VLAN协议简介

VLAN简介

定义

VLAN(Virtual Local Area Network)即虚拟局域网,是将一个物理的LAN在逻辑上划分成多个广播域的通信技术。VLAN内的主机间可以直接通信,而VLAN间不能直接通信,从而将广播报文限制在一个VLAN内。

目的

以太网是目前应用最普遍的局域网技术,它是一种基于CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,即载波多重访问/碰撞侦测)的共享通讯介质的数据网络通讯技术。当主机数目较多时会导致冲突严重、广播泛滥、性能显著下降甚至造成网络不可用等问题。通过交换机实现LAN互连虽然可以解决冲突严重的问题,但仍然不能隔离广播报文和提升网络质量。

经典以太网

交换式以太网

在这种情况下出现了VLAN技术,这种技术可以把一个LAN划分成多个逻辑的VLAN,每个VLAN是一个广播域,VLAN内的主机间通信就和在一个LAN内一样,而VLAN间则不能直接互通,这样,广播报文就被限制在一个VLAN内。

作用

  • 限制广播域:广播域被限制在一个VLAN内,节省了带宽,提高了网络处理能力。
  • 增强局域网的安全性:不同VLAN内的报文在传输时是相互隔离的,即一个VLAN内的用户不能和其它VLAN内的用户直接通信。
  • 灵活构建虚拟工作组:用VLAN可以划分不同的用户到不同的工作组,同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围,网络构建和维护更方便灵活。

标准协议协议

  • IEEE 802.1q协议,由IEEE于1999年颁布,是VLAN实现方案的标准协议,允许多个网桥(Bridge)在信息不被外泄的情况下公开的共享同一个实体网上。IEEE 802.1q-英文缩写写为dot1q。
  • IEEE 802.1p协议,是IEEE 802.1Q
### VLAN协议简介 VLAN(Virtual Local Area Network,虚拟局域网)是一种通过逻辑方式而非物理方式划分广播域的技术。它允许在同一台物理交换机上创建多个独立的广播域,从而提高网络的安全性和效率[^1]。 #### VLAN的工作原理 VLAN的核心功能在于隔离广播域。当设备连接到支持VLAN的交换机时,默认情况下它们会被分配到特定的VLAN中(通常是VLAN1)。然而,管理员可以通过配置将不同端口划分为不同的VLAN,使得即使位于同一物理交换机上的设备也无法互相通信,除非经过明确的路由设置[^2]。 每台交换机会维护一张MAC地址表,用于记录哪些MAC地址属于哪个VLAN。这样,数据帧仅会在同一个VLAN内部传输,而不会扩散至其他VLAN,有效减少了不必要的流量并增强了安全性[^3]。 #### VLAN的分类与实现方法 根据实际需求,VLAN可以按照多种方式进行划分: - **基于端口**:这是最常见的划分方式之一,即指定某些物理端口归属于某个VLAN。 - **基于MAC地址**:依据设备的硬件地址将其加入相应的VLAN组。 - **基于协议类型**:针对特定类型的协议包实施过滤机制。 - **基于子网/IP地址**:利用IP地址范围作为判断标准来决定归属关系[^4]。 另外还存在一种特殊形式——Guest VLAN,允许未获授权的访客接入有限制的服务区域前先完成身份验证过程[^2]。 #### VLAN间的通讯-VLAN Routing 由于各个VLAN之间相互隔绝,如果要让处于不同VLAN中的主机能够相互通信,则需借助第三层设备如路由器或者具备三层功能的高级交换机来进行跨VLAN路由处理[^5]。 以下是简单的静态路由示例代码片段展示如何在一个模拟环境中建立两个VLAN之间的连通路径: ```python # 配置SWITCH A 的接口进入全局模式 switch(config)# interface GigabitEthernet 1/0/1 switch(config-if)# no shutdown # 创建VLANs 并关联相应端口给定vlan id号 switch(config)# vlan database switch(vlan)# vtp server switch(vlan)# vlan 10,20 switch(vlan)# exit # 设置access port 属性指明该端口只为单一vlan服务 switch(config)# interface fastethernet 0/1 switch(config-if)# switchport mode access switch(config-if)# switchport access vlan 10 # 对于trunk link 则开启tagging 功能以便携带额外的信息穿越边界 switch(config)# interface gigabitethernet 0/24 switch(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q switch(config-if)# switchport mode trunk ``` 以上脚本仅为示意用途,请参照具体型号手册调整命令参数适用性。 #### 总结 综上所述,VLAN不仅简化了传统LAN架构下的复杂布线问题,同时也提供了更灵活便捷的方法去管理和控制日益增长的企业级网络环境.
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