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【摘要】在VLAN(虚拟局域网)技术出现之前,交换机在进行局域网互连时无法限制广播风暴。随着VLAN技术的发展,我们可以把一个LAN(局域网)划分成多个逻辑的LAN,即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之间则不能直接互通,从而使广播报文被限制在一个VLAN内。本文主要从认识VLAN、VLAN划分方法、创建VLAN三方面来进行讲述的。
【关键词】LANVLAN广播端口逻辑风暴划分
1.认识VLAN
IEEE于1999年颁布了用于标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。VLAN技术的出现,使得管理员根据实际应用需求,把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域,每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站,与物理上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分,而不是从物理上划分,所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中,即这些工作站可以在不同物理LAN网段。由VLAN的特点可知,一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中,从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。
交换技术的发展,也加快了新的交换技术(VLAN)的应用速度。通过将企业网络划分为虚拟网络VLAN网段,可以强化网络管理和网络安全,控制不必要的数据广播。在共享网络中,一个物理的网段就是一个广播域。而在交换网络中,广播域可以是有一组任意选定的第二层网络地址(MAC地址)组成的虚拟网段。这样,网络中工作组的划分可以突破共享网络中的地理位置限制,而完全根据管理功能来划分。这种基于工作流的分组模式,大大提高了网络规划和重组的管理功能。在同一个VLAN中的工作站,不论它们实际与哪个交换机连接,它们之间的通讯就好象在独立的交换机上一样。同一个VLAN中的广播只有VLAN中的成员才能听到,而不会传输到其他的VLAN中去,这样可以很好的控制不必要的广播风暴的产生。同时,若没有路由的话,不同VLAN之间不能相互通讯,这样增加了企业网络中不同部门之间的安全性。网络管理员可以通过配置VLAN之间的路由来全面管理企业内部不同管理单元之间的信息互访。交换机是根据交换机的端口来划分VLAN的。所以,用户可以自由的在企业网络中移动办公,不论他在何处接入交换网络,他都可以与VLAN内其他用户自如通讯。
VLAN网络可以是有混合的网络类型设备组成,比如:10M以太网、100M以太网、令牌网、FDDI、CDDI等等,可以是工作站、服务器、集线器、网络上行主干等等。
VLAN除了能将网络划分为多个广播域,从而有效地控制广播风暴的发生,以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外,还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问。
VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议,它在以太网帧的基础上增加了VLAN头,用VLAN ID把用户划分为更小的工作组,限制不同工作组间的用户互访,每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围,并能够形成虚拟工作组,动态管理网络。
2.VLAN的划分方法
2.1基于端口划分VLAN。许多VLAN厂商都利用交换机的端口来划分VLAN成员。被设定的端口都在同一个广播域中。例如,一个交换机的1,2,3,4,5端口被定义为虚拟网AAA,同一交换机的6,7,8端口组成虚拟网BBB。这样做允许各端口之间的通讯,并允许共享型网络的升级。但是,这种划分模式将虚拟网限制在了一台交换机上。
第二代端口VLAN技术允许跨越多个交换机的多个不同端口划分VLAN,不同交换机上的若干个端口可以组成同一个虚拟网。
以交换机端口来划分网络成员,其配置过程简单明了。因此,从目前来看,这种根据端口来划分VLAN的方式仍然是最常用的一种方式。
2.2基于MAC地址划分VLAN。这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分,即对每个MAC地址的主机都配置它属于哪个组。这种划分VLAN方法的最大优点就是当用户物理位置移动时,即从一个交换机换到其他的交换机时,VLAN不用重新配置,所以,可以认为这种根据MAC地址的划分方法是基于用户的VLAN,这种方法的缺点是初始化时,所有的用户都必须进行配置,如果有几百个甚至上千个用户的话,配置是非常累的。而且这种划分的方法也导致了交换机执行效率的降低,因为在每一个交换机的端口都可能存在很多个VLAN组的成员,这样就无法限制广播包了。另外,对于使用笔记本电脑的用户来说,他们的网卡可能经常更换,这样,VLAN就必须不停地配置。
2.3基于IP地址划分VLAN。这种划分VLAN的方法是根据每个主机的网络层地址或协议类型(如果支持多协议)划分的,虽然这种划分方法是根据网络地址,比如IP地址,但它不是路由,与网络层的路由毫无关系。这种方法的优点是用户的物理位置改变了,不需要重新配置所属的VLAN,而且可以根据协议类型来划分VLAN,这对网络管理者来说很重要,还有,这种方法不需要附加的帧标签来识别VLAN,这样可以减少网络的通信量。这种方法的缺点是效率低,因为检查每一个数据包的网络层地址是需要消耗处理时间的(相对于前面两种方法),一般的交换机芯片都可以自动检查网络上数据包的以太网帧头,但要让芯片能检查IP帧头,需要更高的技术,同时也更费时。当然,这与各个厂商的实现方法有关。
以上划分VLAN的方式中,基于端口划分VLAN的方式建立在物理层上;基于MAC地址划分VLAN的方式建立在数据链路层上;基于IP地址划分VLAN的方式建立在网络层上。
3.VLAN的创建与基于端口的划分
在交换机的特权模式下,可以通过VlAN VLAN-id来创建VLAN,其中vlan-id的取值一般为1-4096,但有几个VLAN是特殊的,包括VLAN1和VLAN1002、VLAN1004、VLAN1005,这几个VLAN为交换机中的默认VLAN,不能够被创建或删除,其中VLAN1是交换机默认的管理VLAN。
创建好相应编号的VLAN后,VLAN就会以编号的形式被保存在交换机中,由于时间长了以后,有可能会忘记不同VLAN的功能和范围,所以可以通过命名的方式标识不同VLAN的功能和范围。命名的方法是在VLAN的配置模式下输入:name vlan name 。
例如:switch#config
Switch(config)#vlan 2
Switch(config-vlan)#name student
默认情况下,交换机的所有端口都是属于VLAN1的,那么在交换机中创建了相应的VLAN以后,该怎样将不同的PC划分到不同的VLAN中去呢?通常情况下,采用基于端口的VLAN划分。其划分过程主要分为两步:(1)选中端口;(2)将端口划入VLAN。需要注意的是,在交换机的三种端口模式(Access模式、Trunk模式、Hybird模式)中,只有“Access”模式的端口才能被划入指定的VLAN,因此,当交换机的端口模式不是Access时,在选中端口以后,需要增加一条配置命令:“Switchport mode access”,将交换机的端口设置为“Access”模式。
例如:要将交换机的5号端口划入Vlan2,其配置命令如下:
Switch(config)#interface fastethernet0/5
Switch(config-if)#Switchport mode access
Switch(config-if)#Switchport access Vlan 2
【关键词】LANVLAN广播端口逻辑风暴划分
1.认识VLAN
IEEE于1999年颁布了用于标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。VLAN技术的出现,使得管理员根据实际应用需求,把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域,每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站,与物理上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分,而不是从物理上划分,所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中,即这些工作站可以在不同物理LAN网段。由VLAN的特点可知,一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中,从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。
交换技术的发展,也加快了新的交换技术(VLAN)的应用速度。通过将企业网络划分为虚拟网络VLAN网段,可以强化网络管理和网络安全,控制不必要的数据广播。在共享网络中,一个物理的网段就是一个广播域。而在交换网络中,广播域可以是有一组任意选定的第二层网络地址(MAC地址)组成的虚拟网段。这样,网络中工作组的划分可以突破共享网络中的地理位置限制,而完全根据管理功能来划分。这种基于工作流的分组模式,大大提高了网络规划和重组的管理功能。在同一个VLAN中的工作站,不论它们实际与哪个交换机连接,它们之间的通讯就好象在独立的交换机上一样。同一个VLAN中的广播只有VLAN中的成员才能听到,而不会传输到其他的VLAN中去,这样可以很好的控制不必要的广播风暴的产生。同时,若没有路由的话,不同VLAN之间不能相互通讯,这样增加了企业网络中不同部门之间的安全性。网络管理员可以通过配置VLAN之间的路由来全面管理企业内部不同管理单元之间的信息互访。交换机是根据交换机的端口来划分VLAN的。所以,用户可以自由的在企业网络中移动办公,不论他在何处接入交换网络,他都可以与VLAN内其他用户自如通讯。
VLAN网络可以是有混合的网络类型设备组成,比如:10M以太网、100M以太网、令牌网、FDDI、CDDI等等,可以是工作站、服务器、集线器、网络上行主干等等。
VLAN除了能将网络划分为多个广播域,从而有效地控制广播风暴的发生,以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外,还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问。
VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议,它在以太网帧的基础上增加了VLAN头,用VLAN ID把用户划分为更小的工作组,限制不同工作组间的用户互访,每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围,并能够形成虚拟工作组,动态管理网络。
2.VLAN的划分方法
2.1基于端口划分VLAN。许多VLAN厂商都利用交换机的端口来划分VLAN成员。被设定的端口都在同一个广播域中。例如,一个交换机的1,2,3,4,5端口被定义为虚拟网AAA,同一交换机的6,7,8端口组成虚拟网BBB。这样做允许各端口之间的通讯,并允许共享型网络的升级。但是,这种划分模式将虚拟网限制在了一台交换机上。
第二代端口VLAN技术允许跨越多个交换机的多个不同端口划分VLAN,不同交换机上的若干个端口可以组成同一个虚拟网。
以交换机端口来划分网络成员,其配置过程简单明了。因此,从目前来看,这种根据端口来划分VLAN的方式仍然是最常用的一种方式。
2.2基于MAC地址划分VLAN。这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分,即对每个MAC地址的主机都配置它属于哪个组。这种划分VLAN方法的最大优点就是当用户物理位置移动时,即从一个交换机换到其他的交换机时,VLAN不用重新配置,所以,可以认为这种根据MAC地址的划分方法是基于用户的VLAN,这种方法的缺点是初始化时,所有的用户都必须进行配置,如果有几百个甚至上千个用户的话,配置是非常累的。而且这种划分的方法也导致了交换机执行效率的降低,因为在每一个交换机的端口都可能存在很多个VLAN组的成员,这样就无法限制广播包了。另外,对于使用笔记本电脑的用户来说,他们的网卡可能经常更换,这样,VLAN就必须不停地配置。
2.3基于IP地址划分VLAN。这种划分VLAN的方法是根据每个主机的网络层地址或协议类型(如果支持多协议)划分的,虽然这种划分方法是根据网络地址,比如IP地址,但它不是路由,与网络层的路由毫无关系。这种方法的优点是用户的物理位置改变了,不需要重新配置所属的VLAN,而且可以根据协议类型来划分VLAN,这对网络管理者来说很重要,还有,这种方法不需要附加的帧标签来识别VLAN,这样可以减少网络的通信量。这种方法的缺点是效率低,因为检查每一个数据包的网络层地址是需要消耗处理时间的(相对于前面两种方法),一般的交换机芯片都可以自动检查网络上数据包的以太网帧头,但要让芯片能检查IP帧头,需要更高的技术,同时也更费时。当然,这与各个厂商的实现方法有关。
以上划分VLAN的方式中,基于端口划分VLAN的方式建立在物理层上;基于MAC地址划分VLAN的方式建立在数据链路层上;基于IP地址划分VLAN的方式建立在网络层上。
3.VLAN的创建与基于端口的划分
在交换机的特权模式下,可以通过VlAN VLAN-id来创建VLAN,其中vlan-id的取值一般为1-4096,但有几个VLAN是特殊的,包括VLAN1和VLAN1002、VLAN1004、VLAN1005,这几个VLAN为交换机中的默认VLAN,不能够被创建或删除,其中VLAN1是交换机默认的管理VLAN。
创建好相应编号的VLAN后,VLAN就会以编号的形式被保存在交换机中,由于时间长了以后,有可能会忘记不同VLAN的功能和范围,所以可以通过命名的方式标识不同VLAN的功能和范围。命名的方法是在VLAN的配置模式下输入:name vlan name 。
例如:switch#config
Switch(config)#vlan 2
Switch(config-vlan)#name student
默认情况下,交换机的所有端口都是属于VLAN1的,那么在交换机中创建了相应的VLAN以后,该怎样将不同的PC划分到不同的VLAN中去呢?通常情况下,采用基于端口的VLAN划分。其划分过程主要分为两步:(1)选中端口;(2)将端口划入VLAN。需要注意的是,在交换机的三种端口模式(Access模式、Trunk模式、Hybird模式)中,只有“Access”模式的端口才能被划入指定的VLAN,因此,当交换机的端口模式不是Access时,在选中端口以后,需要增加一条配置命令:“Switchport mode access”,将交换机的端口设置为“Access”模式。
例如:要将交换机的5号端口划入Vlan2,其配置命令如下:
Switch(config)#interface fastethernet0/5
Switch(config-if)#Switchport mode access
Switch(config-if)#Switchport access Vlan 2