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VLAN的中文名為"虛擬局域網(wǎng)"，VLAN是一種將局域網(wǎng)設備從邏輯上劃分成一個(gè)個(gè)不同的網(wǎng)段，從而實(shí)現虛擬工作組的新興數據交換技術(shù)。這一新興技術(shù)主要應用于交換機和路由器中，但主流應用還是在交換機之中。
IEEE于1999年頒布了用以標準化VLAN實(shí)現方案的802.1Q協(xié)議標準草案。VLAN技術(shù)的出現，使得管理員根據實(shí)際應用需求，把同一物理局域網(wǎng)內的不同用戶(hù)邏輯地劃分成不同的廣播域，每一個(gè)VLAN都包含一組有著(zhù)相同需求的計算機工作站，與物理上形成的LAN有著(zhù)相同的屬性。由于它是從邏輯上劃分，而不是從物理上劃分，所以同一個(gè)VLAN內的各個(gè)工作站沒(méi)有限制在同一個(gè)物理范圍中，即這些工作站可以在不同物理LAN網(wǎng)段。
由VLAN的特點(diǎn)可知，一個(gè)VLAN內部的廣播和單播流量都不會(huì )轉發(fā)到其他VLAN中，從而有助于控制流量、減少設備投資、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )管理、提高網(wǎng)絡(luò )的安全性。
交換技術(shù)的發(fā)展，也加快了新的交換技術(shù)（VLAN）的應用速度。通過(guò)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，控制不必要的數據廣播。
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(gè)VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽(tīng)到，而不會(huì )傳輸到其他的 VLAN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(méi)有路由的話(huà)，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(mén)之間的安全性。
VLAN除了能將網(wǎng)絡(luò )劃分為多個(gè)廣播域，從而有效地控制廣播風(fēng)暴的發(fā)生，以及使網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構變得非常靈活的優(yōu)點(diǎn)外，還可以用于控制網(wǎng)絡(luò )中不同部門(mén)、不同站點(diǎn)之間的互相訪(fǎng)問(wèn)。
VLAN是為解決以太網(wǎng)的廣播問(wèn)題和安全性而提出的一種協(xié)議，它在以太網(wǎng)幀的基礎上增加了VLAN頭，用VLAN ID把用戶(hù)劃分為更小的工作組，限制不同工作組間的用戶(hù)互訪(fǎng)，每個(gè)工作組就是一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。虛擬局域網(wǎng)的好處是可以限制廣播范圍，并能夠形成虛擬工作組，動(dòng)態(tài)管理網(wǎng)絡(luò )。
二、VLAN的劃分方法
VLAN在交換機上的實(shí)現方法，可以大致劃分為六類(lèi):
1. 基于端口劃分的VLAN
這是常應用的一種VLAN劃分方法，應用也為廣泛、有效，目前絕大多數VLAN協(xié)議的交換機都提供這種VLAN配置方法。這種劃分VLAN的方法是根據以太網(wǎng)交換機的交換端口來(lái)劃分的，它是將VLAN交換機上的物理端口和VLAN交換機內部的PVC（虛電路）端口分成若干個(gè)組，每個(gè)組構成一個(gè)虛擬網(wǎng)，相當于一個(gè)獨立的VLAN交換機。
對于不同部門(mén)需要互訪(fǎng)時(shí)，可通過(guò)路由器轉發(fā)，并配合基于MAC地址的端口過(guò)濾。對某站點(diǎn)的訪(fǎng)問(wèn)路徑上靠近該站點(diǎn)的交換機、路由交換機或路由器的相應端口上，設定可通過(guò)的MAC地址集。這樣就可以防止非法入侵者從內部盜用IP地址從其他可接入點(diǎn)入侵的可能。
從這種劃分方法本身我們可以看出，這種劃分的方法的優(yōu)點(diǎn)是定義VLAN成員時(shí)非常簡(jiǎn)單，只要將所有的端口都定義為相應的VLAN組即可。適合于任何大小的網(wǎng)絡(luò )。它的缺點(diǎn)是如果某用戶(hù)離開(kāi)了原來(lái)的端口，到了一個(gè)新的交換機的某個(gè)端口，必須重新定義。
2. 基于MAC地址劃分VLAN
這種劃分VLAN的方法是根據每個(gè)主機的MAC地址來(lái)劃分，即對每個(gè)MAC地址的主機都配置他屬于哪個(gè)組，它實(shí)現的機制就是每一塊網(wǎng)卡都對應的 MAC地址，VLAN交換機跟蹤屬于VLAN MAC的地址。這種方式的VLAN允許網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)從一個(gè)物理位置移動(dòng)到另一個(gè)物理位置時(shí)，自動(dòng)保留其所屬VLAN的成員身份。
由這種劃分的機制可以看出，這種VLAN的劃分方法的大優(yōu)點(diǎn)就是當用戶(hù)物理位置移動(dòng)時(shí)，即從一個(gè)交換機換到其他的交換機時(shí)，VLAN不用重新配置，因為它是基于用戶(hù)，而不是基于交換機的端口。這種方法的缺點(diǎn)是初始化時(shí)，所有的用戶(hù)都必須進(jìn)行配置，如果有幾百個(gè)甚至上千個(gè)用戶(hù)的話(huà)，配置是非常累的，所以這種劃分方法通常適用于小型局域網(wǎng)。而且這種劃分的方法也導致了交換機執行效率的降低，因為在每一個(gè)交換機的端口都可能存在很多個(gè)VLAN組的成員，保存了許多用戶(hù)的MAC地址，查詢(xún)起來(lái)相當不容易。另外，對于使用筆記本電腦的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，他們的網(wǎng)卡可能經(jīng)常更換，這樣VLAN就必須經(jīng)常配置。
3. 基于網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議劃分VLAN
VLAN按網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議來(lái)劃分，可分為IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN網(wǎng)絡(luò )。這種按網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議來(lái)組成的 VLAN，可使廣播域跨越多個(gè)VLAN交換機。這對于希望針對具體應用和服務(wù)來(lái)組織用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )管理員來(lái)說(shuō)是非常具有吸引力的。而且，用戶(hù)可以在網(wǎng)絡(luò )內部自由移動(dòng)，但其VLAN成員身份仍然保留不變。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是用戶(hù)的物理位置改變了，不需要重新配置所屬的VLAN，而且可以根據協(xié)議類(lèi)型來(lái)劃分VLAN，這對網(wǎng)絡(luò )管理者來(lái)說(shuō)很重要，還有，這種方法不需要附加的幀標簽來(lái)識別VLAN，這樣可以減少網(wǎng)絡(luò )的通信量。這種方法的缺點(diǎn)是效率低，因為檢查每一個(gè)數據包的網(wǎng)絡(luò )層地址是需要消耗處理時(shí)間的(相對于前面兩種方法)，一般的交換機芯片都可以自動(dòng)檢查網(wǎng)絡(luò )上數據包的以太網(wǎng)禎頭，但要讓芯片能檢查IP幀頭，需要更高的技術(shù)，同時(shí)也更費時(shí)。當然，這與各個(gè)廠(chǎng)商的實(shí)現方法有關(guān)。
4. 根據IP組播劃分VLAN
IP 組播實(shí)際上也是一種VLAN的定義，即認為一個(gè)IP組播組就是一個(gè)VLAN。這種劃分的方法將VLAN擴大到了廣域網(wǎng)，因此這種方法具有更大的靈活性，而且也很容易通過(guò)路由器進(jìn)行擴展，主要適合于不在同一地理范圍的局域網(wǎng)用戶(hù)組成一個(gè)VLAN，不適合局域網(wǎng)，主要是效率不高。
5. 按策略劃分VLAN
基于策略組成的VLAN能實(shí)現多種分配方法，包括VLAN交換機端口、MAC地址、IP地址、網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議等。網(wǎng)絡(luò )管理人員可根據自己的管理模式和本單位的需求來(lái)決定選擇哪種類(lèi)型的VLAN 。
6. 按用戶(hù)定義、非用戶(hù)*劃分VLAN
基于用戶(hù)定義、非用戶(hù)*來(lái)劃分VLAN，是指為了適應特別的VLAN網(wǎng)絡(luò )，根據具體的網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)的特別要求來(lái)定義和設計VLAN，而且可以讓非VLAN群體用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)VLAN，但是需要提供用戶(hù)密碼，在得到VLAN管理的認證后才可以加入一個(gè)VLAN。
三、VLAN的*性
任何新技術(shù)要得到廣泛支持和應用，肯定存在一些關(guān)鍵優(yōu)勢，VLAN技術(shù)也一樣，它的優(yōu)勢主要體現在以下幾個(gè)方面：
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(hù)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(guò)量廣播。使用VLAN，可以將某個(gè)交換端口或用戶(hù)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， 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(hù)應用，減少廣播的產(chǎn)生。
3. 增加網(wǎng)絡(luò )的安全性
因為一個(gè)VLAN就是一個(gè)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)鍵性的數據。保密的數據應 提供訪(fǎng)問(wèn)控制等安全手段。一個(gè)有效和容易實(shí)現的方法是將網(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(hù)的數量，禁止未經(jīng)允許而訪(fǎng)問(wèn)VLAN中的應用。交換端口可以基于應用類(lèi)型和訪(fǎng)問(wèn)特權來(lái)進(jìn)行分組，被限制的應用程序和資源一般置于安全性VLAN中。
四、VLAN配置案例分析：
某公司有100臺計算機左右，主要使用網(wǎng)絡(luò )的部門(mén)有：生產(chǎn)部(20)、財務(wù)部(15)、人事部(8)和信息中心(12)四大部分。
網(wǎng)絡(luò )基本結構為：
整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中干部分采用3臺Catalyst 1900網(wǎng)管型交換機（分別命名為：Switch1、Switch2和Switch3，各交換機根據需要下接若干個(gè)集線(xiàn)器，主要用于非VLAN用戶(hù)，如行政文書(shū)、臨時(shí)用戶(hù)等）、一臺Cisco 2514路由器，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )都通過(guò)路由器Cisco 2514與外部互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接。
所連的用戶(hù)主要分布于四個(gè)部分，即：生產(chǎn)部、財務(wù)部、信息中心和人事部。主要對這四個(gè)部分用戶(hù)單獨劃分VLAN，以確保相應部門(mén)網(wǎng)絡(luò )資源不被盜用或破壞。
現為了公司相應部分網(wǎng)絡(luò )資源的安全性需要，特別是對于像財務(wù)部、人事部這樣的敏感部門(mén)，其網(wǎng)絡(luò )上的信息不想讓太多人可以隨便進(jìn)出，于是公司采用了VLAN的方法來(lái)解決以上問(wèn)題。
通過(guò)VLAN的劃分，可以把公司主要網(wǎng)絡(luò )劃分為：生產(chǎn)部、財務(wù)部、人事部和信息中心四個(gè)主要部分，對應的VLAN組為為：Prod、Fina、Huma、Info，各VLAN組所對應的網(wǎng)段如下表1所示。
VLAN號 | VLAN名 | 端口號 |
2 | Prod | Switch1 2-21 |
3 | Fina | Switch22-16 |
4 | Huma | Switch32-9 |
5 | Info | Switch310-21 |
【注】之所以把交換機的VLAN號從"2"號開(kāi)始，那是因為交換機有一個(gè)默認的VLAN，那就是"1"號VLAN，它包括所有連在該交換機上的用戶(hù)。
五、VALN的配置過(guò)程：
VLAN的配置過(guò)程其實(shí)非常簡(jiǎn)單，只需兩步：
（1）為各VLAN組命名；
（2）把相應的VLAN對應到相應的交換機端口。
下面是具體的配置過(guò)程：
第1步：
設置好超級終端，連接上1900交換機，通過(guò)超級終端配置交換機的VLAN，連接成功后出現如下所示的主配置界面（交換機在此之前已完成了基本信息的配置）：
1 user(s) now active on Management Console.
User Interface Menu
[M] Menus
[K] Command Line
[I] IP Configuration
Enter Selection:
【注】超級終端是利用Windows系統自帶的"超級終端"（Hypertrm）程序進(jìn)行的，具體參見(jiàn)有關(guān)資料。
第2步：
單擊"K"按鍵，選擇主界面菜單中"[K] Command Line"選項，進(jìn)入如下命令行配置界面：
CLI session with the switch is open.
To end the CLI session,enter [Exit ].
>
此時(shí)我們進(jìn)入了交換機的普通用戶(hù)模式，就象路由器一樣，這種模式只能查看現在的配置，不能更改配置，并且能夠使用的命令很有限。所以我們必須進(jìn)入"特權模式"。
第3步：
在上一步">"提示符下輸入進(jìn)入特權模式命令"enable"，進(jìn)入特權模式，命令格式為">enable"，此時(shí)就進(jìn)入了交換機配置的特權模式提示符：
#config t
Enter configuration commands,one perline.End with CNTL/Z
(config)#
第4步：
為了安全和方便起見(jiàn)，我們分別給這3個(gè)Catalyst 1900交換機起個(gè)名字，并且設置特權模式的登陸密碼。下面僅以Switch1為例進(jìn)行介紹。配置代碼如下：
(config)#hostname Switch1
Switch1(config)# enable password level 15XXXXXX
Switch1(config)#
特權模式密碼必須是4~8位字符這，要注意，這里所輸入的密碼是以明文形式直接顯示的，要注意保密。交換機用 level 級別的大小來(lái)決定密碼的權限。Level 1 是進(jìn)入命令行界面的密碼，也就是說(shuō)，設置了 level 1 的密碼后，你下次連上交換機，并輸入 K 后，就會(huì )讓你輸入密碼，這個(gè)密碼就是 level 1 設置的密碼。而 level 15 是你輸入了"enable"命令后讓你輸入的特權模式密碼。
第5步：
設置VLAN名稱(chēng)。因四個(gè)VLAN分屬于不同的交換機，VLAN命名的命令為"vlanvlan號 name vlan名稱(chēng)，在Switch1、Switch2、Switch3、交換機上配置2、3、4、5號VLAN的代碼為：
Switch1 (config)#vlan 2 name Prod
Switch2 (config)#vlan 3 name Fina
Switch3 (config)#vlan 4 name Huma
Switch3 (config)#vlan 5 name Info
【注】以上配置是按表1規則進(jìn)行的。
第6步：
上一步我們對各交換機配置了VLAN組，現在要把這些VLAN對應于表1所規定的交換機端口號。對應端口號的命令是"vlan-membership static/ dynamic VLAN號 "。在這個(gè)命令中"static"(靜態(tài))和"dynamic"(動(dòng)態(tài))分配方式兩者必須選擇一個(gè)，不過(guò)通常都是選擇"static"(靜態(tài))方式。
VLAN端口號應用配置如下：
?。?）. 名為"Switch1"的交換機的VLAN端口號配置如下：
Switch1(config)#int e0/2
Switch1(config-if)#vlan-membership static 2
Switch1(config-if)#int e0/3
Switch1(config-if)#vlan-membership static 2
Switch1(config-if)#int e0/4
Switch1(config-if)#vlan-membership static 2
……
Switch1(config-if)#int e0/20
Switch(config-if)#vlan-membership static 2
Switch1(config-if)#int e0/21
Switch1(config-if)#vlan-membership static 2
Switch1(config-if)#
【注】"int"是"nterface"命令縮寫(xiě)，是接口的意思。"e0/3"是"ethernet 0/2"的縮寫(xiě)，代表交換機的0號模塊2號端口。
?。?）. 名為"Switch2"的交換機的VLAN端口號配置如下：
Switch2(config)#int e0/2
Switch2(config-if)#vlan-membership static 3
Switch2(config-if)#int e0/3
Switch2(config-if)#vlan-membership static 3
Switch2(config-if)#int e0/4
Switch2(config-if)#vlan-membership static 3
……
Switch2(config-if)#int e0/15
Switch2(config-if)#vlan-membership static 3
Switch2(config-if)#int e0/16
Switch2(config-if)#vlan-membership static 3
Switch2(config-if)#
?。?）. 名為"Switch3"的交換機的VLAN端口號配置如下(它包括兩個(gè)VLAN組的配置)，先看VLAN 4（Huma）的配置代碼：
Switch3(config)#int e0/2
Switch3(config-if)#vlan-membership static 4
Switch3(config-if)#int e0/3
Switch3(config-if)#vlan-membership static 4
Switch3(config-if)#int e0/4
Switch3(config-if)#vlan-membership static 4
……
Switch3(config-if)#int e0/8
Switch3(config-if)#vlan-membership static 4
Switch3(config-if)#int e0/9
Switch3(config-if)#vlan-membership static 4
Switch3(config-if)#
下面是VLAN5（Info）的配置代碼：
Switch3(config)#int e0/10
Switch3(config-if)#vlan-membership static 5
Switch3(config-if)#int e0/11
Switch3(config-if)#vlan-membership static 5
Switch3(config-if)#int e0/12
Switch3(config-if)#vlan-membership static 5
……
Switch3(config-if)#int e0/20
Switch3(config-if)#vlan-membership static 5
Switch3(config-if)#int e0/21
Switch3(config-if)#vlan-membership static 5
Switch3(config-if)#
好了，我們已經(jīng)按表1要求把VLAN都定義到了相應交換機的端口上了。為了驗證我們的配置，可以在特權模式使用"show vlan"命令顯示出剛才所做的配置，檢查一下是否正確。
VLAN的中文名為"虛擬局域網(wǎng)"，VLAN是一種將局域網(wǎng)設備從邏輯上劃分成一個(gè)個(gè)不同的網(wǎng)段，從而實(shí)現虛擬工作組的新興數據交換技術(shù)。這一新興技術(shù)主要應用于交換機和路由器中，但主流應用還是在交換機之中。
IEEE于1999年頒布了用以標準化VLAN實(shí)現方案的802.1Q協(xié)議標準草案。VLAN技術(shù)的出現，使得管理員根據實(shí)際應用需求，把同一物理局域網(wǎng)內的不同用戶(hù)邏輯地劃分成不同的廣播域，每一個(gè)VLAN都包含一組有著(zhù)相同需求的計算機工作站，與物理上形成的LAN有著(zhù)相同的屬性。由于它是從邏輯上劃分，而不是從物理上劃分，所以同一個(gè)VLAN內的各個(gè)工作站沒(méi)有限制在同一個(gè)物理范圍中，即這些工作站可以在不同物理LAN網(wǎng)段。
