图文并茂VLAN详解

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深入浅出图解VLAN,本文对于VLAN 初学者,使用者都有很大帮助,通读本文会觉得豁然开朗
■DHcP:用于自动设定P地址的协议 ■ NetBEui: Windows下使用的网络协议。 ■|PX:Nove| Netware使用的网络协议。 ■ Apple Talk:苹果公司的 Macintosh计算机使用的网络协议。 如果整个网络只有一个广播域,那么一旦发出广播信息,就会传遍整个网络,并且对刘络中的主 机带来额外的负担。因此,在设讥LAN时,需要注意如何才能有效地分割广播域。 1.4、广播域的分割与LAN的必要性 分割广播域时,一般都必须使用到路由器。使用路由器后,可以以路由器上的网络接口( LAN Int erface)为单位分割广播域。 但是,通常情况下路由器上不会有太多的网络接口,其数目多在1~4个左右。随着宽带连接的普 及,宽带路由器(或者叫P共享器)变得较为常见,但是需要注意的是,它们上面虽然带着多个 (一般为4个左右)连接LAN侧的网络接口,但那实际上是硌由器內置的交换机,并不能分割 广择域。 况目使用路由器分割广搔域的话,所能分割的个数完全取决于路由器的网络接口个数,使得用户 无法自由地根据实际需要分割广播域。 与路由器相比,二层交换机一般带有多个网络接口。因此如果能使用它分割广播域,那么无疑运 用上的灵活性会大大提高。 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ⅥLAN的机制 2.1、实现ⅥAN的机制 在理解了“为什么需要ⅥAN"之后,接下来让我们来了解一下交换机是如何使用MLAN分割广播域 的 首先,在一台末设置任何νLAN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 在线 其他端口( Flooding)。例如,计算机A发送广搔信息后,会被转发给端口2、3、4 客服 父换机 帧后,转发到除 接收外的其 广摘帧 他所有端匚 D色51容 这时,如果在交换机上生成红、蓝两个ⅥLAN;同时设置端口1、2属于红色ⅥAN、端口3、4属于 蓝色ⅥLAN。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ⅥAN的其他端口 也就是同属于红色ⅥAN的端口2,不会再转发给属于蓝色ⅥLAN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ⅥAN的端口,不会被转发给属于红色VLA N的端口。 交换机 文换机峡到广描 后,只转发到 陽于同ⅵAN 广僵帧 钓其他口 广播帧 广播域B D 广捅域 色5cT博客 就这样,ⅥLAN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ⅥAN 如果要更为直观地描述ⅥAN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ⅥLAN,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 在线 客服 交换机 D色别1c客 在红、蓝两个ⅥAN之外生成新的VLAN时,可以想象成又添加了新的交换机。 但是,ⅥLAN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ⅥAN后,如果未做其 他处理,VLAN间是无法通信的。 明明接在同一台交換机上,但却偏偏无法通信—这个事实也许让人难以接受。但它既是ⅥAN 方便易用的特征,又是使ⅥAN令人难以理解的原因。 23、需要ⅥAN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:ⅥAN是广播域。而通常两个广播域之间由路由器连接,广擢域之间来往 的数据包都是由硌由器中继的。因此,ⅥLAN间的通信也需要路由器提供中继服务,这被称作νL AN间问路由”。 ⅥLAN问路由,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ⅥAN间互相通信时需要用到路由功能。 三、VLAN的访问链接 在线 客服 3.1、交换机的端口 交换机的端口,可以分为以下两种 ■访问链接( Access Link) ■汇聚链接( Trunk link) 接下来就让我们来依次学习这两种不同端口的特征。这一讲,首先学习访问链接"。 32、访问链接 访问链接,指的是“只属于一个VLAN,且仅向该ⅥLAN转发数据帧的端口。在大多数情况下,访 可链接所连的是客户机 通常设置vLAN的顺序是 ·生成VLAN 设定访问链接〔决定各端口属于哪一个VLAN) 设定访问链接的手法,可以是事先固定的、也可以是根据所连的计算机而动态改变设定。前者被 称为静态VLAN"、后者自然就是“动态VLAN"了。 321、静态VLAN 静态ⅥLAN又被称为基于端口的LAN( Port based vlan)。顾名思义,就是明确指定各端口属 于哪个ⅥLAN的设定方法。 VLAN1 将交焕机的每个端 一静态指派给 端口VAN VLAN VLAN 3 交换机 2 D色列1CT博宮 由于需要一个个端口地指定,因此当网络中的计算机数目超过一定数字(比如数百台)后,设定 操作就会变得烦杂无比。并且,客户机每次变更所连端口,都必须同时更改该端口所属VLAN的 设定——这显然静态ⅥAN不适合那些需要频繁改变拓补结构的网络 322、动态LAN 另一方面,动态ⅥLAN则是根据每个端口所连的计算机,随时改变端口所属的AN。这就可以避 免上述的更改设定之类的操作。动态ⅥAN可以大致分为3类 在线 客服 基于MAC地址的LAN( MAC Based vlan) 基于子网的VLAN( Subnet based vlan) ·基于用户的LAN( User Based VLAN) 其间的差异,主要在于根据○S参照模型哪一层的信息决定端口所属的ⅥAN。 ①、基于MAC地址的VLAN,就是通过查询并记录端口所连计算机上网卡的MAC地址来决定端口 的所属。假定有一个MAC地址A"被交换机设定为属于VLAN“10”,那么不论MAC地址为A"的这 台计算机连在交换机哪个端口,该端口都会被划分到ⅥAN10中去。计算机连在端口1时,端口1 属于ⅥLAN10;而计算机连在端口2时,则是端口2属于VLAN10。 VLAN 鼓计雄机改变了所连接的 端口,交换机仍会支出它的 VLAN> MAC地址,并正确指定端 口所属的ⅤAN MAC:A MAC.B MAC, C MA D MAC:C MAC: B MLC: A MC. D ②51CTO客 ②、基于子网的ⅥLAN,则是通过所连计算机的P地址,来决定端口所属VLAN的。不像基于MAC 地址的LAN,即使计算机因为交换了网卡或是其他原因导致MAC地址改变,只要它的P地址不 变,就仍可以加入原先设定的VLAN 因此,与基于MAC地址的AN相比,能够更为简便地改变网络结构。地址是OS渗照模型中 第三层的信息,所以我们可以理解为基于子网的LAN是一种在Os的第三层设定访问链接的方 法 ③、基于用户的vLAN,则是根据交换机各端口所连的计算机上当前登录的用户,来决定该端口 属于哪个VAN。这里的用户识别信息,一般是计算机操作系统登录的用户,比如可以是 Window 域中使用的用户名。这些用户名信息,属于OS第四层以上的信息 总的来说,决定端口所属ⅥLAN时利用的信息在OS中的层面越高,就越适于构建灵活多变的网 络 323、访问链接的总结 综上所述,设定访问链接的手法有静态VLAN和动态VLAN两种,其中动态ⅥLAN又可以继续细分 成几个小类。 在线 客服 其中基于子网的ⅥAN和基于用户的LAN有可能是网络设备厂商使用独有的协议实现的,不同厂 商的设眢之间互联有可能岀现兼容性问题;因此在选择交换机时,一定要注意事先确认。 下表总结了静态ⅥAN和动态VLAN的相关信息 种类 解说 静态VLAN(基于端凵的VAN 将交换机的冬端凵固定指派给VLAN 基于MAC地址的VAN 根据各端口所连计算机的MC地址设定 动态VLAN 基于子网的VLAN 根据各端口所连计算机的IP地址设定 基于用户的VLA 根据端口所连计算机上登录用户设定 四、VLAN的汇聚链接 4.1、设置跨越多台交换机的V∨LAN 到此为止,我们学习的都是使用单台交换机设置VLAN时的情况。那么,如果需要设置跨越多台 交换机的VLAN时又如何呢? 在规划企业级网络时,很有可能会遇到隶属于同一部门的用户分散在同一座建筑物中的不同楼层 的情况,这时可能就需要考虑到如何跨越多台交换机设置ⅥAN的问题了。假设有如下图所示的 网络,且需要将不同楼层的A、C和B、D设置为同一个VLAN 父换机1 彐口口 文换机2 口■ ②51c丁O博 这时最关键的就是交换机1和交换机2该如何连接才好呢? 最简单的方法,自然是在交换机1和交换机?上各设一个红、蓝ⅥLAN专用的接口并互联了, 交换机1 医增加 都需要添 加一条互 在线 联网线,并交换机P 客服 上还需要 板外的端口 引1T再客 但是,这个办法从扩屐性和管理效率来看都不好。例如,在现有网络基础上再新建VLAN时,为 了让这个LAN能够互通,就需要在交换机间连接新的网线。建筑物楼层间的纵向布线是比较麻 烦的,一般不能由基层管理人员随意进行。并且,ⅥLAN越多,楼层间(严格地说是交换机间) 互联所需的端口也越来越多,交换机端口的利用效率低是对资源的一种浪费、也限制了网络的 展 为了避免这种低效率的连接方式,人们想办法让交换机间互联的网线集中到根上,这时使用的 就是汇聚链接( Trunk link)。 4.2、何谓汇聚链接? 汇聚链接( Trunk Link)指的是能够转发多个不同AN的通信的端口。 汇聚链路上流通的数据帧,都被附加了用于识别分属于哪个ⅥAN的特殊信息 现在再让我们回过头来考虑一下刚才那个网络如果采用汇聚链路又会如何呢?用户只需要简单地 将交换机间互联的端口设定为汇聚链接就可以了。这时使用的网线还是普通的UTP线,而不是什 么其他的特殊布线。图例中是交换机间互联,因此需要用交叉线来连接。 接下来,让我们具体看看汇聚链接是如何实现跨越交换机间的ⅥAN的。 ①、A发送的数据帧从交换机1经过汇聚链路到达交换机2时,在数据帧上附加了表示属于红色L AN的标记。 ②、交换机2收到数据帧后,经过检查ⅥAN标识发现这个数据帧是属于红色ⅥAN的。 ③、因此去除标记后根据需要将复原的数据帧只转发给其他属于红色ⅥAN的端口。 这时的转送,是指经过确认目标MAC地址并与MAC地址列表比对后只转发给目标MAC地址所连 的端口。 只有当数据帧是一个广擢帧、多播帧或是目标不明的帧时,它才会被转发到所有属于红色LAN 的端口。 同理,蓝色ⅥLAN发送数据唢时的情形也与此相同、 在线 客服 通过汇聚链 时,自动附加。换机1 VAN识是信息 数捏 马 艾换机2 TrTnE T ink 标识,转发相 应的口,同时 教据协 51芒 通过汇聚链路时附加的ⅥAN识别信息,有可能支持标准的"EE802.1Q″协议,也可能是 Cisco 产品独有的isL( Inter Switch Link)"。如果交換机支持这些规格,那么用户就能够高效率地构 筑横跨多台交换机的VLAN。 另外,汇聚链路上流通着多个ⅥLAN的数据,自然负载较重。因此,在设定汇聚链接时,有一个 前提就是必须支持100Mbps以上的传输速度。 另外,默认条件下,汇聚链接会转发交换机上存在的所有νLAN的数据。换一个角度看,可以认 为汇聚链接(端口)同时属于交换机上所有的ⅥLAN。由于实际应用中很可能并不需要转发所有V LAN的数据,因此为了减轻交换机的负载、也为了减少对带宽的浪费,我们可以通过用户设定限 制能够经由汇聚链路互联的VLAN 关于EE802.1Q和SL的具体内容,将在下一讲中提到 五、VLAN的汇聚方式(EEE8021Q与sL) 5.1、汇聚方式 在交换机的汇聚链接上,可以通过对数据帧附加LAN信息,构建跨越多台交换机的νLAN 附加ⅥLAN信息的方法,最具有代表性的有: |EEE802.1Q ●|SL 在线 客服 现在就让我们看看这两种协议分别如何对数据帧附加ⅥAN信息 52、|EEE802.1Q

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