虛擬局域網(wǎng)VLAN
一、VLAN的概念及優(yōu)勢
1、VLAN的概念及優(yōu)勢
在傳統(tǒng)的交換式以太網(wǎng)中，所有的用戶都在用一個廣播域，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時，廣播包的數(shù)量會急劇增加，當(dāng)廣播包的數(shù)量占到總量的30%時，網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率將會明顯下降。特別是當(dāng)某網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)故障后，就會不停的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送廣播，從而導(dǎo)致廣播風(fēng)暴，使網(wǎng)絡(luò)通訊陷于癱瘓。
我們可以使用分隔廣播域的辦法來解決這個問題，分隔廣播域又以下兩種辦法：
①物理分隔：將網(wǎng)絡(luò)從物理上分為若干個小網(wǎng)絡(luò)，然后使用能隔離廣播的路由器將不同的網(wǎng)絡(luò)連接起來實現(xiàn)通信。
②邏輯分隔：將網(wǎng)絡(luò)從邏輯上劃分為若干個小的虛擬網(wǎng)絡(luò)，即VLAN（virtual local area network，虛擬局域網(wǎng)）。VLAN工作在OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層，一個VLAN就是一個交換網(wǎng)絡(luò)，其中的所有用戶都在同一個廣播域中，各VLAN通過路由設(shè)備連接實現(xiàn)通信。
VLAN具有靈活性和可擴(kuò)展等特點，使用VLAN技術(shù)有以下好處：
①、控制廣播
每個VLAN都是獨立的廣播域，這樣就會減少了廣播對網(wǎng)絡(luò)帶寬的專用，提高
網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，并且一個VLAN出現(xiàn)了廣播風(fēng)暴不會影響到其他VLAN。
②、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全
由于只能在同一個VLAN內(nèi)的端口之間交換數(shù)據(jù)，不同VLAN的端口之間不能直接訪問，因此，VLAN可以限制個別主機(jī)訪問服務(wù)器等資源，所以通過劃分VLAN可以提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。
③、簡化網(wǎng)絡(luò)管理
如果對于某些用戶重新進(jìn)行網(wǎng)段分配，需要對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，甚至追加設(shè)備，這樣會增大網(wǎng)絡(luò)管理的工作量。而對采用VLAN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)來說，一個VLAN可以根據(jù)部門、對象組或者不同地理位置的用戶劃分到一個網(wǎng)絡(luò)中，在不改動網(wǎng)絡(luò)物理連接的情況下可以任意的將工作站在工作組之間移動，降低了網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)的工作負(fù)擔(dān)，降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的費用。
2、VLAN的種類
2.1、靜態(tài)VLAN
靜態(tài)VLAN也稱基于端口的VLAN，是目前最常見的VLAN實現(xiàn)方式。
明確指定交換機(jī)的端口屬于哪個VLAN，這需要給管理員手動配置，
這種端口和VLAN的映射只在本地有效，交換機(jī)之間不能共享這一信
息。
2.2、動態(tài)VLAN
動態(tài)VLAN是根據(jù)終端用戶設(shè)備的mac地址來定義成員資格的。當(dāng)設(shè)備連接一個交換機(jī)端口時，該交換機(jī)必須查詢它的一個數(shù)據(jù)庫以建立VLAN的成員資格。因此，網(wǎng)絡(luò)管理員必須先把用戶的MAC地址分配到VLAN成員資格策略服務(wù)器（VMPS，VLAN membership policy server）的數(shù)據(jù)庫中的一個VLAN上。
對cisco交換機(jī)而言，動態(tài)VLAN是用如ciscoworks22000或ciscoworks for switched internetworks（CWSI）的網(wǎng)絡(luò)管理工具來建立和進(jìn)行管理的。動態(tài)VLAN對終端用戶來說具有更大的靈活性和可移動性，但要求有更多的管理方面的開銷。
3、靜態(tài)VLAN的配置
3.1、VLAN的范圍
Cisco交換機(jī)最多能夠支持4096個VLAN，不同型號的交換機(jī)支持的
VLAN數(shù)目也不同。
VLAN的ID范圍 | 范圍 | 用途 |
0、4095 | 保留 | 僅限系統(tǒng)使用 用戶不能查看和使用這些VLAN |
1 | 正常 | Cisco默認(rèn)VLAN 用戶能夠使用該VLAN，但不能刪除它 |
2~1001 | 正常 | 用于以太網(wǎng)的VLAN 用戶可以創(chuàng)建、使用和刪除這些VLAN |
1002~1005 | 正常 | 用于FDDI和令牌環(huán)的Cisco默認(rèn)VLAN 用戶不能刪除這些VLAN |
1006~1024 | 保留 | 僅限系統(tǒng)使用 用戶不能查看和使用這些VLAN |
1025~4094 | 擴(kuò)展 | 僅用于以太網(wǎng)VLAN |
3.2、VLAN的基本配置
創(chuàng)建VLAN分為兩種模式，一種是數(shù)據(jù)庫模式，一種是全局配置模式.
VLAN數(shù)據(jù)庫模式，只支持VLAN正常范圍（1~1005）。
VLAN全局配置模式，不僅支持VLAN正常范圍，也可以配置VLAN數(shù)
據(jù)庫模式不能配置的擴(kuò)展范圍的VLAN。
二、VLAN Trunk
1、Trunk概述
1.1、 Trunk的作用
在交換網(wǎng)絡(luò)中，鏈路有兩種類型：
接入鏈路：通常屬于一個VLAN。主機(jī)與交換機(jī)之間連接的鏈路就是接入鏈路。
中繼鏈路：可以承載多個VLAN之間通訊，通常是在交換機(jī)與交換機(jī)之間，后者交換機(jī)與路由器之間。
1）、VLAN30中的主機(jī)A發(fā)送數(shù)據(jù)幀給主機(jī)B時，主機(jī)A發(fā)送的數(shù)據(jù)
幀是普通的數(shù)據(jù)幀。
2）、交換機(jī)SW1收到數(shù)據(jù)幀，知道這個數(shù)據(jù)幀來自VLAN30，要轉(zhuǎn)發(fā)
給SW2，于是就會在數(shù)據(jù)幀上打上VLAN30的標(biāo)簽，然后發(fā)送給SW2。
3）、SW2接收到帶有VLAN30標(biāo)簽的數(shù)據(jù)幀后，根據(jù)目標(biāo)MAC地址，
得知數(shù)據(jù)幀是發(fā)送給主機(jī)B的，就會刪除VLAN標(biāo)識還原為普通的數(shù)
據(jù)幀，然后轉(zhuǎn)發(fā)給主
機(jī)B。
1.2、 VLAN的標(biāo)識
VLAN標(biāo)識可以采用幾種方式進(jìn)行。每一種標(biāo)識方法都使用一種不同的幀標(biāo)識機(jī)制。在以太網(wǎng)上實現(xiàn)中繼，可用如下兩種封裝類型。
1）、ISL（inter-switch link，交換機(jī)間鏈路）：是cisco私有的標(biāo)記方法，
ISL只是對幀進(jìn)行封裝，不修改幀中的內(nèi)容。尾部CRC（循環(huán)冗余校驗）。
2）、IEEE 802.1q：公有的標(biāo)記方法，其他廠商的產(chǎn)品也支持這種標(biāo)記方法。802.1q使用了一種內(nèi)部標(biāo)記機(jī)制。中繼設(shè)備將四字節(jié)的標(biāo)記插入到數(shù)據(jù)幀內(nèi)，并重新計算FCS。
這四個字節(jié)的標(biāo)記頭包含以下內(nèi)容：
① 2字節(jié)標(biāo)記協(xié)議標(biāo)識符（TPID）包含了一個0x8100的固定值，這個特定的TPID值指明了該幀帶有802.1q的標(biāo)記。
② 2字節(jié)標(biāo)記控制信息（TCI）包含了下面的元素
⑴ 3位的用戶優(yōu)先級（priority）：802.1q不適用該字段。
⑵ 1位的規(guī)范格式標(biāo)識符（CFI）：CFI常用語以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)。在以太網(wǎng)中，CFI的值通常設(shè)置為0。
⑶ 12位VLAN標(biāo)識符（VLAN ID）：該字段唯一標(biāo)識了幀所屬的VLAN。VLAN ID可以唯一的標(biāo)識4096個VLAN，但VLAN 0和VLAN 4905是被保留的。
1.3、 Native VLAN
Cisco catast交換機(jī)上，默認(rèn)的native VLAN是VLAN 1，但可以配置。Native VLAN的數(shù)據(jù)幀在trunk鏈路中是未標(biāo)記的。對于兩臺設(shè)備之間的trunk端口，要求鏈路兩側(cè)具有相同的native VLAN配置。
1.4、 Trunk的模式和協(xié)商
對isl和IEEE802.1q的配置，要視cisco交換機(jī)的IOS而定，可以指定trunk鏈路使用ISL封裝、802.1q封裝或者自動協(xié)商封裝類型。
自動協(xié)商是由DTP（動態(tài)中繼協(xié)議）管理的。DTP協(xié)議為cisco專有，同時支持ISl和802.1q兩種中繼自動協(xié)商。但只能用于交換機(jī)之間的中繼鏈路，不能同于交換機(jī)和路由器之間的中繼鏈路。Cisco catalyst交換機(jī)端口默認(rèn)為開啟DTP協(xié)商。
三、EthernetChannel（端口聚合）
EthernetChannel通過捆綁多條以太網(wǎng)鏈路來提高鏈路帶寬，并運行一種機(jī)制。將多個以太網(wǎng)端口捆綁城一條邏輯鏈路，以太網(wǎng)通道最多可以捆綁8條物理鏈路。其中物理鏈路可以是雙絞線也可以是光纖。
以太網(wǎng)通道的要求：
1）、 參與捆綁的端口必須屬于同一個VLAN，或者把他們配置為中繼端口。
2）、端口為終極模式，鏈路兩端應(yīng)將通道中的所有端口配置為相同的中繼模式。需要所有端口支持相同的VLAN范圍許可，如果VLAN許可范圍不一致，則端口不屬于以太網(wǎng)通道。
3）、所有參與捆綁的端口的物理參數(shù)必須相同，應(yīng)該有同樣的速率和全/半雙工模式。
四、課后實驗
實驗環(huán)境：
公司新擴(kuò)建3個部門，分別為財務(wù)、銷售和行政。需要按照各部門進(jìn)行網(wǎng)段劃分，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃如下：
PC1和PC3為財務(wù)部，屬于VLAN2，名稱caiwu，
PC2和PC5為銷售部，屬于VLAN3，名稱xiaoshou，
PC4和PC6為行政部，屬于VLAN4，名稱xingzheng，
為了方便管理，需要為三臺交換機(jī)配置遠(yuǎn)程管理地址，IP地址用VLAN 1 ，分別為192.168.100.1/24~192.168.100.3/24
并且因為數(shù)據(jù)量較大，增加傳輸速度并保障鏈路穩(wěn)定，
實驗拓?fù)洌?/p>
實驗配置
SW1#conf t \\進(jìn)入全局配置模式
SW1(config)#int vlan 1 \\進(jìn)入VLAN 1
SW1(config-if)#ip add 192.168.100.1 255.255.255.0 \\配置IP地址
SW1(config-if)#no sh \\開啟接口
SW1(config-if)#end \\返回特權(quán)模式
SW1#vlan da \\進(jìn)入VLAN數(shù)據(jù)庫模式
SW1(vlan)#vlan 2 name caiwu \\創(chuàng)建VLAN 2 名稱為caiwu
SW1(vlan)#vlan 3 name xiaoshou
SW1(vlan)#vlan 4 name xiengzheng
SW1(vlan)#exit
SW1#conf t
SW1(config)#int f0/1 \\進(jìn)入f0/1 接口
SW1(config-if)#sw ac vlan 2 \\將接口加入vlan 2
SW1(config-if)#no sh
SW1(config-if)#int f0/2
SW1(config-if)#sw ac vlan 3
SW1(config-if)#no sh
SW1(config-if)#exit
SW1(config)#line vty 0 4 \\進(jìn)入vty
SW1(config-line)#password cisco \\配置密碼
SW1(config-line)#login \\允許登錄
SW1(config-line)#exit
SW1(config)#enable password cisco123 \\設(shè)置特權(quán)密碼
SW1(config)#int r f0/5 – 6 \\進(jìn)入5和6接口
SW1(config-if-range)#channel-group 1 mode on \\創(chuàng)建以太網(wǎng)通道，通道號為1
SW1(config-if-range)#no sh
SW2#conf t
SW2(config)#int vlan 1
SW2(config-if)#ip add 192.168.100.2 255.255.255.0
SW2(config-if)#no sh
SW2(config-if)#end
SW2#vlan da
SW2(vlan)#vlan 2 name caiwu
SW2(vlan)#vlan 3 name xiaoshou
SW2(vlan)#vlan 4 name xingzheng
SW2(vlan)#exit
SW2#conf t
SW2(config)#int f0/1
SW2(config-if)#sw ac vlan 2
SW2(config-if)#no sh
SW2(config)#int f0/2
SW2(config-if)#sw ac vlan 3
SW2(config-if)#no sh
SW2(vlan)#exit
SW2(config)#line vty 0 4
SW2(config-line)#password cisco
SW2(config-line)#login
SW2(config-line)#exit
SW2(config)#enable password cisco123
SW2(config)#int r f0/5 - 6
SW2(config-if-range)#channel-group 1 mo on
SW2(config-if-range)#no sh
SW2(config-if-range)#exit
SW2(config)#int r f0/7 – 8 \\進(jìn)入7和8接口
SW2(config-if-range)#channel-group 2 mo on \\創(chuàng)建以太網(wǎng)通道，通道號為2
SW2(config-if-range)#no sh
SW3#conf t
SW3(config)#int vlan 1
SW3(config-if)#ip add 192.168.100.3 255.255.255.0
SW3(config-if)#no sh
SW3(config-if)#end
SW3#vlan da
SW3(vlan)#vlan 2 name caiwu
SW3(vlan)#vlan 3 name xiaoshou
SW3(vlan)#vlan 4 name xingzheng
SW3(vlan)#exit
SW3(config)#int f0/1
SW3(config-if)#sw ac vlan 3
SW3(config-if)#no sh
SW3(config-if)#int f0/2
SW3(config-if)#sw
SW3(config-if)#sw ac vlan 4
SW3(config-if)#no sh
SW3(config-if)#exit
SW3(config)#line vty 0 4
SW3(config-line)#password cisco
SW3(config-line)#login
SW3(config-line)#exit
SW3(config)#enable password cisco123
SW3(config)#int r f0/7 - 8
SW3(config-if-range)#channel-group 2 mo on
SW3(config-if-range)#no sh
另外有需要云服務(wù)器可以了解下創(chuàng)新互聯(lián)cdcxhl.cn，海內(nèi)外云服務(wù)器15元起步，三天無理由+7*72小時售后在線，公司持有idc許可證，提供“云服務(wù)器、裸金屬服務(wù)器、高防服務(wù)器、香港服務(wù)器、美國服務(wù)器、虛擬主機(jī)、免備案服務(wù)器”等云主機(jī)租用服務(wù)以及企業(yè)上云的綜合解決方案，具有“安全穩(wěn)定、簡單易用、服務(wù)可用性高、性價比高”等特點與優(yōu)勢，專為企業(yè)上云打造定制，能夠滿足用戶豐富、多元化的應(yīng)用場景需求。
重慶分公司
重慶分公司
