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    • 01、为什么要用VLAN?
    • 02、什么是VLAN?
    • 03、VLAN如何实现?
    • 04、总结
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给我两分钟,VLAN入门很轻松!

2022/12/25
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阅读需 9 分钟
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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?

A必须先广播“ARP请求信息”,来尝试获取BMAC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。

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研发部交换机)。

研发部交换机收到广播后向CD市场部交换机发广播。

市场部交换机收到广播后向EF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。

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:

网络整体带宽被占用。

潜在的信息安全风险。

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-1/1/0/1 VLAN 10
gei-1/1/0/3
gei-1/1/0/2 VLAN 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:

00-00-00-00-00-00-01 VLAN 10
00-00-00-00-00-00-03
00-00-00-00-00-00-02 VLAN 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:

192.168.0.1 ICMP协议 VLAN 10
192.168.0.3
192.168.0.2 IP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:

192.168.1.1 VLAN 10
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.2.1 VLAN 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:

控制广播风暴

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。

提高网络整体安全性

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。

网络管理简单、直观

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。

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