一.为什么需要VLAN 🌍🌍🌍

🏆 1.1什么是VLAN?

VLAN(Virtual LAN),翻译成中文是“虚拟局域网”。LAN可以是由少数几台家用计算机构成的网络,也可以是数以百计的计算机构成的企业网络。VLAN所指的LAN特指使用路由器分割的网络——也就是广播域。
在此让我们先复习一下广播域的概念。广播域,指的是广播帧(目标MAC地址全部为1)所能传递到的范围,亦即能够直接通信的范围。严格地说,并不仅仅是广播帧,多播帧(Multicast Frame)和目标不明的单播帧(Unknown Unicast Frame)也能在同一个广播域中畅行无阻。
本来,二层交换机只能构建单一的广播域,不过使用VLAN功能后,它能够将网络分割成多个广播域。

🏆 1.2未分割广播域时会发生什么?

那么,为什么需要分割广播域呢?那是因为,如果仅有一个广播域,有可能会影响到网络整体的传输性能。具体原因,请看图。

图中,是一个由5台二层交换机(交换机1~5)连接了大量客户机构成的网络。假设这时,计算机A需要与计算机B通信。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,因此计算机A必须先广播“ARP请求(ARP Request)信息”,来尝试获取计算机B的MAC地址。
交换机1收到广播帧(ARP请求)后,会将它转发给除接收端口外的其他所有端口,也就是Flooding了。接着,交换机2收到广播帧后也会Flooding。交换机3、4、5也还会Flooding。最终ARP请求会被转发到同一网络中的所有客户机上。

请大家注意一下,这个ARP请求原本是为了获得计算机B的MAC地址而发出的。也就是说:只要计算机B能收到就万事大吉了。可是事实上,数据帧却传遍整个网络,导致所有的计算机都收到了它。如此一来,一方面广播信息消耗了网络整体的带宽,另一方面,收到广播信息的计算机还要消耗一部分CPU时间来对它进行处理。造成了网络带宽和CPU运算能力的大量无谓消耗。

🏆 1.3广播域的分割与VLAN的必要性。

用于在二层交换机上分割广播域的技术,就是VLAN。通过利用VLAN,我们可以自由设计广播域的构成,提高网络设计的自由度。

二.实现VLAN的机制 ✅✅✅

🏆 2.1 实现VLAN的机制

在理解了“为什么需要VLAN”之后,接下来让我们来了解一下交换机是如何使用VLAN分割广播域的。
首先,在一台未设置任何VLAN的二层交换机上,任何广播帧都会被转发给除接收端口外的所有其他端口(Flooding)。例如,计算机A发送广播信息后,会被转发给端口2、3、4。

这时,如果在交换机上生成红、蓝两个VLAN;同时设置端口1、2属于红色VLAN、端口3、4属于蓝色VLAN。再从A发出广播帧的话,交换机就只会把它转发给同属于一个VLAN的其他端口——也就是同属于红色VLAN的端口2,不会再转发给属于蓝色VLAN的端口。

同样,C发送广播信息时,只会被转发给其他属于蓝色VLAN的端口,不会被转发给属于红色VLAN的端口。

就这样,VLAN通过限制广播帧转发的范围分割了广播域。上图中为了便于说明,以红、蓝两色识别不同的VLAN,在实际使用中则是用“VLAN ID”来区分的。

🏆 2.2直观地描述VLAN

如果要更为直观地描述VLAN的话,我们可以把它理解为将一台交换机在逻辑上分割成了数台交换机。在一台交换机上生成红、蓝两个VLAN,也可以看作是将一台交换机换做一红一蓝两台虚拟的交换机。

在红、蓝两个VLAN之外生成新的VLAN时,可以想象成又添加了新的交换机。
但是,VLAN生成的逻辑上的交换机是互不相通的。因此,在交换机上设置VLAN后,如果未做其他处理,VLAN间是无法通信的。

🏆 2.3 需要VLAN间通信时怎么办?

那么,当我们需要在不同的VLAN间通信时又该如何是好呢?
请大家再次回忆一下:VLAN是广播域。而通常两个广播域之间由路由器连接,广播域之间来往的数据包都是由路由器中继的。因此,VLAN间的通信也需要路由器提供中继服务,这被称作“VLAN间路由”。
VLAN间路由,可以使用普通的路由器,也可以使用三层交换机。其中的具体内容,等有机会再细说吧。在这里希望大家先记住不同VLAN间互相通信时需要用到路由功能。

三.实战操作 🎯🎯🎯

🏆 3.1 创建VLAN

1
2
3
4
Switch(config) # vlan 编号
/创建一个vlan
Switch(config-vlan) # name 名称
/给vlan去一个名称

说明:
(1)VLAN 编号是对每个VLAN的整数标识,取值范围一般为:1 ~ 4094。交换机首次启动,其所有物理接口都属于默认一定义的VLAN1。
(2)Name 命令是给VLAN去一个名称,若没取名称,则交换机会自动命名为 vlan xxxx,其中xxxx是以0开口的4为vlan编号。

🏆 3.2 向VLAN中添加网络接口

1
2
3
4
5
6
Switch(config)# interface 端口号
/选择单个物理端口
Switch(config)# interface range 端口号范围段
/选择多个范围段的物理端口
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 编号
/把选择的单个或多个范围段的物理端口分配给已创建的vlan

🏆 3.3 删除VLAN

1
2
Switch(config)# no vlan 编号
/删除指定编号的vlan

说明:
VLAN1默认存在且不能被删除。

🏆 3.4 查看VLAN

1
2
Switch# show vlan
/查看创建的vlan名称、状态及各vlan分配的端口。

🏆 3.5 步骤

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Switch(config)# vlan 2
/创建vlan 2
Switch(config-vlan)# name caiwu
/给vlan2取名为“caiwu”
Switch(config)# interface range fa 0/11,0/12
/选择要分配的端口
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 2
/把选择的端口分配到创建的vlan2 中
Switch# show vlan
/查看交换机创建的vlan及其分配的端口

 评论


载入天数...载入时分秒...