一文讀懂交換機(jī)VLAN技術(shù)
瀏覽次數(shù)：發(fā)布時(shí)間：2022-11-15
VLAN（虛擬局域網(wǎng)）是對(duì)連接到的第二層
交換機(jī)端口的網(wǎng)絡(luò)用戶的邏輯分段，不受網(wǎng)絡(luò)用戶的物理位置限制而根據(jù)用戶需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分段。一個(gè)VLAN可以在一個(gè)交換機(jī)或者跨交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。VLAN可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)用戶的位置、作用、部門或者根據(jù)網(wǎng)絡(luò)用戶所使用的應(yīng)用程序和協(xié)議來進(jìn)行分組?；诮粨Q機(jī)的虛擬局域網(wǎng)能夠?yàn)榫钟蚓W(wǎng)解決沖突域、廣播域、帶寬問題。接下來我們就跟隨
飛暢科技的小編一起來詳細(xì)了解下交換機(jī)的VLAN技術(shù)吧！
一、VLAN技術(shù)概況
VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名為"虛擬局域網(wǎng)"，注意不是"VPN"（虛擬專用網(wǎng)）。VLAN是一種將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯上劃分（注意，不是從物理上劃分）成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段，從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的新興數(shù)據(jù)交換技術(shù)。這一新興技術(shù)主要應(yīng)用于
交換機(jī)和路由器中，但主流應(yīng)用還是在交換機(jī)之中。但又不是所有交換機(jī)都具有此功能，只有VLAN協(xié)議的第三層以上交換機(jī)才具有此功能，這一點(diǎn)可以查看相應(yīng)交換機(jī)的說明書即可得知。
VLAN技術(shù)的出現(xiàn)，使得管理員根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，把同一物理局域網(wǎng)內(nèi)的不同用戶邏輯地劃分成不同的廣播域，每一個(gè)VLAN都包含一組有著相同需求的計(jì)算機(jī)工作站，與物理上形成的LAN有著相同的屬性。
交換技術(shù)的發(fā)展，也加快了新的交換技術(shù)（VLAN）的應(yīng)用速度。通過將企業(yè)網(wǎng)絡(luò)劃分為虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN網(wǎng)段，可以強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全，控制不必要的數(shù)據(jù)廣播。在共享網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)物理的網(wǎng)段就是一個(gè)廣播域。而在交換網(wǎng)絡(luò)中，廣播域可以是有一組任意選定的第二層網(wǎng)絡(luò)地址（MAC地址）組成的虛擬網(wǎng)段。這樣，網(wǎng)絡(luò)中工作組的劃分可以突破共享網(wǎng)絡(luò)中的地理位置限制，而完全根據(jù)管理功能來劃分。這種基于工作流的分組模式，大大提高了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和重組的管理功能。在同一個(gè)VLAN中的工作站，不論它們實(shí)際與哪個(gè)交換機(jī)連接，它們之間的通訊就好象在獨(dú)立的交換機(jī)上一樣。同一個(gè)VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽到，而不會(huì)傳輸?shù)狡渌腣LAN中去，這樣可以很好的控制不必要的廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。同時(shí)，若沒有路由的話，不同VLAN之間不能相互通訊，這樣增加了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中不同部門之間的安全性。網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過配置VLAN之間的路由來全面管理企業(yè)內(nèi)部不同管理單元之間的信息互訪。交換機(jī)是根據(jù)用戶工作站的MAC地址來劃分VLAN的。所以，用戶可以自由的在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)辦公，不論他在何處接入交換網(wǎng)絡(luò)，他都可以與VLAN內(nèi)其他用戶自如通訊。
VLAN網(wǎng)絡(luò)可以是有混合的網(wǎng)絡(luò)類型設(shè)備組成，比如：10M以太網(wǎng)、100M以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、FDDI、CDDI等等，可以是工作站、服務(wù)器、集線器、網(wǎng)絡(luò)上行主干等等。
二、VLAN在交換機(jī)上的實(shí)現(xiàn)方法，可以大致劃分為六類:
1. 基于端口劃分的VLAN
2. 基于MAC地址劃分VLAN
3. 基于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議劃分VLAN
4. 根據(jù)IP組播劃分VLAN
5. 按策略劃分VLAN
6. 按用戶定義、非用戶授權(quán)劃分VLAN
三、VLAN實(shí)現(xiàn)原理
1、靜態(tài)VLAN
在VLAN管理員最初配置交換機(jī)Port和VLAN ID的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，就已經(jīng)固定了這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，即這個(gè)Port只能對(duì)應(yīng)這個(gè)VLAN ID，之后無法進(jìn)行更改，除非管理員再重新配置。
當(dāng)一臺(tái)設(shè)備接到這個(gè)Port上的時(shí)候，怎么判斷該主機(jī)的VLAN ID與Port對(duì)應(yīng)呢，這里是根據(jù)IP配置決定的，我們知道每個(gè)VLAN都有一個(gè)子網(wǎng)號(hào)，并對(duì)應(yīng)著哪些Port，如果設(shè)備要求的IP地址和該P(yáng)ort對(duì)應(yīng)的VLAN的子網(wǎng)號(hào)不匹配，則連接失敗，該設(shè)備將無法正常通信。所以除了連接到正確的Port外，也必須給設(shè)備分配屬于該VLAN網(wǎng)絡(luò)段的IP地址，這樣才能加入到該VLAN中。
2、動(dòng)態(tài)VLAN
交換機(jī)自動(dòng)配置Port為主機(jī)所屬的VLAN。這里有三種分類：基于MAC，基于IP，基于用戶
3、基于MAC的VLAN（例如二層交換機(jī)）
將所有主機(jī)的硬件地址都加入到VALN的管理數(shù)據(jù)庫中，例如，一主機(jī)隨便連接到交換機(jī)的一個(gè)動(dòng)態(tài)VLAN的Port時(shí)，管理數(shù)據(jù)庫將根據(jù)主機(jī)的MAC地址查詢到該主機(jī)要加入VLAN 2中，然后自動(dòng)設(shè)置該P(yáng)ort為VLAN 2。缺點(diǎn)是當(dāng)主機(jī)更換了網(wǎng)卡之后，管理數(shù)據(jù)庫需要重新設(shè)定。
4、基于IP的VLAN（例如三層交換機(jī)）
與基于MAC不同，這種方法會(huì)記錄子網(wǎng)ID與VLAN ID的映射，而不論主機(jī)的網(wǎng)卡怎么變換，只要他的IP不變，交換機(jī)就可以根據(jù)主機(jī)的子網(wǎng)ID自動(dòng)設(shè)置對(duì)應(yīng)的VLAN ID。
5、基于用戶的VLAN
根據(jù)操作系統(tǒng)的登錄用戶決定VLAN。
6、Access接口和Trunk接口
交換機(jī)中，有兩種類型的接口：接入端口（Access）和中繼端口（Trunk），Access接口只能用來連接用戶主機(jī)，只能屬于一個(gè)VLAN，因此該接口只傳輸本VLAN的數(shù)據(jù)。
以上介紹的都是基于一臺(tái)交換機(jī)劃分VLAN的情況，當(dāng)要實(shí)現(xiàn)跨兩臺(tái)甚至更多交換機(jī)呢，基于Access接口已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)了，我們需要加入Trunk接口連接交換機(jī)。
四、VLAN的優(yōu)越性
1. 增加了網(wǎng)絡(luò)連接的靈活性
借助VLAN技術(shù)，能將不同地點(diǎn)、不同網(wǎng)絡(luò)、不同用戶組合在一起，形成一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，就像使用本地LAN一樣方便、靈活、有效。VLAN可以降低移動(dòng)或變更工作站地理位置的管理費(fèi)用，特別是一些業(yè)務(wù)情況有經(jīng)常性變動(dòng)的公司使用了VLAN后，這部分管理費(fèi)用大大降低。
2. 控制網(wǎng)絡(luò)上的廣播
VLAN可以提供建立防火墻的機(jī)制，防止交換網(wǎng)絡(luò)的過量廣播。使用VLAN，可以將某個(gè)交換端口或用戶賦于某一個(gè)特定的VLAN組，該VLAN組可以在一個(gè)交換網(wǎng)中或跨接多個(gè)交換機(jī)， 在一個(gè)VLAN中的廣播不會(huì)送到VLAN之外。同樣，相鄰的端口不會(huì)收到其他VLAN產(chǎn)生的廣播。這樣可以減少廣播流量，釋放帶寬給用戶應(yīng)用，減少廣播的產(chǎn)生。
3. 增加網(wǎng)絡(luò)的安全性
因?yàn)橐粋€(gè)VLAN就是一個(gè)單獨(dú)的廣播域，VLAN之間相互隔離，這大大提高了網(wǎng)絡(luò)的利用率，確保了網(wǎng)絡(luò)的安全保密性。人們?cè)贚AN上經(jīng)常傳送一些保密的、關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)。保密的數(shù)據(jù)應(yīng) 提供訪問控制等安全手段。一個(gè)有效和容易實(shí)現(xiàn)的方法是將網(wǎng)絡(luò)分段成幾個(gè)不同的廣播組，網(wǎng)絡(luò)管理員限制了VLAN中用戶的數(shù)量，禁止未經(jīng)允許而訪問VLAN中的應(yīng)用。交換端口可以基于應(yīng)用類型和訪問特權(quán)來進(jìn)行分組，被限制的應(yīng)用程序和資源一般置于安全性VLAN中。
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