VLAN的中文名为\"大众虚拟局域网\"大众,VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个不同的网段,从而实现虚拟事情组的新兴数据交流技能。这一新兴技能紧张运用于交流机和路由器中,但主流运用还是在交流机之中。
IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。VLAN技能的涌现,使得管理员根据实际运用需求,把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分身分歧的广播域,每一个VLAN都包含一组有着相同需求的打算机事情站,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,以是同一个VLAN内的各个事情站没有限定在同一个物理范围中,即这些事情站可以在不同物理LAN网段。
弘大的网络交流机
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,从而有助于掌握流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。
交流技能的发展,也加快了新的交流技能(VLAN)的运用速率。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,掌握不必要的数据广播。
在同一个VLAN中的事情站,不论它们实际与哪个交流机连接,它们之间的通讯就好象在独立的交流机上一样。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,这样可以很好的掌握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。
VLAN除了能将网络划分为多个广播域,从而有效地掌握广播风暴的发生,以及使网络的拓扑构造变得非常灵巧的优点外,还可以用于掌握网络中不同部门、不同站点之间的相互访问。
VLAN是为办理以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议,它在以太网帧的根本上增加了VLAN头,用VLAN ID把用户划分为更小的事情组,限定不同事情组间的用户互访,每个事情组便是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限定广播范围,并能够形成虚拟事情组,动态管理网络。
二、VLAN的划分方法
VLAN在交流机上的实现方法,可以大致划分为六类:
1. 基于端口划分的VLAN
这是最常运用的一种VLAN划分方法,运用也最为广泛、最有效,目前绝大多数VLAN协议的交流机都供应这种VLAN配置方法。这种划分VLAN的方法是根据以太网交流机的交流端口来划分的,它是将VLAN交流机上的物理端口和VLAN交流机内部的PVC(永久虚电路)端口分成多少个组,每个组构成一个虚拟网,相称于一个独立的VLAN交流机。
对付不同部门须要互访时,可通过路由器转发,并合营基于MAC地址的端口过滤。对某站点的访问路径上最靠近该站点的交流机、路由交流机或路由器的相应端口上,设定可通过的MAC地址集。这样就可以防止造孽入侵者从内部盗用IP地址从其他可接入点入侵的可能。
从这种划分方法本身我们可以看出,这种划分的方法的优点是定义VLAN成员时非常大略,只要将所有的端口都定义为相应的VLAN组即可。适宜于任何大小的网络。它的缺陷是如果某用户离开了原来的端口,到了一个新的交流机的某个端口,必须重新定义。
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地址的主机都配置他属于哪个组,它实现的机制便是每一块网卡都对应唯一的 MAC地址,VLAN交流机跟踪属于VLAN MAC的地址。这种办法的VLAN许可网络用户从一个物理位置移动到另一个物理位置时,自动保留其所属VLAN的成员身份。
由这种划分的机制可以看出,这种VLAN的划分方法的最大优点便是当用户物理位置移动时,即从一个交流机换到其他的交流机时,VLAN不用重新配置,由于它是基于用户,而不是基于交流机的端口。这种方法的缺陷是初始化时,所有的用户都必须进行配置,如果有几百个乃至上千个用户的话,配置是非常累的,以是这种划分方法常日适用于小型局域网。而且这种划分的方法也导致了交流机实行效率的降落,由于在每一个交流机的端口都可能存在很多个VLAN组的成员,保存了许多用户的MAC地址,查询起来相称不随意马虎。其余,对付利用条记本电脑的用户来说,他们的网卡可能常常改换,这样VLAN就必须常常配置。
3. 基于网络层协议划分VLAN
VLAN按网络层协议来划分,可分为IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN网络。这种按网络层协议来组成的 VLAN,可使广播域超过多个VLAN交流机。这对付希望针对详细运用和做事来组织用户的网络管理员来说是非常具有吸引力的。而且,用户可以在网络内部自由移动,但其VLAN成员身份仍旧保留不变。
这种方法的优点是用户的物理位置改变了,不须要重新配置所属的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主要,还有,这种方法不须要附加的帧标签来识别VLAN,这样可以减少网络的通信量。这种方法的缺陷是效率低,由于检讨每一个数据包的网络层地址是须要花费处理韶光的(相对付前面两种方法),一样平常的交流机芯片都可以自动检讨网络上数据包的以太网祯头,但要让芯片能检讨IP帧头,须要更高的技能,同时也更费时。当然,这与各个厂商的实现方法有关。
4. 根据IP组播划分VLAN
IP 组播实际上也是一种VLAN的定义,即认为一个IP组播组便是一个VLAN。这种划分的方法将VLAN扩大到了广域网,因此这种方法具有更大的灵巧性,而且也很随意马虎通过路由器进行扩展,紧张适宜于不在同一地理范围的局域网用户组成一个VLAN,不适宜局域网,紧张是效率不高。
5. 按策略划分VLAN
基于策略组成的VLAN能实现多种分配方法,包括VLAN交流机端口、MAC地址、IP地址、网络层协议等。网络管理职员可根据自己的管理模式和本单位的需求来决定选择哪种类型的VLAN 。
6. 按用户定义、非用户授权划分VLAN
基于用户定义、非用户授权来划分VLAN,是指为了适应特殊的VLAN网络,根据详细的网络用户的特殊哀求来定义和设计VLAN,而且可以让非VLAN群体用户访问VLAN,但是须要供应用户密码,在得到VLAN管理的认证后才可以加入一个VLAN。
三、VLAN的优胜性
任何新技能要得到广泛支持和运用,肯定存在一些关键上风,VLAN技能也一样,它的上风紧张表示在以下几个方面:
1. 增加了网络连接的灵巧性
借助VLAN技能,能将不同地点、不同网络、不同用户组合在一起,形成一个虚拟的网络环境,就像利用本地LAN一样方便、灵巧、有效。VLAN可以降落移动或变更事情站地理位置的管理用度,特殊是一些业务情形有常常性变动的公司利用了VLAN后,这部分管理用度大大降落。
2. 掌握网络上的广播
VLAN可以供应建立防火墙的机制,防止交流网络的过量广播。利用VLAN,可以将某个交流端口或用户赋于某一个特定的VLAN组,该VLAN组可以在一个交流网中或跨接多个交流机, 在一个VLAN中的广播不会送到VLAN之外。同样,相邻的端口不会收到其他VLAN产生的广播。这样可以减少广播流量,开释带宽给用户运用,减少广播的产生。
3. 增加网络的安全性
由于一个VLAN便是一个单独的广播域,VLAN之间相互隔离,这大大提高了网络的利用率,确保了网络的安全保密性。人们在LAN上常常传送一些保密的、关键性的数据。保密的数据应 供应访问掌握等安全手段。一个有效和随意马虎实现的方法是将网络分段成几个不同的广播组,网络管理员限定了VLAN中用户的数量,禁止未经许可而访问VLAN中的运用。交流端口可以基于运用类型和访问特权来进行分组,被限定的运用程序和资源一样平常置于安全性VLAN中。
四、VLAN配置案例剖析:
某公司有100台打算机旁边,紧张利用网络的部门有:生产部(20)、财务部(15)、人事部(8)和信息中央(12)四大部分。
网络基本构造为:
全体网络中干部分采取3台Catalyst 1900网管型交流机(分别命名为:Switch1、Switch2和Switch3,各交流机根据须要下接多少个集线器,紧张用于非VLAN用户,如行政文书、临时用户等)、一台Cisco 2514路由器,全体网络都通过路由器Cisco 2514与外部互联网进行连接。
所连的用户紧张分布于四个部分,即:生产部、财务部、信息中央和人事部。紧张对这四个部分用户单独划分VLAN,以确保相应部门网络资源不被盗用或毁坏。
现为了公司相应部分网络资源的安全性须要,特殊是对付像财务部、人事部这样的敏感部门,其网络上的信息不想让太多人可以随便进出,于是公司采取了VLAN的方法来办理以上问题。
通过VLAN的划分,可以把公司紧张网络划分为:生产部、财务部、人事部和信息中央四个紧张部分,对应的VLAN组为为:Prod、Fina、Huma、Info
五、VALN的配置过程:
VLAN的配置过程实在非常大略,只需两步:
(1)为各VLAN组命名;
(2)把相应的VLAN对应到相应的交流机端口。
下面是详细的配置过程:
第1步:
设置好超级终端,连接上1900交流机,通过超级终端配置交流机的VLAN,连接成功后涌现如下所示的主配置界面(交流机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】超级终端是利用Windows系统自带的\公众超级终端\"大众(Hypertrm)程序进行的,详细拜会有关资料。
第2步:
单击\"大众K\公众按键,选择主界面菜单中\公众[K] Command Line\"大众选项,进入如下命令行配置界面:
CLI session with the switch is open.
To end the CLI session,enter [Exit ].
>
此时我们进入了交流机的普通用户模式,就象路由器一样,这种模式只能查看现在的配置,不能变动配置,并且能够利用的命令很有限。以是我们必须进入\公众特权模式\"大众。
第3步:
在上一步\公众>\公众提示符下输入进入特权模式命令\"大众enable\"大众,进入特权模式,命令格式为\"大众>enable\公众,此时就进入了交流机配置的特权模式提示符:
#config t
Enter configuration commands,one perline.End with CNTL/Z
(config)#
第4步:
为了安全和方便起见,我们分别给这3个Catalyst 1900交流机起个名字,并且设置特权模式的上岸密码。下面仅以Switch1为例进行先容。配置代码如下:
(config)#hostname Switch1
Switch1(config)# enable password level 15XXXXXX
Switch1(config)#
特权模式密码必须是4~8位字符这,要把稳,这里所输入的密码因此明文形式直接显示的,要把稳保密。交流机用 level 级别的大小来决定密码的权限。Level 1 是进入命令行界面的密码,也便是说,设置了 level 1 的密码后,你下次连上交流机,并输入 K 后,就会让你输入密码,这个密码便是 level 1 设置的密码。而 level 15 是你输入了\"大众enable\"大众命令后让你输入的特权模式密码。
第5步:
设置VLAN名称。因四个VLAN分属于不同的交流机,VLAN命名的命令为\"大众vlanvlan号 name vlan名称,在Switch1、Switch2、Switch3、交流机上配置2、3、4、5号VLAN的代码为:
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规则进行的。
第6步:
上一步我们对各交流机配置了VLAN组,现在要把这些VLAN对应于表1所规定的交流机端口号。对应端口号的命令是\公众vlan-membership static/ dynamic VLAN号 \"大众。在这个命令中\"大众static\"大众(静态)和\公众dynamic\"大众(动态)分配办法两者必须选择一个,不过常日都是选择\公众static\公众(静态)办法。
VLAN端口号运用配置如下:
(1). 名为\"大众Switch1\公众的交流机的VLAN端口号配置如下:
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】\"大众int\"大众是\"大众nterface\公众命令缩写,是接口的意思。\"大众e0/3\"大众是\"大众ethernet 0/2\公众的缩写,代表交流机的0号模块2号端口。
(2). 名为\"大众Switch2\公众的交流机的VLAN端口号配置如下:
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)#
(3). 名为\"大众Switch3\"大众的交流机的VLAN端口号配置如下(它包括两个VLAN组的配置),先看VLAN 4(Huma)的配置代码:
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)的配置代码:
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,我们已经按表1哀求把VLAN都定义到了相应交流机的端口上了。为了验证我们的配置,可以在特权模式利用\"大众show vlan\"大众命令显示出刚才所做的配置,检讨一下是否精确。