干貨！VLAN基礎(chǔ)知識總結(jié)
什么是VLAN？
VLAN（Virtual LAN），翻譯成中文是“虛擬局域網(wǎng)”。LAN可以是由少數(shù)幾臺家用計算機構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，也可以是數(shù)以百計的計算機構(gòu)成的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。VLAN所指的LAN特指使用路由器分割的網(wǎng)絡(luò)——也就是廣播域。在此讓我們先復(fù)習(xí)一下廣播域的概念。廣播域，指的是廣播幀（目標(biāo)MAC地址全部為1）所能傳遞到的范圍，亦即能夠直接通信的范圍。嚴(yán)格地說，并不僅僅是廣播幀，多播幀（Multicast Frame）和目標(biāo)不明的單播幀（Unknown Unicast Frame）也能在同一個廣播域中暢行無阻。
為什么要用到VLAN？
IEEE于1999年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案。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。
由于它是從邏輯上劃分，而不是從物理上劃分，所以同一個VLAN內(nèi)的各個工作站沒有限制在同一個物理范圍中，即這些工作站可以在不同物理LAN網(wǎng)段（建議一個Vlan對應(yīng)一個IP子網(wǎng)。不同VLAN用同一個IP子網(wǎng)或一個VLAN對應(yīng)多個IP子網(wǎng)都是錯的）。由VLAN的特點可知，一個VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量都不會轉(zhuǎn)發(fā)到其他VLAN中，從而有助于控制流量、減少設(shè)備投資、簡化網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。
VLAN優(yōu)點？
1、增加靈活性和可擴展性
通過將交換機端口或用戶分配到交換機上的VLAN組中，或則分配到相連的交換機組中，就可以只添加你想要其進入此廣播域的用戶，而不用去理會他們的物理位置如何。
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、增加安全性
處于同一交換機上不同VLAN用戶間默認(rèn)情況下無法進行通信。它可以配置為一旦有任何對網(wǎng)絡(luò)資源的非授權(quán)訪問，可以立即通知網(wǎng)絡(luò)管理站。
VLAN的劃分方法
1、基于端口劃分的VLAN
這是最常應(yīng)用的一種VLAN劃分方法，應(yīng)用也最為廣泛、最有效，目前絕大多數(shù)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(jù)以太網(wǎng)交換機的交換端口來劃分的，它是將VLAN交換機上的物理端口和VLAN交換機內(nèi)部的PVC（***虛電路）端口分成若干個組，每個組構(gòu)成一個虛擬網(wǎng)，相當(dāng)于一個獨立的VLAN交換機。
2、基于MAC地址劃分VLAN
這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機的MAC地址來劃分，即對每個MAC地址的主機都配置他屬于哪個組，它實現(xiàn)的機制就是每一塊網(wǎng)卡都對應(yīng)***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)用戶從一個物理位置移動到另一個物理位置時，自動保留其所屬VLAN的成員身份。
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)議來組成的 VLAN，可使廣播域跨越多個VLAN交換機這對于希望針對具體應(yīng)用和服務(wù)來組織用戶的網(wǎng)絡(luò)管理員來說是非常具有吸引力的而且，用戶可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部自由移動，但其VLAN成員身份仍然保留不變。
4、根據(jù)IP組播劃分VLAN
IP 組播實際上也是一種VLAN的定義，即認(rèn)為一個IP組播組就是一個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，而且也很容易通過路由器進行擴展，主要適合于不在同一地理范圍的局域網(wǎng)用戶組成一個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能實現(xiàn)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(jù)自己的管理模式和本單位的需求來決定選擇哪種類型的VLAN 。
6、按用戶定義、非用戶授權(quán)劃分VLAN
基于用戶定義、非用戶授權(quán)來劃分VLAN，是指為了適應(yīng)特別的VLAN網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)用戶的特別要求來定義和設(shè)計VLAN，而且可以讓非VLAN群體用戶訪問VLAN，但是需要提供用戶密碼，在得到VLAN管理的認(rèn)證后才可以加入一個VLAN。
VLAN的使用方式
1、Local VLAN
一個VLAN集中在一個機架中，便于故障分析定位，便于管理流量。推薦使用。
①數(shù)據(jù)流可預(yù)測
②冗余路徑
③高可用性
④有限的故障域
⑤可擴展性
2、End-to-End VLAN
設(shè)備在物理上分布靈活、流量不合理、故障難定位。不推薦使用。
VLAN成員關(guān)系
1、靜態(tài)VLAN
VLAN通常是由管理員創(chuàng)建的，并由管理員將交換機端口分配到每個VLAN中，這種類型的VLAN稱為靜態(tài)VLAN。
- Switch(config)#vlan ?
- #在全局模式下創(chuàng)建、刪除、修改VALN。
- <1-1005>
- ISL VLAN IDs 1-1005
#說明這臺交換機只能支持基礎(chǔ)的VLAN創(chuàng)建。擴展的VLAN范圍包括0～4096。其中0，4095，1006～1024為系統(tǒng)保留，無法查看使用它們；1為管理VLAN（本機VLAN），可以查看使用但不能刪除；1002～1005用于FDDI 和令牌環(huán)的Cisco 默認(rèn)VLAN，用戶不能刪除。另外需要注意的是在VTP版本2中只能支持基礎(chǔ)VLAN的同步。
- Switch(config)#vlan 2
- Switch(config-vlan)#name Sales
- #為這個VLAN命名，便于記憶。（可選配置）
- Switch(config-vlan)#interface fa0/1
- #進入接口模式。
- Switch(config-if)#switchport mode access
- #將端口定義為接入端口（接入層端口）。
- Switch(config-if)#switchport access vlan 2
- #將此端口靜態(tài)的劃分到某個VLAN中。
2、動態(tài)VLAN
動態(tài)VLAN可以自動決定一個結(jié)點的VLAN分配。通過使用智能化的管理軟件，就可以基于硬件地址、協(xié)議甚至應(yīng)用程序來創(chuàng)建動態(tài)的VLAN。這里可以使用VLAN管理策略服務(wù)器（VLAN Management Policy Server，VMPS）的服務(wù)來建立MAC地址的數(shù)據(jù)庫，這個數(shù)據(jù)庫可以用于VLAN的動態(tài)尋址。VMPS數(shù)據(jù)庫能夠自動將MAC地址映射到VLAN。
3、檢查
- switch#show vlan
- #查看VLAN 信息
- switch#show interface vlan [vlan_id]
- #查看具體某個VLAN 的詳細(xì)信息
- switch#show vlan brief
- #查看交換機上已經(jīng)創(chuàng)建的VLAN和交換機端口的從屬關(guān)系。
- switch#show spanning-tree vlan ID
- #查看某個VLAN的生成樹。
注：默認(rèn)情況下，交換機的vlan 文件不是保存在config.text 中，因此在清除啟動配置后，還可以看見vlan 信息，Cisco 交換機是將VLAN 信息保存在Flash:vlan.dat 中，只有將該文件刪除，vlan 信息才能徹底刪掉。命令如下：
- switch#show flash
- #使用show 命令查看是否有vlan.dat 文件
- switch#delete flash:vlan.dat
- #使用delete 命令刪除vlan.dat 文件
廣播域的分割與VLAN的必要性
分割廣播域時，一般都必須使用到路由器。使用路由器后，可以以路由器上的網(wǎng)絡(luò)接口（LAN Interface）為單位分割廣播域。
但是，通常情況下路由器上不會有太多的網(wǎng)絡(luò)接口，其數(shù)目多在1～4個左右。隨著寬帶連接的普及，寬帶路由器（或者叫IP共享器）變得較為常見，但是需要注意的是，它們上面雖然帶著多個（一般為4個左右）連接LAN一側(cè)的網(wǎng)絡(luò)接口，但那實際上是路由器內(nèi)置的交換機，并不能分割廣播域。
況且使用路由器分割廣播域的話，所能分割的個數(shù)完全取決于路由器的網(wǎng)絡(luò)接口個數(shù)，使得用戶無法自由地根據(jù)實際需要分割廣播域。
與路由器相比，二層交換機一般帶有多個網(wǎng)絡(luò)接口。因此如果能使用它分割廣播域，那么無疑運用上的靈活性會大大提高。
用于在二層交換機上分割廣播域的技術(shù)，就是VLAN。通過利用VLAN，我們可以自由設(shè)計廣播域的構(gòu)成，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的自由度。
