一文讀懂交換機VLAN技術(shù)
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VLAN（虛擬局域網(wǎng)）是對連接到的第二層
交換機端口的網(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)用戶需求進行網(wǎng)絡(luò)分段。一個VLAN可以在一個交換機或者跨交換機實現(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)議來進行分組。基于交換機的虛擬局域網(wǎng)能夠為局域網(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了解下交換機的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）成一個個網(wǎng)段，從而實現(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
交換機和路由器中，但主流應(yīng)用還是在交換機之中。但又不是所有交換機都具有此功能，只有VLAN協(xié)議的第三層以上交換機才具有此功能，這一點可以查看相應(yīng)交換機的說明書即可得知。
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VLAN都包含一組有著相同需求的計算機工作站，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，一個物理的網(wǎng)段就是一個廣播域。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VLAN中的工作站，不論它們實際與哪個交換機連接，它們之間的通訊就好象在獨立的交換機上一樣。同一個VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽到，而不會傳輸?shù)狡渌腣LAN中去，這樣可以很好的控制不必要的廣播風暴的產(chǎn)生。同時，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在交換機上的實現(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實現(xiàn)原理
1、靜態(tài)VLAN
在VLAN管理員最初配置交換機Port和VLAN ID的對應(yīng)關(guān)系時，就已經(jīng)固定了這種對應(yīng)關(guān)系，即這個Port只能對應(yīng)這個VLAN ID，之后無法進行更改，除非管理員再重新配置。
當一臺設(shè)備接到這個Port上的時候，怎么判斷該主機的VLAN ID與Port對應(yīng)呢，這里是根據(jù)IP配置決定的，我們知道每個VLAN都有一個子網(wǎng)號，并對應(yīng)著哪些Port，如果設(shè)備要求的IP地址和該Port對應(yīng)的VLAN的子網(wǎng)號不匹配，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、動態(tài)VLAN
交換機自動配置Port為主機所屬的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）
將所有主機的硬件地址都加入到VALN的管理數(shù)據(jù)庫中，例如，一主機隨便連接到交換機的一個動態(tài)VLAN的Port時，管理數(shù)據(jù)庫將根據(jù)主機的MAC地址查詢到該主機要加入VLAN 2中，然后自動設(shè)置該Port為VLAN 2。缺點是當主機更換了網(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）
與基于MAC不同，這種方法會記錄子網(wǎng)ID與VLAN ID的映射，而不論主機的網(wǎng)卡怎么變換，只要他的IP不變，交換機就可以根據(jù)主機的子網(wǎng)ID自動設(shè)置對應(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，只能屬于一個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交換機劃分VLAN的情況，當要實現(xiàn)跨兩臺甚至更多交換機呢，基于Access接口已經(jīng)無法實現(xiàn)了，我們需要加入Trunk接口連接交換機。
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、不同網(wǎng)絡(luò)、不同用戶組合在一起，形成一個虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，就像使用本地LAN一樣方便、靈活、有效。VLAN可以降低移動或變更工作站地理位置的管理費用，特別是一些業(yè)務(wù)情況有經(jīng)常性變動的公司使用了VLAN后，這部分管理費用大大降低。
2. 控制網(wǎng)絡(luò)上的廣播
VLAN可以提供建立防火墻的機制，防止交換網(wǎng)絡(luò)的過量廣播。使用VLAN，可以將某個交換端口或用戶賦于某一個特定的VLAN組，該VLAN組可以在一個交換網(wǎng)中或跨接多個交換機， 在一個VLAN中的廣播不會送到VLAN之外。同樣，相鄰的端口不會收到其他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
因為一個VLAN就是一個單獨的廣播域，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。人們在LAN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。一個有效和容易實現(xiàn)的方法是將網(wǎng)絡(luò)分段成幾個不同的廣播組，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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