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VLAN详解

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VLAN详解

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VLAN(Virtual Local Area Network)的中文名为"虚拟局域网"。

IEEE于1999年颁布了用于标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案

VLAN技术的出现,使得管理员根据实际应用需求,把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域,每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站,与物理上形成的LAN有着相同的属性。

由于它是从逻辑上划分,而不是从物理上划分,所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中,即这些工作站可以在不同物理LAN网段

由VLAN的特点可知,一个VLAN内部的广播单播流量都不会转发到其他VLAN中,从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。



VLAN综述

一个VLAN = 一个广播域 = 逻辑网段(子网)所以在同一个vlan内部计算机可以直接进行二层通信,而不同的vlan则需要三层路由通信。(本身也可以通过对VLANTAG的相互允许实现通信,这种配置起来较麻烦)



VLAN 的接口类型

1. 对于华为设备来说vlan接口类型有三种:Acess,Trunk,Hybrid,一般终端接口用Acess类型,设备互联用Trunk类型。

  • Access接口

    交换机上常用来连接用户PC、服务器等终端设备的接口。Access接口所连接的这些设备的网卡往往只收发无标记帧。Access接口只能加入一个VLAN。
  • Trunk接口

    Trunk接口允许多个VLAN的数据帧通过,这些数据帧通过802.1Q Tag实现区分。Trunk接口常用于交换机之间的互联,也用于连接路由器、防火墙等设备的子接口。
  • Hybrid接口

    Hybrid接口与Trunk接口类似,也允许多个VLAN的数据帧通过,这些数据帧通过802.1Q Tag实现区分。用户可以灵活指定Hybrid接口在发送某个(或某些)VLAN的数据帧时是否携带Tag。

2. 如下图,要同时实现vlan10里的PC1要和PC3通信,vlan20里的PC2和PC4通信,交换机A和B之间的互联接口就需要配置Trunk类型。

Trunk类型的接口可以允许不同VLAN标签的数据帧通过,这就是常说的VLAN 干道。

关于三种接口类型对于数据帧的收发详细请看下表:




VLAN 的划分

Vlan的划分有基于接口和基于MAC地址,常用的是基于接口划分。

1. 基于接口的划分原则

将VLAN ID配置到交换机的物理接口上,从某一个物理接口进入交换机的、由终端计算机发送的Untagged数据帧都被划分到该接口的VLAN ID所表明的那个VLAN。

特点:
  • 这种划分原则简单而直观,实现容易,是目前实际的网络应用中最为广泛的划分VLAN的方式。

  • 当计算机接入交换机的端口发生了变化时,该计算机发送的帧的VLAN归属可能会发生变化。

  • 每个交换机的接口都应该配置一个PVID,到达这个端口的Untagged帧将一律被交换机划分到PVID所指代的VLAN。

  • 默认情况下,PVID的值为1。

2. 基于MAC地址的划分原则

交换机内部建立并维护了一个MAC地址与VLAN ID的对应表。当交换机接收到计算机发送的Untagged帧时,交换机将分析帧中的源MAC地址,然后查询MAC地址与VLAN ID的对应表,并根据对应关系把这个帧划分到相应的VLAN中。

特点:
  • 这种划分实现稍微复杂,但灵活性得到了提高。

  • 当计算机接入交换机的端口发生了变化时,该计算机发送的帧的VLAN归属不会发生变化(因为计算机的MAC地址没有变)。

  • 但这种类型的VLAN划分安全性不是很高,因为恶意计算机很容易伪造MAC地址。



一张图看懂VLAN数据帧转发流程


END




本文作者:朱福生(上海新炬王翦团队)

本文来源:“IT那活儿”公众号

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