一:虛擬局域網(VLAN)
1.VLAN概述
VLAN是對連接到第2層交換機端口的網絡用戶的邏輯分段,不受網絡用戶的物理位置限制,而根據用戶需求進行網絡分段。一個VLAN可以在一個交換機上實現,也可以跨交換機實現。
基於交換機的虛擬局域網能夠爲局域網能夠爲局域網解決衝突域、廣播域、帶寬問題。
一個VLAN 就是一個交換網,其邏輯上按功能、項目、應用來分,而不必考慮用戶的物理位置。任何交換端口都可以屬於某一VLAN,IP包、廣播包及組播包均可以發送或廣播給在此VLAN內的最終用戶。每一個VLAN均可看做是一個邏輯網絡,發往另一VLAN的數據包必須由路由器轉發。
2.廣播域的分割與VLAN的必要性
分割廣播域時,一般都必須使用到路由器。使用路由器後,可以以路由器上的網絡接口爲單位分割廣播域。
但是,通常情況下路由器上不會有太多的網絡接口,其數目多在1---4個,與路由器相比,二層交換機一般帶有多個網絡接口,因此如果能使用它分割廣播域,在運用上的靈活性就會得到很大的提高。用於在二層交換機上分割廣播域的技術,就是VLAN。通過利用VLAN,我們可以自由設計廣播域的構成,提高網絡設計的自由度。
3.VLAN的種類
VLAN可以分爲靜態的或者動態的。
(1)靜態VLAN:基於端口劃分的VLAN
將某個端口劃分到VLAN中,PC連接到哪個端口就屬於哪個VLAN,這種端口配置是靜態的,需要通過手工配置將端口改變到另一個VLAN中,因此靜態VLAN不適用與網絡拓撲復雜並且經常需要變化的網絡中。
靜態VLAN的工作原理就是將端口強制性的分配給某個VLAN。一般按照設計和規劃來確定哪些端口屬於哪些特定的VLAN,然後將VLAN靜態映射到端口。
在交換機上定義好端口和VLAN的對應關係後,在交換機中會有一個表,存儲這它們的這種對應關係,交換機根據這張表來判斷哪個機器屬於哪個VLAN。
(2)動態VLAN
動態VLAN是根據每個端口所連的計算機,隨時改變端口所屬的VLAN。動態VLAN可以分爲三類
基於MAC地址的VLAN:就是通過查詢並記錄端口所連計算機上網卡的MAC地址來決定端口的所屬。
基於子網的VLAN:通過所連計算機的IP地址,來決定端口所屬的VLAN。只要IP地址不變,就可以加入原先設定的VLAN。
基於用戶的VLAN:根據交換機個端口所連接的計算機上當前登錄的用戶,來決定該端口屬於哪個VLAN。
基於子網的VLAN和基於用戶的VLAN有可能是網絡設備廠商使用獨有的協議實現的,不同廠商的設備之間有可能出現兼容性問題,因此在選擇交換機時,要注意事先確認。
動態VLAN主要適用於用戶經常在大型園區內移動其工作站或使用筆記本電腦。
4.在交換機上配置靜態VLAN
在交換機上配置靜態VLAN,需要以下幾個步驟:
創建VLAN。
將交換機的端口加入到相應的VLAN中。
實驗拓撲圖:
VPCS V0/1 <----> Switch1 F0/1
VPCS V0/2 <----> Switch1 F0/2
VPCS V0/3 <----> Switch1 F0/3
VPCS V0/4 <----> Switch1 F0/4
爲交換機添加三個VLAN,處於同一VLAN的主機之間可以PING通,處於不同VLAN的主機不能PING 通。
實驗步驟:
(1)在VLAN數據庫中創建VLAN。
sw1(vlan)#vlan 10 name test10 加入VLAN號及VLAN名
VLAN 10 added:
Name: test10
sw1(vlan)#vlan 20 name test20
VLAN 20 added:
Name: test20
sw1(vlan)#vlan 30 name test30
VLAN 30 added:
Name: test30
sw1(vlan)#exit 更新VLAN數據,自動保存並退出
APPLY completed.
Exiting....
(2)驗證創建的VLAN
(3)在VLAN中添加端口。
sw1(config)#int range f0/1 - 2 進入要分配的端口
sw1(config-if-range)#sw mode acc 定義二層端口
sw1(config-if-range)#sw mode access
sw1(config-if-range)#sw acc vlan 10 把端口加入到VLAN 10中
sw1(config-if-range)#exit
sw1(config)#int f0/3
sw1(config-if)#sw mode acc
sw1(config-if)#sw acc vlan 20
sw1(config-if)#exit
sw1(config)#int f0/4
sw1(config-if)#sw mode acc
sw1(config-if)#sw acc vlan 30
sw1(config-if)#exit
(4)驗證加入端口後的VLAN
(5)驗證PC之間的通信
PC1與PC2處於同一個VLAN中,PC3屬於VLAN 20,PC4屬於VLAN 30
PC1與PC2:
PC1與PC3、PC4:
PC3與PC4:
VLAN部分完成。