幀便不會互相轉發，效果如同兩個實體上完全分開的網絡。關於 VLAN 的基礎概念，可參考 VLAN 是什麼。
但隔離不等於斷絕來往：辦公電腦需要存取伺服器網段的檔案服務，管理主機需要接觸攝影機網段的 NVR，各網段亦需要經同一個出口連接互聯網。要跨越 VLAN 邊界，封包必須提升到 OSI 第三層（網絡層），由具備路由能力的裝置按 IP 地址轉發——每個 VLAN 對應一個 IP 子網，裝置把跨網段流量交給所屬子網的預設閘道，閘道再路由到目的 VLAN。實現這個閘道的方式，就是三種 VLAN 間路由方案的分別所在。
| 比較項目 | 獨立路由器（每 VLAN 一實體介面） | Router on a Stick（單臂路由） | 三層交換機（SVI） |
|---|---|---|---|
| 連接方式 | 路由器每個實體埠接一個 VLAN | 路由器以單一 Trunk 連線接交換機，劃分子介面 | 交換機內部為每個 VLAN 建立虛擬介面（SVI） |
| 轉發效能 | 受路由器埠速及軟件轉發限制 | 所有跨 VLAN 流量來回擠佔同一條連線，易成樽頸 | ASIC 硬件線速轉發，內部完成，效能最高 |
| 擴展性 | 差——VLAN 數受實體埠數限制 | 一般——加 VLAN 只需加子介面，但頻寬不變 | 好——加 VLAN 只需加 SVI，不佔實體埠 |
| 成本 | 低，但埠數多即不可行 | 低，可沿用現有路由器 | 三層交換機價格已相當普及 |
| 適用場景 | 僅極小型網絡 | 小型辦公室、VLAN 少而流量低 | 商廈、屋苑、多網段中大型網絡的主流方案 |
單臂路由的優點是成本低，缺點同樣明顯：兩個 VLAN 之間的每一個封包都要先上行到路由器、路由後再折返，同一條實體連線承載所有跨網段流量的來回兩程。當網絡加入監控串流、備份等大流量應用，這條連線便迅速飽和。三層交換機把路由功能做進交換硬件，跨 VLAN 流量在機內以線速完成轉發，兩層與三層轉發之間沒有效能差距，是現時中大型網絡的標準答案。關於兩類交換機的詳細比較，可參考二層交換機與三層交換機有何分別。
典型架構是機房放一部三層交換機作核心，樓層或房間放二層接入交換機經 Trunk 上行。辦公、電話、打印機、訪客各 VLAN 的路由集中在核心完成，防火牆只處理出入互聯網的流量。
攝影機數量多的商廈或屋苑，監控 VLAN 與辦公 VLAN 之間開通路由方便管理主機檢視畫面，但必須以 ACL 收窄至指定主機與服務，防止攝影機網段成為橫向入侵跳板。
屋苑會所、停車場、大堂等分佈多座的場地，各座接入交換機以光纖上行至核心三層交換機，VLAN 跨座延伸而路由集中，日後加系統只需加 VLAN 與 SVI，毋須重新佈線。
跨 VLAN 流量雖在核心以線速轉發，接入交換機到核心的上行連線仍是關鍵樽頸位。高清監控、NAS 備份流量大的網絡，上行應採用萬兆或以 LACP 聚合多條連線。
本文核對資料：IEEE 802.1Q；RFC 1812。
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