4-5 虚拟局域网VLAN(高频考点)

虚拟局域网VLAN简介

• 虚拟局域网(Virtual Local Area Netwok，VLAN)
• 根据管理功能、组织机构或应用类型对交换局域网进行分段而形成的逻辑网络
• 虚拟局域网工作站可以不属于同一物理网段，任何交换端口都可以分配给某个VLAN,属于同一VLAN的所有端口构成一个广播域。
• 不同VLAN通信必须经过三层设备（路由器、三层交换机、防火墙等)

冲突域和广播域

• 冲突域和广播域，一个中继器和集线器是一个冲突域(同时只能有1个用户使用链路)
• 一个VLAN为一个广播域，交换机的一个接口为一个冲突域(记住)

VLAN的划分方式

VLAN划分方式：

• 基于端口
• 基于MAC：在寝室、图书馆、教室接入网络获得同样的网络服务
• 基于策略
• 基于协议

VLAN作用

(1) 控制网络流量：一个VLAN内部的通信（包括广播通信)不会转发到其他VLAN中去，从而有助于控制广播风暴，减小冲突域，提高网络带宽的利用率。

(2)提高网络的安全性：可以通过配置VLAN之间的路由来提供广播过滤、安全和流星控制等功能。不同VLAN之间的通信受到限制，提高了企业网络的安全性。

(3)灵活的网络管理：VLAN机制使得工作组可以突破地理位置的限制而根据管理功能来划分。如果根据MAC地址划分VLAN，用户可以在任何地方接入交换网络，实现移动办公。

交换机VLAN划分

• 静态划分VLAN：基于交换机端口(日常使用最多，比如将交换机的一些端口划分为一个VLAN)
• 动态划分VLAN：
  • 基于MAC地址：(提前录制好MAC地址，将张三、李四的MAC地址分别划分在不同VLAN)、
  • 基于策略：(校园网常用如学生在一个VLAN，老师在一个VLAN)
  • 基于网络层协议
  • 基于网络层地址：基于IP地址进行VLAN划分

交换机的端口类型

• Access接口：只能传送单个VLAN数据，一般用于连接PC/摄像头等终端

• Trunk接口：能传送多个VLAN数据，一般用于交换机之间互联

• Hybrid接口：混合接口，包含Access和Trunk属性

• QinQ：双层标签，一般用于运营商城域网

注意：添加和删除VLAN标记VID的过程是由交换机中的专用硬件自动实现的，处理速度很快，不会引入太大的延迟。(如一个PC的流量进到交换机口要为该数据打上VLAN标签)

802.1Q VLAN标签的标准(重点，经常考)

若交换机的一个接口被划入VLAN 10，那么该接口流量进入交换机时，接口为数据打上一个Tag标签，这个Tag称之为802.1Q，该标签有4个字节长度，具体内容如下图所示：

• 16位TPID：协议标识符
• 3位Priority：优先级
• 1位CFI：
• 12位VID：VLAN标识符，$2^{12} = 4096$，则VLAN标识符最多4096个，但是实际用户可用的只有4094个，VLAN 0和VLAN 4095是保留的，用户无法自行使用

例题

解析：

• 第一题：

  • A、B的说法都是正确的

  • D：终端用户只需要配置IP地址，无需关心VLAN

• 第二题：

  • B：VLAN可以跨越交换机，2台交换机的各个接口可以配置在相同的VLAN之下
  • D：VLAN隔离广播域