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给我两分钟,VLAN 入门很轻松

报价宝 来源:baojiabao.com 发布时间:2023-01-05 22:17:22 11月06日更新
报价宝综合消息给我两分钟,VLAN 入门很轻松

VLAN 为啥会存在?

VLAN 是啥?

VLAN 咋用?

这些要想整明白,咱得先弄懂"广播域"

聪明的你一定明白什么是广播域啦~

那广播域和 VLAN 之间到底有着什么关系呢?

01、为什么要用 VLAN?

根据上文的对话,我们知道广播域内所有的用户都会监听到广播包。

假设一个公司里边有很多部门:技术部,研发部,市场部等。

但是各个部门中的计算机都是部门内打交道较多,跨部门打交道较少。那么就需要对不同部门进行隔离,也就是将广播域变小。

我们用三台交换机代表三个部门,形成连接少量计算机构成的网络。

假设这时,A 需要与 B 通信。

如果没有对不同部门进行隔离会怎么样呢?

1.A 必须先广播"ARP 请求信息",来尝试获取 B 的 MAC 地址。在基于以太网的通信中,必须在数据帧中指定目标 MAC 地址才能正常通信。

2.技术部交换机收到 A 的"ARP 请求信息"后,会将"ARP 请求信息"转发给除 A 外的其他所有与其相连的设备(B 和研发部交换机)。

3.研发部交换机收到广播后向 C、D 和市场部交换机发广播。

4.市场部交换机收到广播后向 E 和 F 发广播,最终"ARP 请求信息"会被转发至网络中的所有计算机上。

除 B 外的计算机,收到信息之后会直接丢弃。

只有 B 进行回应,将自己的 MAC 地址信息发送给技术部交换机,再由技术部交换机发送给 A。

注意:

这里原本是为了获得计算机 B 的 MAC 地址。只要计算机 B 能收到就万事大吉了。

实际上却是数据帧传遍整个网络,所有计算机都收到了 ARP 请求信息…

如此一来,造成如以下不好的后果:

1.网络整体带宽被占用。

2.潜在的信息安全风险。

3.占用 CPU 资源。

因此,VLAN 应运而生!

02、什么是 VLAN?

VLAN(Virtual Local Area Network,虚拟局域网)是在 LAN(Local Area Network,局域网)的基础上发展而来。

LAN:是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组,实现数据传输和资源共享的计算机网络。通过地理位置划分,一般是方圆几千米以内。

VLAN:是指局域网从逻辑上划分成一个个更小的局域网,VLAN 之间在数据链路层上是隔离的,从而实现虚拟工作组的数据交换技术。

因此,在上面的例子中,我们需要将计算机 A 和计算机 B 划分到同一个 VLAN 中。

如下图所示,计算机 A 和计算机 B 都划分到 VLAN1 中,和其他计算机隔离开,那么计算机 A 发送广播也就只有计算机 B 能接收到啦~

除此以外,跨交换机划分 VLAN 也是一样。

假设技术部交换机和研发部交换机在两个办公楼,可以从逻辑上划分 VLAN,使得位于两个楼里的同一部门的人也能组成相同 VLAN。

好的,接下来看看,VLAN 是如何实现的呢?

03、VLAN 如何实现?

【基于端口划分 VLAN】

基于端口划分即根据以太网交换机的端口来划分 VLAN。

端口与 VLAN 对应关系如下:

gei-1/1/0/1VLAN 10
gei-1/1/0/3
gei-1/1/0/2VLAN 20
gei-1/1/0/4

如此一来,同一个 VLAN 连接的计算机彼此能够互相通信。

举个栗子:

计算机 192.168.0.1 和计算机 192.168.0.3 能彼此通信。

计算机 192.168.0.1 和计算机 192.168.0.2 间不能通信。

这就是基于端口划分 VLAN,也是我们最常用的 VLAN 实现方法。

基于端口划分 VLAN 的方法特点如下:

优点定义 VLAN 操作非常简单,指定端口就可以了。
缺点如果 VLAN 10 的用户离开了原来的端口,到了一个新的交换机的某个端口,就需要重新定义。

【基于 MAC 地址划分 VLAN】

交换机根据报文的 MAC 地址决定报文应该在哪个 VLAN 中进行转发,因此交换机需要知道 MAC 和 VLAN 的映射关系。

MAC 地址与 VLAN 对应关系如下:

00-00-00-00-00-00-01VLAN 10
00-00-00-00-00-00-03
00-00-00-00-00-00-02VLAN 20
00-00-00-00-00-00-04

基于 MAC 地址划分 VLAN 配置起来较麻烦,需要记录所有计算机 MAC 地址。但是这种划分方法在用户端口变化时,VLAN 划分不变。

基于 MAC 地址划分 VLAN 的方法特点如下:

优点当计算机连接的交换机发生变化时,不需要重新配置。
缺点
  • 所有计算机都必须划分 VLAN,如果计算机数多,工作量将会特别大。

  • 无法限制广播域而导致交换机执行效率降低。

  • 笔记本电脑的用户,当更换网卡时,需要重新配置。

【基于网络层划分 VLAN】

基于网络层划分 VLAN 即根据每个计算机的网络层地址或者协议地址(如果支持多协议)划分 VLAN。

网络协议与 VLAN 对应关系如下:

192.168.0.1ICMP 协议
VLAN 10
192.168.0.3
192.168.0.2IP 协议
VLAN 20
192.168.0.4

ICMP 协议:Internet Control Message Protocol,Internet 控制报文协议。

基于网络层划分 VLAN 的方法特点如下:

优点物理位置改变不需要重新配置 VLAN,是根据协议类型来划分 VLAN。
缺点效率低,需要消耗时间检查每个网络层地址。

【基于子网地址划分 VLAN】

基于子网地址划分 VLAN 即一个网段就是一个 VLAN。

图中交换机下有的计算机属于 1.0 网段,有的计算机属于 2.0 网段,那么通过配置可以把不同网段的用户划分到不同 VLAN。

子网地址与 VLAN 对应关系如下:

192.168.1.1VLAN 10
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.2.1VLAN 20
192.168.2.2
192.168.2.3

基于子网地址划分 VLAN 的方法特点如下:

优点有更大灵活性,容易通过路由器进行扩展。
缺点不适合局域网,效率不高。

04、总结

讲了这么多,最后我们来总结一下 VLAN 的优点:

一个 VLAN 就是一个逻辑的广播域,通过对 VLAN 的创建及划分,隔离了广播域,可以控制广播风暴的产生。

通过端口和 MAC 地址等 VLAN 划分原则,可以控制用户访问权限和逻辑网段大小,将不同用户群划分到不同 VLAN 中,从而提高交换式网络的整体性能和安全性。

采用 VLAN 技术,可以根据不同需求将不同地理位置的网络用户划分为一个逻辑网段。大大减轻了网络管理和维护工作的负担,降低网络维护费用。

本文来自微信公众号:中兴文档 (ID:ztedoc)

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