VLAN技术原理及方案解析
Vlan技术原理
在数据通信和宽带接入设备里，只要涉及到二层技术的，就会遇到VLAN。而且，通常情况下，VLAN在这些设备中是基本功能。所以不管是刚迈进这个行业的新生，还是已经在这个行业打拼了很多年的前辈，都要熟悉这个技术。在论坛上经常看到讨论各种各样的关于VLAN的问题，在工作中也经常被问起关于VLAN的这样或那样的问题，所以，有了想写一点东西的冲动。
大部分童鞋接触交换这门技术都是从思科技术开始的，讨论的时候也脱离不了思科的影子。值得说明的是，VLAN是一种标准技术，思科在实现VLAN的时候加入了自己的专有名词，这些名词可能不是通用的，尽管它们已经深深印在各位童鞋们的脑海里。本文的描述是从基本原理开始的，有些说法会和思科技术有些出入，当然，也会讲到思科交换中的VLAN。
1. 以太网交换原理
VLAN的概念是基于以太网交换的，所以，为了保持连贯性，还是先从交换原理讲起。不过，这里没有长篇累牍的举例和配置，都是一些最基本的原理。
本节所说的以太网交换原理，是针对‘传统’的以太网交换机来说的。所谓‘传统’，是指不支持VLAN。
简单的讲，以太网交换原理可以概括为‘源地址学习，目的地址转发’。考虑到IP层也涉及到地址问题，为了避免混淆，可以修改为‘源MAC学习，目的MAC转发’。从语文的语法角度来讲，可能还有些问题，就再修改一下‘根据源MAC进行学习，根据目的MAC进行转发’。总之，根据个人习惯了。本人比较喜欢‘源MAC学习，目的MAC转发’的口诀。
稍微解释一下。
所谓的‘源MAC学习’，是指交换机根据收到的以太网帧的帧头中的源MAC地址
来建立自己的MAC地址表，‘学习’是业内的习惯说法，就如同在淘宝上买东西都叫‘宝贝’一样。
所谓的‘目的MAC转发’，是指交换机根据收到的以太网帧的帧头中的目的MAC 地址和本地的MAC地址表来决定如何转发，确定的说，是如何交换。
这个过程大家应该是耳熟能详了。但为了与后面的VLAN描述对比方便，这里还是简单的举个例子。
Figure 1-1:
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| SW1 (Ethernet Switch) |
|-------------------------------|
| |
|port1 |port 2
| |
|-------| |-------|
| PC1| | PC2|
|-------| |-------|
简单描述一下PC1 ping PC2的过程：（这里假设，PC1和PC2位于同一个IP网段，IP地址分别为IP_PC1和IP_PC2，MAC地址分别为MAC_PC1和MAC_PC2）
1). PC1首先发送ARP请求，请求PC2的MAC。目的MAC=FF:FF:FF:FF:FF:FF(广播)；源MAC=MAC_PC1。
SW1收到该广播数据帧后，根据帧头中的源MAC地址，首先学习到了PC1的MAC，建立MAC地址表如下：
MAC地址端口
MAC_PC1 PORT 1
2). 由于ARP请求为广播帧，所以，SW1向除了PORT1之外的所有UP的端
口广播。
注意，该帧没有任何变化。换句话说，交换机没有对帧做任何修改。这就是传说中的透明传输。
3). PC2收到该ARP请求帧，本地建立ARP表项，同时单播回送ARP应答帧。目的MAC=MAC_PC1；源MAC=MAC_PC2。
SW1收到该单播帧手，根据帧头中的源MAC地址，学习到了PC2的MAC，建立MAC地址表如下：
MAC地址端口
MAC_PC1 PORT 1
MAC_PC2 PORT 2
4). SW1根据帧头中的目的MAC地址(MAC_PC1)将数据帧从PORT 1转发。
5). PC1收到ARP响应，ARP交互过程成功。接下来进行单播PING包交互。
SW1根据数据帧的目的MAC进行透明转发单播帧，同时刷新本地MAC地址表的老化定时器。
2. 802.1Q VLAN的基本原理
严格来说，802.1Q VLAN不是一个协议，因为互连的设备之间没有协议层面的报文交互。802.1Q VLAN只定义了数据帧的封装格式，即，在以太网帧头中插入了4个字节的VLAN字段。其主要内容为VLAN TAG，紧随其后的数据类型和802.1p报文优先级的标识。
Figure 2-1 以太网帧格式
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| DMAC(6bytes) | SMAC(6bytes) | Ether-Type(2bytes) | DATA |
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Figure 2-2 带VLAN TAG的以太网帧格式
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| DMAC(6bytes) | SMAC(6bytes) | Ether-Type(0x8100) | VLAN(4bytes) | DATA |
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Figure 2-3 VLAN TAG的格式
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| PRI(3bits) | CFI(1bit) | TAG(12bits) | Ether-Type(2bytes) | DATA |
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PRI：帧优先级，就是通常所说的802.1p。
CFI：规范标识位，0为规范格式，用于802.3或EthII。
TAG：就是我们通常说的VLAN ID
Ether-Type：标识紧随其后的数据类型。
本人所理解的VLAN技术要点主要有两点：1.支持VLAN的交换机的内部交换原理；2.设备之间(交换机之间，交换机与路由器之间，交换机与主机之间)交互时，VLAN
TAG的添加和移除。下面就按照这个思路来描述。
2.1 支持VLAN的交换机的交换原理
引入VLAN概念后，数据帧只在相应的VLAN进行交换。用通俗一点的话来讲，一个交换机被虚拟出了多个逻辑交换机，每一个VLAN内的端口都是一个逻辑上的交换机。用专业一点的话来讲，一个交换机被划分了多个不同的广播域，每一个VLAN内的端口，在同一个广播域内。
引入VLAN后的交换原理与传统的交换原理相比，并没有本质上的改变，同样遵循‘源MAC学习，目的MAC转发’的基本原则。唯一不同的是，学习和转发都只在同一个VLAN中进行，数据帧不能跨VLAN交换或转发。
2.1.1 数据帧该在哪个VLAN中进行交换？
前面提到，支持VLAN的交换机将数据帧限制在同一个VLAN中进行交换，那么数据帧到底该在哪个VLAN中交换呢？
如果收到的数据帧携带了VLAN信息（通常称为’TAGED数据帧‘，前面已经介绍了带VLAN TAG的以太帧格式），该VLAN信息中的VLAN TAG就是交换该帧的VLAN。
如果收到的数据帧没有携带VLAN信息（通常称为‘UNTAGED’数据帧），收到该帧的端口的PVID就是交换该帧的VLAN。
该规则在2.2.3节中有详细的描述。
根据上面的原则，也定义了PVID的概念。当端口收到一个UNTAGED数据帧时，无法确定在哪个VLAN中进行交换，PVID定义了在这种情形下交换该帧的VLAN。从某种意义上讲，可以把PVID理解为端口的default VLAN。在支持VLAN的交换机中，每个端口都有一个PVID值，该值有一个缺省值，当然你也可以更改它。
2.2.2 MAC地址学习和MAC地址表
引入VLAN概念后，MAC地址的学习也在相应的VLAN中进行。从某种意义上理解，一台交换机有多张MAC地址表，每个VLAN一张表，在交换数据帧进行查表时，
只需要在相应的VLAN中进行查找。
很显然，MAC地址表项中，增加了VLAN TAG属性。
VLAN MAC地址端口
VLAN1 MAC_PC1 PORT 1
VLAN1 MAC_PC2 PORT 2
VLAN2 MAC_PC1 PORT 1
VLAN2 MAC_PC2 PORT 2
2.2 VLAN TAG的添加和移除规则
为了保证设备之间的互联互通，需要理解VLAN TAG的添加和移除规则。也就是说，交换机在转发数据帧时，什么时候应该打TAG，什么时候应该不打TAG，什么时候又会丢弃数据帧。
为什么要有这么‘复杂’（其实也没那么复杂）的规则呢？为什么不把所有的数据帧都打上TAG呢，这样不是简单多了？其实，这样做也是为了适应不同设备的工作原理，有些设备是不支持VLAN TAG的。
2.2.1 典型设备
先介绍一下几种典型的设备：
PC：大部分的PC（专用的，或用于测试的除外）是工作在应用层的，缺省情况下是不支持(其实也不需要)VLAN TAG的。也就是说，PC发出的都是UNTAGED数据帧。
Router：路由器是支持VLAN TAG的。也就是说，路由器可以发出TAGED 数据帧，也可以发出UNTAGED数据帧。需要说明的是，路由器是处理数据包的三层信息的，对于二层信息（包括VLAN信息），路由器只是检查其有效性，之后将其剥离。这个过程就是我们常说的‘终结’，也就是说，路由器会终结掉报文的VLAN信息的。
Switch：这里的switch是指以太网交换机。VLAN技术就是主要针对于交换机提出的，所以，在讨论VLAN概念时都是立足于交换机来讨论。很显然，交换机既支
持收发TAGED数据帧，也支持收发UNTAGED数据帧。从严格意义上讲，引入VLAN后，交换机的行为不再是‘透明传输’，因为数据帧经过交换机后可能发生了变化。
了解了几种典型设备的工作原理后，就应该觉得交换机上TAG的添加和移除原则的必要性了。
2.2.2 VLAN中的端口属性
一个VLAN可以包含多个端口，而一个端口也可以属于多个VLAN。一个端口在一个VLAN中有不同的属性，TAG的添加和移除原则就是根据这个属性而定的。
TAGED：如果一个端口在一个VLAN中的属性是TAG的，那么，从该端口转发出去的数据帧就是TAGED。（当然，该数据帧是在该VLAN中交换的） UNTAGED：如果一个端口在一个VLAN中的属性是UNTAG的，那么，从该端口转发出去的数据帧就是UNTAGED。（当然，该数据帧是在该VLAN中交换的）
2.2.3 交换机收发数据帧的处理总结
我们分几种情况讨论交换机的接收和发送处理：接收端口和发送端口在VLAN中属性；收到的数据帧是TAG的还是UNTAG的。
1). 端口接收到数据帧
a). 如果是TAG的数据帧，检查该接收端口是否在该VLAN(数据帧中所携带的VLAN TAG)中
- 接收端口在该VLAN中，则在该VLAN中根据交换原理(即，'源MAC学习，目的MAC转发'的原理)交换该数据包
- 接收端口不在该VLAN中，丢弃该数据帧
b). 如果是UNTAG的数据帧，检查该接收端口是否在某个VLAN中的属性是UNTAG
- 接收端口在某个VLAN中的属性是UNTAG的，则在该VLAN 中根据交换原理交换该数据包
- 接收端口在任何VLAN中的属性都不是UNTAG的，丢弃该数据包
注：根据这个原理可知，一个端口最多在一个VLAN中的属性是UNTAG的，否则，收到一个UNTAG的数据帧之后，就无法确定在哪个VLAN中进行交换。其实，端口UNTAG所在的VLAN，就是2.1.1节中所提到的PVID的概念。
2). 端口发送数据帧
a).检查该端口在该VLAN(就是交换该数据帧的VLAN)中的属性
- 该端口在该VLAN种的属性是TAG的，发送的数据帧为TAG 的数据帧
- 该端口在该VLAN种的属性是UNTAG的，发送的数据帧为UNTAG的数据帧
注：由于数据已经被交换到该端口，说明该端口肯定在该VLAN里。
2.2.4 典型配置
简单介绍一下，交换机连接不同典型设备时的常用配置。
1). 连接PC
上面介绍了在通常情况下，PC只支持收发UNTAG的数据帧，所以，连接PC的端口只需要加入一个VLAN，而且，在该VLAN中的属性为UNTAG。
2). 连接Router
路由器既支持收发TAG数据帧，也支持收发UNTAG数据帧。通常情况下，不同的VLAN数据帧都能通过该端口与路由器互通。所以连接路由器的端口可以属于多个VLAN，而且，只能在一个VLAN中的属性是UNTAG的，在其他的VLAN中都是TAG的。
3). 连接Switch
也就是交换机的级联。通常情况下是不同性能的交换机进行级联。这种情况和连接路由器的情况基本相同。
2.2.5 思科交换机的端口类型
TAG和UNTAG应该是一般性的说法，但讨论路由交换技术时，不能忽略思科技术，因为它毕竟是这个行业的引导者(你也可以说它是先入为主)。
通常情况下，理解VLAN的概念都是以VLAN为立足点，然后将端口加入该VLAN，并赋予端口某种属性。这种思路似乎不适用于思科的交换技术。
在思科的交换机上，都是以端口为立足点的，然后配置该端口的类型和所属的VLAN。
这里介绍思科的两种端口类型，Access和Trunk。理解了这两种类型，也就理解了思科交换的VLAN基本原理。
1). Access端口
思科的Access端口是为了连接PC（终端设备）而设计的。由于大部分终端设备都不支持(其实也不需要)VLAN TAG的，所以连接终端设备的端口只需要在一个VLAN中，而且是UNTAG的。Access端口就是这样的。
如果将端口配置为Access模式，该端口就只能在一个VLAN中(也就是Access VLAN)，而且该端口在该VLAN中的属性是UNTAG的。从某种意义上说，该VLAN 也就是该端口的PVID。
2). Trunk端口
思科的Trunk端口是为了连接上行设备(路由器，交换机等支持多VLAN 的设备)。通常情况下，上行端口需要汇聚多个VLAN的流量，所以该端口应该属于多个VLAN。
如果将端口配置为Trunk模式，该端口可以属于多个VLAN，在思科技术中，习惯称该端口可以允许多个VLAN通过。该端口在一个VLAN中是UNTAG的，也就是该端口的PVID，在思科技术中，称为Native VLAN。该端口在其他的VLAN中都是TAG 的。
可以说，思科在VLAN的一般性原理上多增加了一层开发。如果理解了其
本质原理，可以看出是和2.2.3节完全吻合的。
2.3 交换机对VLAN的支持的发展历程
从技术发展为产品总是需要一个过程，在接触过早期交换机的童鞋们应该会知道，当时的交换机对VLAN的支持有两种模式，SVL和IVL。
SVL: Shared VLAN Learning 共享式VLAN学习
IVL: Independent VLAN Learning 独立VLAN学习
从通俗而简单的角度来说，IVL就是每个VLAN有一个MAC-端口映射表，同一个MAC可以出现在多个表里面(也就是不同的VLAN里面)；而SVL是在交换机内建一张大表，映射关系是MAC-VLAN-端口，而且，一个MAC在表中只出现一次，只属于一个VLAN。
显然，SVL应该更容易实现一点，看起来是一种打补丁的实现方式，貌似不是真正的VLAN。早期的VLAN交换机中，有很多是SVL模式的。
我们前面2.1和2.2节所介绍的原理，都是针对IVL来讲的。
从网络上看到一位仁兄从专业的角度上总结了SVL和IVL的工作原理，非常准确而精辟，故我就不再加以润色，直接引用了。
IVL，网上大部分资料都说为每个VLAN建一个表，看起来好像有很多表，其实这里所说的表是指逻辑上的表，实际上在交换机中还是只有一个表，如果将VID相同的记录都提取出来组成一个表，那么就一个物理上的表在逻辑上就可以认为是多个表了。
2.3.1 IVL (Independent VLAN Learning)
在MAC表中以MAC＋VID为主键进行储存。这样，同一个MAC就可能由于VID的不同而在MAC表中存在多条记录。
1).根据MAC＋VID在MAC表中寻找，找不到转3)
2).向找到的port转发packet，end.
3).向packet携带的vid对应的整个VLAN的port转发，end.
2.3.2 SVL(Shared VLAN Learning)
在MAC表中以MAC为主键进行储存，也就是说同一个MAC在SVL方式下只能存在一个记录在MAC表中。
1).在MAC中先根据MAC寻找相应的记录，找不到转4)
2).记录中的VID与packet中携带的VID一样，得到相应的port；不一样转5)
3).将packet转发到相应的port，end.
4).向packet携带的vid对应的整个VLAN的port转发，end.
5).drop，end.
这个过程还是需要一点基础的，如果看的有点虚无缥缈，大可以略过该节，因为当今市场上，很少看到SVL的交换机了。
方案解析
使用VLAN设计局域网的特点
通过使用VLAN构建局域网，用户能够不受物理链路的限制而自由地分割广播域。
另外，通过先前提到的路由器与三层交换机提供的VLAN间路由，能够适应灵活多变的网络构成。
但是，由于利用VLAN容易导致网络构成复杂化，因此也会造成整个网络的组成难以把握。
可以这样说，在利用VLAN时，除了有：
网络构成灵活多变
这个优点外，还搭配着：
网络构成复杂化
这个缺点。
下面，就让我们来看看具体的实例。
不使用VLAN的局域网中网络构成的改变
假设有如图所示的由1台路由器、2台交换机构成的“不使用VLAN构建”的网络。
图中的路由器，带有2个LAN接口。左侧的网络是192.168.1.0/24，右侧是192.168.2.0/24。
现在如果想将192.168.1.0/24这个网络上的计算机A转移到192.168.2.0/24上去，就需要改变物理连接、将A接到右侧的交换机上。
并且，当需要新增一个地址为192.168.3.0/24的网络时，还要在路由器上再占用一个LAN接口并添置一台交换机。而由于这台路由器上只带了2个LAN接口，因此为了新增网络还必须将路由器升级为带有3个以上LAN接口的产品。
使用VLAN的局域网中网络构成的改变
接下来再假设有一个由1台路由器、2台交换机构成的“使用VLAN”的局域网。交换机与交换机、交换机与路由器之间均为汇聚链路；并且假设192.168.1.0/24对应红色VLAN、192.168.2.0/24对应蓝色VLAN。
需要将连接在交换机1上192.168.1.0/24这个网段的计算机A转属192.168.2.0/24时，无需更改物理布线。只要在交换机上生成蓝色VLAN，然后将计算
机A所连的端口1加入到蓝色VLAN中去，使它成为访问链接即可。
然后，根据需要设定计算机A的IP地址、默认网关等信息就可以了。如果IP地址相关的设定是由DHCP获取的，那么在客户机方面无需进行任何设定修改，就可以在不同网段间移动。
利用VLAN后，我们可以在免于改动任何物理布线的前提下，自由进行网络的逻辑设计。如果所处的工作环境恰恰需要经常改变网络布局，那么利用VLAN的优势就非常明显了。
并且，当需要新增一个地址为192.168.3.0/24的网段时，也只需要在交换机上新建一个对应192.168.3.0/24的VLAN，并将所需的端口加入它的访问链路就可以了。
如果网络环境中还需要利用外部路由器，则只要在路由器的汇聚端口上新增一个子接口的设定就可以完成全部操作，而不需要消耗更多的物理接口（LAN接口）。要使用的是三层交换机内部的路由模块，则只需要新设一个VLAN接口即可。
网络环境的成长，往往是难以预测的，很可能经常会出现需要分割现有网络或是增加新网络的情况。而充分活用VLAN后，就可以轻易地解决这些问题。
利用VLAN而导致的网络结构复杂化
虽然利用VLAN可以灵活地构建网络，但是同时，它也带来了网络结构复杂化的问题。
特别是由于数据流纵横交错，一旦发生故障时，准确定位并排除故障会比较困难。
为了便于理解数据流向的复杂化，假设有下图所示的网络。计算机A向计算机C发送数据时，数据流的整体走向如下：
计算机A→交换机1→路由器→交换机1→交换机2→计算机C
首先计算机A向交换机1送出数据（①），其后数据被转发给路由器（②）进行VLAN 间路由。路由后的数据，再从汇聚链路返回交换机1（③）。由于通信目标计算机C并不直连在交换机1上，因此还需要经过汇聚链路转发到交换机2（④）。在交换机2上，数据最终被转发到C所连的端口2上，这才完成整个流程（⑤）。
在这个例子中，仅由2台交换机构成网络，其数据流已经如此复杂，如果构建横跨多台交换机的VLAN的话，每个数据流的流向显然会更加难以把握。
网络的逻辑结构与物理结构
为了对应日渐复杂化的数据流，管理员需要从“逻辑结构”与“物理结构”两方面入手，把握好网络的现状。
物理结构，指的是从物理层和数据链路层观察到的网络的现状，表示了网络的物理布线形态和VLAN的设定等等。
而逻辑结构，则表示从网络层以上的层面观察到的网络结构。下面我们就试着以路由器为中心分析一个IP网络的逻辑结构。
还是先前的那个例子，描绘了布线形态和VLAN设定的“物理结构”如下图所示。
分析这个物理结构并转换成以路由器为中心的逻辑结构后，会得到如下的逻辑结构图。当我们需要进行路由或是数据包过滤的设定时，都必须在逻辑结构的基础上进行。
把握这两种网络结构图的区别是十分重要的，特别是在VLAN和三层交换机大行其道的现代企业级网络当中。
(完整版)子网划分与VLAN技术详解
子网划分与VLAN技术详解 子网划分 子网划分定义：Internet组织机构定义了五种IP地址，有A、B、C三类地址。A类网络有126个，每个A类网络可能有16777214台主机，它们处于同一广播域。而在同一广播域中有这么多结点是不可能的，网络会因为广播通信而饱和，结果造成16777214个地址大部分没有分配出去。可以把基于类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于类的网络地址的主机部分创建的。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。 子网掩码 RFC 950定义了子网掩码的使用，子网掩码是一个32位的2进制数，其对应网络地址的所有位置都为1，对应于主机地址的所有位都置为0。由此可知，A类网络的默认子网掩码是255.0.0.0，B类网络的默认子网掩码是255.255.0.0，C类网络的默认子网掩码是255.255.255.0。将子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址，从而区分出任意IP地址中的网络地址和主机地址。子网掩码常用点分十进制表示，我们还可以用网络前缀法表示子网掩码，即“/<网络地址位数>”。如138.96.0.0/16表示B类网络138.96.0.0的子网掩码为255.255.0.0。 路由器判断IP 子网掩码告知路由器，地址的哪一部分是网络地址，哪一部分是主机地址，使路由器正确判断任意IP地址是否是本网段的，从而正确地进行路由。例如，有两台主机，主机一的IP 地址为222.21.160.6，子网掩码为255.255.255.192，主机二的IP地址为222.21.160.73，子网掩码为255.255.255.192。现在主机一要给主机二发送数据，先要判断两个主机是否在同一网段。 主机一 222.21.160.6即：11011110.00010101.10100000.00000110 255.255.255.192即：11111111.11111111.11111111.11000000 按位逻辑与运算结果为：11011110.00010101.10100000.00000000 主机二 222.21.160.73 即：11011110.00010101.10100000.01001001 255.255.255.192即：11111111.11111111.11111111.11000000 按位逻辑与运算结果为：11011110.00010101.10100000.01000000 两个结果不同，也就是说，两台主机不在同一网络，数据需先发送给默认网关，然后再发送给主机二所在网络。那么，假如主机二的子网掩码误设为255.255.255.128，会发生什么情况呢？ 让我们将主机二的IP地址与错误的子网掩码相“与”： 222.21.160.73 即：11011110.00010101.10100000.01001001 255.255.255.128即：11111111.11111111.11111111.10000000 结果为11011110.00010101.10100000.00000000 这个结果与主机一的网络地址相同，主机一与主机二将被认为处于同一网络中，数据不
分析VLAN技术概念及划分方法
分析VLAN技术概念及划分方法 一、VLAN技能概述 A, VLAN skills summary VLAN(Virtual Local Area Network)也就是虚拟局域网，是一种建立在交流技能根底之上的，经过将局域网内的机器设备逻辑地而不是物理地区分红一个个不一样的网段，以软件办法完成逻辑作业组的区分与办理的技能。VLAN的作用是使得同一VLAN中的成员间能够彼此通讯，而不一样VLAN之间则是彼此阻隔的，不一样的VLAN间的若是要通讯就要经过必要的路由设备。 VLAN ( Virtual Local Area Network ) is a virtual local area network, is a kind of built on the foundation of communication skills, after the equipment will be LAN logical rather than physical area into a different network segment, complete the distinction between logical operations group in software way and management skills. The role of VLAN is to make the members in the same VLAN can communicate with each other, and not the same between VLAN is another barrier, not the same between VLAN
VLAN工作原理详解
VLAN工作原理（VLAN通信原理）详解 VLAN工作原理即VLAN通信原理 1、vlan基本通信原理 为了提高处理效率，交换机内部的数据帧一律都带有VLAN Tag，以统一方式处理。当一个数据帧进入交换机接口时，如果没有带VLAN Tag，且该接口上配置了PVID（Port Default VLAN ID），那么，该数据帧就会被标记上接口的PVID。如果数据帧已经带有VLAN Tag，那么，即使接口已经配置了PVID，交换机不会再给数据帧标记VLAN Tag。 由于接口类型不同，交换机对数据帧的处理过程也不同。下面根据不同的接口类型分别介绍。
由于设备所有的接口都默认加入VLAN1，因此当网络中存在VLAN1的未知单播、组播或者广播报文时，可能会引起广播风暴。对于不需要加入VLAN1的接口及时退出VLAN1，避免环路。 2、VLAN内跨越交换机通信原理 有时属于同一个VLAN的用户主机被连接在不同的交换机上。当VLAN跨越交换机时，就需要交换机间的接口能够同时识别和发送跨越交换机的VLAN报文。这时，需要用到Trunk Link技术。 Trunk Link有两个作用： 1、中继作用： 把VLAN报文透传到互联的交换机。 2、干线作用： 一条Trunk Link上可以传输多个VLAN的报文。 图1 Trunk Link通信方式示意图 例如在上图1所示的网络中，为了让DeviceA和DeviceB之间的链路既支持VLAN2内的用户通讯又支持VLAN3内的用户通讯，需要配置连接接口同时加入两个VLAN。 即应配置DeviceA的以太网接口Port2和DeviceB的以太网接口Port1同时加入VLAN2和VLAN3。 当用户主机Host A发送数据给用户主机Host B时，数据帧的发送过程如下：数据帧首先到达DeviceA的接口Port4。
浅谈vlan技术毕业论文
目录 1、vlan技术简介…………………………………………………….４1．关于局域网（LAN）……………………………………………４ 2.什么是VLAN………………………………………………………５ 3.VLAN 的优点………………………………………………………７ 4.VLAN的分类………………………………………………………９ 5.VLAN的应用………………………………………………………１０2、Vlan的划分方式…………………………………………………１０ 1. 基于端口划分的VLAN…………………………………………１０ 2.基于MAC地址划分VLAN…………………………………………１１ 3.基于网络层划分VLAN …………………………………………１１ 4.根据IP组播划分VLAN…………………………………………１２3、VLAN的配置 1.三层交换机构建的VLAN网络结构……………………………１３ 2.三层共享有用……………………………………………………1７ 3.三层交换技术……………………………………………………１９ 4.VLAN 应用举例…………………………………………………２０ 5.交换机应用分析…………………………………………………２０4、VLAN技术在校园网中的应用 1校园网概况………………………………………………………２２ 2 校园网具体情况介绍……………………………………………２２ 3 学校系统情况……………………………………………………２2 4 校园网系通划……………………………………………………２３结束语…………………………………………………………………２４致谢……………………………………………………………………２4参考文献………………………………………………………………２５
DA000005 VLAN技术原理ISSUE1.0
课程 DA000005 VLAN技术原理 ISSUE 1.0
目录 课程说明 (1) 课程介绍 (1) 课程目标 (1) 第1章虚拟局域网（VLAN）概述 (2) 1.1 VLAN的产生 (2) 1.2 VLAN的类型 (6) 1.2.1 基于端口的VLAN (6) 1.2.2基于MAC地址的VLAN (7) 1.2.3基于协议的VLAN (8) 1.2.4基于子网的VLAN (9) 第2章 IEEE802.1Q协议 (10) 2.1 协议概述 (10) 2.2 VLAN帧格式 (11) 2.3 VLAN链路 (12) 2.3.1 VLAN链路的类型 (12) 2.3.2 VLAN帧在网络中的通信 (14) 2.3.3 Trunk和VLAN (15)
课程说明 课程介绍 本课程介绍虚拟局域网（VLAN）的原理，VLAN 在功能和操作上与传统LAN 基本相同，可以提供一定范围内终端系统的互联。IEEE于1999年颁布了用 以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。 课程目标 完成本课程的学习后，您应该能够： ●了解VLAN 产生的原因 ●了解划分VLAN的方法 ●掌握VLAN的帧格式 ●掌握以太网帧在通信过程中的变化
第1章虚拟局域网（VLAN）概述 1.1 VLAN的产生 传统的局域网使用的是HUB，HUB只有一根总线，一根总线就是一个冲突域。 所以传统的局域网是一个扁平的网络，一个局域网属于同一个冲突域。任何 一台主机发出的报文都会被同一冲突域中的所有其它机器接收到。后来，组 网时使用网桥（二层交换机）代替集线器（HUB），每个端口可以看成是一 根单独的总线，冲突域缩小到每个端口，使得网络发送单播报文的效率大大 提高，极大地提高了二层网络的性能。但是网络中所有端口仍然处于同一个 广播域，网桥在传递广播报文的时候依然要将广播报文复制多份，发送到网 络的各个角落。随着网络规模的扩大，网络中的广播报文越来越多，广播报 文占用的网络资源越来越多，严重影响网络性能，这就是所谓的广播风暴的 问题。 由于网桥二层网络工作原理的限制，网桥对广播风暴的问题无能为力。为了 提高网络的效率，一般需要将网络进行分段：把一个大的广播域划分成几个 小的广播域。
浅谈VLAN技术(一)
浅谈ＶＬＡＮ技术(一) 摘要:随着网络的不断扩展，接入设备逐渐增多，迫切需要一种技术解决在局域网内部出现的访问冲突与广播风暴一类的问题，VLAN的产生就解决这个问题。本文介绍了VLAN技术的概念、优点，详细描述了VLAN的划分方法，给出了一个简单的公司内部进行VLAN的划分实例。 关键词:VLAN;网络管理 一、VLAN技术概述 VLAN(VirtualLocalAreaNetwork)也就是虚拟局域网，是一种建立在交换技术基础之上的，通过将局域网内的机器设备逻辑地而不是物理地划分成一个个不同的网段，以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理的技术。VLAN的作用是使得同一VLAN中的成员间能够互相通信，而不同VLAN之间则是相互隔离的，不同的VLAN间的如果要通信就要通过必要的路由设备。 二、VLAN的优点 （一）可以控制网络广播 在没有应用VLAN技术的局域网内的整个网络都是广播域，这样就使得网内的一台设备发出网络广播时，在局域网内的任何一台设备的接口都能接收到广播，因此当网络内的设备越来越多时，网络上的广播也就越来越多，占用的时间和资源也就越来越多，当广播多到一定的数量时，就会影响到正常的信息的传送。这样就能导致信息延迟，严重的可以造成网络的瘫痪、堵塞，严重的影响了正常的网络应用，这就是所谓的网络风暴。 在应用了VLAN技术的局域网中，缩小了广播的广播域，在一个VLAN中的广播风暴也不会影响到其他的VLAN，从而有效地减少了广播风暴对局域网网络的影响。 （二）增强了网络的安全性 在局域网中应用VLAN技术可以把互相通信比较频繁的用户划分到同一个VLAN中，这样在同一个工作组中的信息传输只在同一个组内广播，从而也减轻了因广播包被截获而引起的信息泄露，增强了网络的安全性。 （三）简化网络管理员的管理工作 在应用VLAN技术后网络管理员就可以轻松的管理网络，灵活构建虚拟工作组。用VLAN可以划分不同的用户到不同的工作组，同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围，网络构建和维护更方便灵活。 三、VLAN的划分方法 （一）根据端口来划分VLAN 许多VLAN厂商都利用交换机的端口来划分VLAN成员。被设定的端口都在同一个广播域中。例如，一个交换机的1，2，3，4，5端口被定义为虚拟网AAA，同一交换机的6，7，8端口组成虚拟网BBB。这样做允许各端口之间的通讯，并允许共享型网络的升级。但是，这种划分模式将虚拟网限制在了一台交换机上。 第二代端口VLAN技术允许跨越多个交换机的多个不同端口划分VLAN，不同交换机上的若干个端口可以组成同一个虚拟网。 以交换机端口来划分网络成员，其配置过程简单明了。因此，从目前来看，这种根据端口来划分VLAN的方式仍然是最常用的一种方式。不足之处是不够灵活，当一台机器设备需要从一个端口移动到另一个新的端口，但是新端口与旧端口不在同一个VLAN之中时，要修改端口的VLAN设置，或在用户计算机上重新配置网络地址，这样才能使这台设备加入到新的VLAN。 （二）根据MAC地址划分VLAN 这种划分VLAN方法的最大优点就是当用户物理位置移动时，即从一个交换机换到其他的交换机时，就无需对它进行重新配置，自动把它添加到相应的VLAN中。所以，可以认为这种
交换机Vlan配置
实验三交换机的VLAN配置 一、实验目的 1. 理解理解Trunk链路的作用和VLAN的工作原理 2. 掌握交换机上创建VLAN、接口分配 3．掌握利用三层交换机实现VLAN间的路由的方法。 二、实验环境 本实验在实验室环境下进行操作，需要的设备有：配置网卡的PC机若干台，双绞线若干条，CONSOLE线缆若干条，思科交换机cisco 2960两台。 三、实验容 1. 单一交换机的VLAN配置； 2. 跨交换机VLAN配置，设置Trunk端口； 3. 测试VLAN分配结果； 4．在三层交换机上实现VLAN的路由； 5．测试VLAN间的连通性 四、实验原理 1．什么是VLAN VLAN是建立在局域网交换机上的，以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理，逻辑工作组的站点不受物理位置的限制，当一个站点从一个逻辑工作组移到另一个逻辑工作组时，只需要通过软件设定，而不需要改变它在网络中的物理位置；当一个站点从一个物理位置移动到另一个物理位置时，只要将该计算机连入另一台交换机，通过软件设定后该计算机可成为原工作组的一员。 相同VLAN的主机可以相互直接通信，不同VLAN中的主机之间不能直接通信，需要借助于路由器或具有路由功能的第三层交换机进行转发。广播数据包只可以在本VLAN进行广播，不能传输到其他VLAN中。 2．交换机的端口 以太网交换机的每个端口都可以分配给一个VLAN，分配给同一个VLAN的端口共享广播域，即一个站点发送广播信息，同一VLAN中的所有站点都可以接收到。 交换机一般都有三种类型的端口：TRUNK口、ACCESS口、CONSOLE口。 ?CONSOLE端口：它是专门用于对交换机进行配置和管理的。通过Console 端口连接并配置交换机，是配置和管理交换机必须经过的步骤。 ?ACCESS口（默认）：ACCESS端口只能通过缺省VLAN ID的报文。
VLAN技术原理及方案解析
Vlan技术原理 在数据通信和宽带接入设备里，只要涉及到二层技术的，就会遇到VLAN。而且，通常情况下，VLAN在这些设备中是基本功能。所以不管是刚迈进这个行业的新生，还是已经在这个行业打拼了很多年的前辈，都要熟悉这个技术。在论坛上经常看到讨论各种各样的关于VLAN的问题，在工作中也经常被问起关于VLAN的这样或那样的问题，所以，有了想写一点东西的冲动。 大部分童鞋接触交换这门技术都是从思科技术开始的，讨论的时候也脱离不了思科的影子。值得说明的是，VLAN是一种标准技术，思科在实现VLAN的时候加入了自己的专有名词，这些名词可能不是通用的，尽管它们已经深深印在各位童鞋们的脑海里。本文的描述是从基本原理开始的，有些说法会和思科技术有些出入，当然，也会讲到思科交换中的VLAN。 1. 以太网交换原理 VLAN的概念是基于以太网交换的，所以，为了保持连贯性，还是先从交换原理讲起。不过，这里没有长篇累牍的举例和配置，都是一些最基本的原理。 本节所说的以太网交换原理，是针对‘传统’的以太网交换机来说的。所谓‘传统’，是指不支持VLAN。 简单的讲，以太网交换原理可以概括为‘源地址学习，目的地址转发’。考虑到IP层也涉及到地址问题，为了避免混淆，可以修改为‘源MAC学习，目的MAC转发’。从语文的语法角度来讲，可能还有些问题，就再修改一下‘根据源MAC进行学习，根据目的MAC进行转发’。总之，根据个人习惯了。本人比较喜欢‘源MAC学习，目的MAC转发’的口诀。 稍微解释一下。 所谓的‘源MAC学习’，是指交换机根据收到的以太网帧的帧头中的源MAC地址
来建立自己的MAC地址表，‘学习’是业内的习惯说法，就如同在淘宝上买东西都叫‘宝贝’一样。 所谓的‘目的MAC转发’，是指交换机根据收到的以太网帧的帧头中的目的MAC 地址和本地的MAC地址表来决定如何转发，确定的说，是如何交换。 这个过程大家应该是耳熟能详了。但为了与后面的VLAN描述对比方便，这里还是简单的举个例子。 Figure 1-1: |-------------------------------| | SW1 (Ethernet Switch) | |-------------------------------| | | |port1 |port 2 | | |-------| |-------| | PC1| | PC2| |-------| |-------| 简单描述一下PC1 ping PC2的过程：（这里假设，PC1和PC2位于同一个IP网段，IP地址分别为IP_PC1和IP_PC2，MAC地址分别为MAC_PC1和MAC_PC2） 1). PC1首先发送ARP请求，请求PC2的MAC。目的MAC=FF:FF:FF:FF:FF:FF(广播)；源MAC=MAC_PC1。 SW1收到该广播数据帧后，根据帧头中的源MAC地址，首先学习到了PC1的MAC，建立MAC地址表如下： MAC地址端口 MAC_PC1 PORT 1 2). 由于ARP请求为广播帧，所以，SW1向除了PORT1之外的所有UP的端
浅谈VLAN技术的应用
浅谈ＶＬＡＮ技术的应用 巩义市第二职业中专孙建垒 【摘要】虚拟局域网（VLAN）技术是目前局域网中的一项常用技术；VLAN技术是在不改变局域网上节点物理位置的基础上，按照功能、部门、应用等因素划分为若干“逻辑工作组”；VLAN技术有效避免了广播风暴，增强了局域网的安全性。本文介绍了VLAN的概念、原理、优点以及其分类，并实现了VLAN在企业局域网上的配置和验证方法。 【关键词】VLAN 广播风暴虚拟局域网交换机 在企业局域网中，数据通信通常满足20/80模式，即其中20%的流量属于远程用户，80%的流量属于本地用户，同时本地用户又隶属于不同的部门，如财务部、人事部及销售部等，怎样保证同部门内和部门间的资源安全，协调各部门工作则是十分重要的。那么VLAN技术会成为其中不可缺少的技术之一。 1 VLAN的优势简介 VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名为“虚拟局域网”。是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。这一新兴技术主要应用在有VLAN协议的第三层以上交换机之中。 VLAN技术允许网络管理者将一个物理的局域网逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都是按照企业的一个职能部门来划分，包含着一组具有相同工作特点的计算机。它是按功能划分而不是按物理划分，同一个VLAN内的各个工作站无须被放置在同一个物理空间里，这些工作站可以不属于同一个物理局域网网段，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中。因此使用VLAN技术可以控制流量，减少设备投资，简化网络管理，提高网络的安全性。 2 使用VLAN的优点 2.1减少网络管理开销 网络管理员采用VLAN技术轻松管理整个企业局域网络。例如，企业内部由于业务调整，人员部门间相互调动，需要将变动的人员的计算机归入相应的新的工作组。如果局域网内采用了VLAN技术，网管员只需更改交换机上的几条设置，就能迅速地建立适应新需要的VLAN网络，不用花时间和人力去搬动电脑。 2.2 控制网络上的广播 大量的广播可以形成广播风暴，VLAN可以提供建立防火墙的机制，防止交换网络的过量广播。使用VLAN，可以将某个交换端口或用户赋予某一个特定的VLAN组，该VLAN 组可以在一个交换网中或跨接多个交换机，在一个VLAN中的广播不会送到VLAN之外。同样，相邻的端口不会收到其他VLAN产生的广播。这样可以减少广播流量，释放带宽给用户应用，减少广播的产生。 2.3 增加网络的安全性 VLAN就是一个单独的广播域之间相互隔离，这大大提高了网络的利用率，确保了网络的安全保密性。人们在VLAN上经常传送一些保密的、关键性的数据。保密的数据应提供访问控制等安全手段。一个有效和容易实现的方法是将网络分段成几个不同的广播组，网络管理员限制了VLAN中用户的数量，禁止未经允许而访问VLAN中的应用。交换端口可以
VLAN的工作原理
VLAN的工作原理 VLAN技术是按照功能、部门或者应用，对网络终端或用户进行逻辑分组的技术。 在网络中应用VLAN技术的主要目的是：把一个大的广播域分成多个小的广播域，使其互不影响，互不冲突。VLAN之间如果不使用路由器或三层交换机是不能通信的。这样就解决了交换网络中因为某一个小故障产生的广播风暴而使整个网络瘫痪的问题。当一个VLAN里面出现广播风暴时，受影响的只是这个VLAN本身。而整个网由于被分成了多个VLAN（也就是多个广播域），所以网络的其它部分不会受到广播风暴的影响，从而最大程度地为提高网络的安全性能提供了可靠保障。 创建VLAN的方法主要有两种： 1.静态VLAN(Static VLAN) 这种方法也被称为基于端口的VLAN。在交换机上以命令的行的形式把端口划分到各自的VLAN中，即固定地使交换机的某一个端口属于某一个VLAN。当一台设备连接到网络上时，它自动属于这个端口的VLAN。如果用户改变了端口但又想访问同一个VLAN，网络管理员就必须手动添加一个新的VLAN分配（本任务主要以此方法实现VLAN的设置），这也导致了当网络拓扑发生改变时，必须重新划分VLAN，无法做到自动分配。 2.动态VLAN（Dynamic VLAN） 动态VLAN是通过使用网管软件（Cisco Works 2000和Cisco Works for Switched In-ternetworks）来实现VLAN的创建的。 当一台计算机接入网络时，它会询问数据库自己属于哪个VLAN，而网管软件会根据计算机的MAC地址将它分配到相应的VLAN中。 网管软件一般只在大型网络中使用，小规模的网络则使用静态VLAN。
vlan技能技术总结(知识点)
精心整理 第二周：局域网及vlan技术 一、组建局域网的条件 1.从硬件的角度来说，需要“直连线”网线把本身独立的个人电脑，连接到“交换机”上。 三、端口安全 练习3：为交换机SW2的端口f0/5,设置端口安全，绑定PC5,的mac地址，安全模式设置为“shutdown” SW2(config)#intf0/5//进入到端口F0/5 SW2(config-if)#switchportmodeaccess
//设置端口为数据接入模式 SW2(config-if)#switchportport-security //启动端口安全 SW2(config-if)#switchportport-securitymac-address //为本端口绑定MAC地址 练习5：为交换机SW1连接交换机SW2的端口F0/10设置端口安全，允许最大连接数为“3”，安全模式设置为“protect” SW1(config)#intf0/10 SW1(config-if)#switchportmodetrunk SW1(config-if)#switchportport-security
SW1(config-if)#switchportport-securitymaximum3 //允许端口F0/10最多对应3个MAC地址 SW1(config-if)#switchportport-securityviolationprotect 四、组建虚拟局域网 1.首先，这些处于局域网中的个人电脑能够通信。 2. 3. 4. 5. 6. 7.和f0/2收 8.如何让交换机为端口进行分组： 练习6：把交换机SW1端口f0/1和f0/2分到编号是“10”的虚拟局域网，f0/3和f0/4分到编号是“20”的虚拟局域网。 把交换机“SW2”的f0/5和f0/6分到编号是“20”的虚拟局域网。为交换机相连的端口开启“trunk”
浅谈vlan技术在网络工程中的应用
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/1f13884110.html, 浅谈vlan技术在网络工程中的应用 作者：吕小刚 来源：《山东工业技术》2015年第14期 摘要：在信息技术快速发展的过程中vlan技术也在不断地发展。随着该项技术的快速发展，vlan在网络工程中的应用越来越广泛。网络工程在vlan技术的支撑下，发展得更为迅速，进而促进了网络信息技术的快速发展。本文就vlan技术在网络工程中的应用进行简单分析。 关键词：vlan技术；网络工程；应用 0 引言 社会的快速发展，促使计算机技术获得迅速发展与广泛应用。现如今在社会各方面都快速发展的过程中，网络技术与局域网的重新组合在要求逐渐升高。在局域网的各项技术中，vlan 技术是其中一种非常重要的技术。对网络建设人员而言，掌握vlan技术是必备要素，并且还 要对其进行熟练地运用。在网络管理的过程中，利用vlan技术能够有效保证网络安全。在计 算机技术快速发展的过程中，vlan技术在网络工程中的应用越来越广泛。vlan技术不仅可以满足局域网组建的相关要求，还能够对网络进行灵活的分段，进而提高网络安全。 1 vlan技术的概述 vlan技术又被人们称为是虚拟局域网，主要应用在底层交换机端口网络用户的逻辑分段方面。该项技术在使用的过程中，并不会由于网络用户的物理位置受到限制而不能对其进行网络分段[1]。通常情况下，一个vlan就能够在一个交换机或者是跨交换机上实现。但是vlan在对网络用户进行分组的时候，需要根据网络用户的位置、作用、部门以及网络用应用程度和协议来完成。从这就可以了解到，vlan技术在应用的过程中能够显示出多项优点。而在分析的时候就可以发现，vlan技术具有其他技术所不具备的特点。vlan技术具备较高的安全性与便捷性与极强的扩张性，可以对用户的工作组进行优化组合，进而提高管理的灵活性与效率。在网络工程中，vlan技术可以有效弥补传统网络技术存在的不足之处，在使用方面优越性表现得非常突出。从便捷的角度来看，vlan技术中指存在一个aland就能够不受到空间的限制，对工作站的位置进行随意变动；从安全的角度来看，将vlan技术应用到网络工程，只要具备vlan成员的分组数据，就可以通过验证；而从扩展性的角度来看，vlan技术促使网络宽带获得更广泛的空间，并且网络性能的使用程度大大提高 2 vlan技术在网络工程中的应用 相较于网络工程的其他技术，vlan技术具有一定的独特性。而也正是基于该项技术的独特性，促使vlan技术在网络工程中获得更广泛的应用。 2.1 应用vlan技术实现子网共享
vlan技术(知识点)
第二周：局域网及vlan技术 一、组建局域网的条件 1.从硬件的角度来说，需要“直连线”网线把本身独立的个人电脑，连接到“交换机”上。 2.从软件的角度来说，需要连接到局域网的个人电脑，拥有IP地址。 （1）IP地址的分配，首先要求处于同一个局域网的个人电脑拥有相同的网络位。 （2）其次在拥有相同的网络位的前提先，必须拥有不同的主机位。 （3）处于同一个局域网的电脑拥有相同的“子网掩码”。练习1：组建局域网，局域网中拥有四台电脑，局域网处于192.168.1.0网络中，子网掩码是255.255.255.0 四台电脑的IP地址的主机位分别是“1”、“2”、“3”、“4”。 二、组建多台交换机组成的局域网 1.要求首先每个交换机都能够通过连接，实现自己建立的局域网。 2.交换机之间需要通过“反线”的网线进行连接。 3.多台交换机连接的个人电脑必须处于同一个网段。拥有相同的网络位，不同的主机位，相同的子网掩码。 练习2：组建由两台交换机组成的局域网，网络地址如练习1。
三、端口安全 练习3：为交换机SW2的端口f0/5,设置端口安全，绑定PC5,的mac地址，安全模式设置为“shutdown” SW2(config)#int f0/5 //进入到端口F0/5 SW2(config-if)#switchport mode access //设置端口为数据接入模式 SW2(config-if)#switchport port-security //启动端口安全 SW2(config-if)#switchport port-security mac-address 0010.1158.ECEA //为本端口绑定MAC地址 SW2(config-if)#switchport port-security violation shutdown //设置控制规则为遇到非绑定的MAC地址的数据包的时候，关闭端口。 练习4：为交换机SW2的端口f0/6设置端口安全，绑定PC6的mac地址，安全模式设置为“protect” SW2(config)#int f0/6 //进入端口 SW2(config-if)#switchport mode access //设置端口为数据接入模式 SW2(config-if)#switchport port-security //启动端口安全
VLAN间的通信方式
VLAN间的通信方式 摘要：在大型园区网络中，VLAN技术的应用已经很普及，在多媒体技术迅猛发展的网络应用中，VLAN间的通信问题已显得越来越重要，但到目前为止尚无统一的通信标准，各厂家的产品各有所长，在具体的网络规划中需要对各种产品进行仔细比较以便找出适合自己网络的产品，选择适合自己网络特点的通信方式。 随着交换机应用的普及，VLAN技术的应用也越来越广泛。众所周知，VLAN技术的主要作用是可将分布于不同地理位置的计算机按工作需要组合成一个逻辑网络，同时VLAN的划分可缩小广播域，以提高网络传输速度，由于处于不同VLAN的计算机之间不能直接通信，从而使网络的安全性能得到了很大提高。但事实上在很多网络中要求处于不同VLAN中的计算机间能够相互通信，如何解决VLAN间的通信问题是我们在规划VLAN时必须认真考虑的问题。在校园网络发展的初期，网络中只有10%~20%的信息在VLAN之间传播，但随着多媒体技术在校园网络中应用的迅速普及，VLAN之间信息的传输量增加了许多倍，如果VLAN之间的通信问题解决得不好，将严重影响网络的使用和安全。 在LAN的通信，是通过数据帧头中指定通信目标的MAC地址来完成的。而为了获取MAC地址，TCP/IP协议下使用ARP地址协议解析MAC地址的方法是通过广播报文来实现的，如果广播报文无法到达目的地，那么就无从解析MAC地址，亦即无法直接通信。当计算机分属不同的VLAN 时，就意味着分属不同的广播域，自然收不到彼此的广播报文。因此，属于不同VLAN的计算机之间无法直接互相通信。为了能够在VLAN间通信，需要利用OSI参照模型中更高一层——网络层的信息（IP地址）来进行路由。在目前的网络互连设备中能完成路由功能的设备主要有路由器和三层以上的交换机。 1通过路由器实现VLAN间的通信 使用路由器实现VLAN间通信时，路由器与交换机的连接方式有两种。第一种通过路由器的不同物理接口与交换机上的每个VLAN分别连接。第二种通过路由器的逻辑子接口与交换机的各个VLAN连接。 1.1通过路由器的不同物理接口与交换机上的每个VLAN分别连接。 这种方式的优点是管理简单，缺点是网络扩展难度大。每增加一个新的VLAN，都需要消耗路由器的端口和交换机上的访问，而且还需要重新布设一条网线。而路由器，通常不会带有太多LAN 接口的。新建VLAN时，为了对应增加的VLAN所需的端口，就必须将路由器升级成带有多个LAN接口的高端产品，这部分成本、还有重新布线所带来的开销，都使得这种接线法成为一种不受欢迎的办法。 1.2通过路由器的逻辑子接口与交换机的各个VLAN连接。
虚拟局域网的工作原理
虚拟局域网的工作原理 VLAN（Virtual Local Area Network）又称虚拟局域网，是指在交换局域网的基础上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。一个VLAN组成一个逻辑子网，即一个逻辑广播域，它可以覆盖多个网络设备，允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。有一个重要问题不可回避：VLAN之间如何通信？显然不能再通过第2层交换机。那样的话，广播域又合并到一起了，其必经之路是路由器。这样的结果是，本来企图通过VLAN的划分，来使用交换机代替路由器组建大型网络，以提高网络的性能，可是又回到路由器上来了，这就是VLAN的一大矛盾。 目前，VLAN之间的通讯大多是通过中心路由器完成的。这也是保证VLAN 组网灵活性的惟一办法。所有的VLAN都经过中心路由器（当然可以配置备份的中心路由器），也就是所有的广播都经过中心路由器，这样中心路由器就承受了更大的压力。当VLAN之间的通讯量较大时，中心路由器就成了网络的瓶颈，并且一旦中心路由器失效，所有VLAN之间的通讯将无法进行。这是VLAN存在的另一个矛盾 多个VLAN可不可以处于同一个网段中。这个的答案是可以的。无论按照何种VLAN划分方法，多个VLAN完全可以处于同一个网段中。多VLAN通信问题，如果多VLAN处于同一个网段中（可以想象一个A类地址），他们之间显然在二层是不能通信的，这个就是VLAN隔离。要使这些VLAN能够进行通信，必须为这些VLAN建立路由。 VLAN，是英文Virtual Local Area Network的缩写，中文名为"虚拟局域网"，VLAN是一种将局域网（LAN）设备从逻辑上划分（注意，不是从物理上划分）成一个个网段（或者说是更小的局域网LAN），从而实现虚拟工作组（单元）的数据交换技术。VLAN这一新兴技术主要应用于交换机和路由器中，但目前主流应用还是在交换机之中。不过不是所有交换机都具有此功能，只有三层以上交换机才具有此功能，这一点可以查看相应交换机的说明书即可得知。VLAN 的好处主要有三个： (1)端口的分隔。即便在同一个交换机上，处于不同VLAN的端口也是不能通信的。这 样一个物理的交换机可以当作多个逻辑的交换机使用。 (2)网络的安全。不同VLAN不能直接通信，杜绝了广播信息的不安全性。 (3)灵活的管理。更改用户所属的网络不必换端口和连线，只更改软件配置就可以了。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内部的广播和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 除了能将网络划分为多个广播域，从而有效地控制广播风暴的发生，以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外，还可以用于控制网络中不同部门、不同
一文读懂VLAN和VXLAN技术
一文读懂VLAN和VXLAN技术 VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名为“虚拟局域网”。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。这一技术主要应用于交换机和路由器中，但主流应用还是在交换机之中。但又不是所有交换机都具有此功能，只有VLAN协议的第二层以上交换机才具有此功能。802.1Q的标准的出现打破了虚拟网依赖于单一厂商的僵局，从一个侧面推动了VLAN的迅速发展。 1、交换机端口工作模式简介 交换机端口有三种工作模式，分别是Access，Hybrid，Trunk。 Access类型的端口只能属于1个VLAN，一般用于连接计算机的端口; Trunk类型的端口可以允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的报文，一般用于交换机之间连接的端口; Hybrid类型的端口可以允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的报文，可以用于交换机之间连接，也可以用于连接用户的计算机。 Hybrid端口和Trunk端口在接收数据时，处理方法是一样的，唯一不同之处在于发送数据时：Hybrid端口可以允许多个VLAN的报文发送时不打标签，而Trunk端口只允许缺省VLAN的报文发送时不打标签。 2、基本概念（tag，untag，802.1Q） untag就是普通的ethernet报文，普通PC机的网卡是可以识别这样的报文进行通讯; tag报文结构的变化是在源mac地址和目的mac地址之后，加上了4bytes的vlan信息，也就是vlan tag头;一般来说这样的报文普通PC机的网卡是不能识别的 下图说明了802.1Q封装tag报文帧结构 带802.1Q的帧是在标准以太网帧上插入了4个字节的标识。其中包含： 2个字节的协议标识符（TPID），当前置0x8100的固定值，表明该帧带有802.1Q的标记信息。
88E6095芯片VLAN技术分析
88E6095芯片VLAN技术分析 MARVEL出产的88E6095芯片是一款较高端的交换芯片，它带有8个FE口和3个GE口，其VLAN功能分析如下（本文档只讨论基于802.1Q的VLAN）： 1交换模式 6095芯片对每个端口支持不同的交换模式，可以通过配置寄存器Port Control 2 （Reg0x08）的Bit11：10来实现，提供的Dsdt接口为： GT_STATUS gvlnSetPortVlanDot1qMode ( IN GT_QD_DEV *dev, IN GT_LPORT port, IN GT_DOT1Q_MODE mode ); 包括4种模式： ●Secure模式：所带VLAN tag必须存在于VTU表中，且入端口必须是该VLAN成员， 否则丢弃报文 ●Check模式：所带VLAN tag必须存在于VTU表中，否则丢弃报文 ●Fallback模式：入端口报文不丢弃 ●802.1Q Disabled：802.1Q关闭，使用端口VLAN模式，所有报文透传 前3种模式都遵循802.1Q规则，报文进入后按照VLAN表项进行转发，不同就在于进入的时候条件限制，有的未作限制（Fallback模式），有的（Secure模式）要求严格。我们在实现基于802.1Q的VLAN时采用第1种，Secure模式。报文进来时先识别所带的VLAN tag。若所带VLAN tag未存在于VLAN表项中，或者进来的端口不属于该VLAN tag的VLAN成员，报文被丢弃，顺利进入的报文则指定VLAN tag的VID进行转发；若报文中不带VLAN tag，则判断该端口的缺省VLAN（PVID），当端口未加入缺省VLAN，报文被丢弃，当端口已经加入缺省VLAN 时，则指定PVID进行转发。 我们在实现基于端口的VLAN时采用第4种，802.1Q Disabled。此时端口不识别报文所带的VLAN tag，被认为是不带VLAN tag的报文并被加上它的PVID，结合VLANTable（Port Base VLAN Table）的取值，查找MAC表进行转发。
VLAN工作原理(VLAN通信原理)详解
VLAN工作原理(VLAN通信原理)详解 VLAN工作原理即VLAN通信原理 1、vlan基本通信原理 为了提高处理效率,交换机内部的数据帧一律都带有VLAN Tag,以统一方式处理。当一个数据帧进入交换机接口时,如果没有带VLAN Tag,且该接口上配置了PVID(Port Default VLAN ID),那么,该数据帧就会被标记上接口的PVID。如果数据帧已经带有VLAN Tag,那么,即使接口已经配置了PVID,交换机不会再给数据帧标记VLAN Tag。 由于接口类型不同,交换机对数据帧的处理过程也不同。下面根据不同的接口类型分别介绍。
由于设备所有的接口都默认加入VLAN1,因此当网络中存在VLAN1的未知单播、组播或者广播报文时,可能会引起广播风暴。对于不需要加入VLAN1的接口及时退出VLAN1,避免环路。 2、VLAN内跨越交换机通信原理 有时属于同一个VLAN的用户主机被连接在不同的交换机上。当VLAN跨越交换机时,就需要交换机间的接口能够同时识别与发送跨越交换机的VLAN报文。这时,需要用到Trunk Link技术。 Trunk Link有两个作用: 1、中继作用: 把VLAN报文透传到互联的交换机。 2、干线作用: 一条Trunk Link上可以传输多个VLAN的报文。 图1 Trunk Link通信方式示意图
例如在上图1所示的网络中,为了让DeviceA与DeviceB之间的链路既支持VLAN2内的用户通讯又支持VLAN3内的用户通讯,需要配置连接接口同时加入两个VLAN。 即应配置DeviceA的以太网接口Port2与DeviceB的以太网接口Port1同时加入VLAN2与VLAN3。 当用户主机Host A发送数据给用户主机Host B时,数据帧的发送过程如下:数据帧首先到达DeviceA的接口Port4。 接口Port4给数据帧加上Tag,Tag的VID字段填入该接口所属的VLAN的编号2。 DeviceA查询自己的MAC地址表中就是否存在目的地址为DeviceB的MAC地址的转发表项。 如果存在,DeviceA将数据帧转发给接口Port2。 如果不存在,DeviceA会将数据帧发送到本设备上除port4接口外的所有属于VLAN2的接口。 接口Port2将帧转发到DeviceB上。 DeviceB收到数据帧后,会查询自己的MAC地址表中就是否存在目的地址为Host B的MAC地址的转发表项。 如果存在,DeviceB会将数据帧发送给出接口Port3。 如果不存在,DeviceB会将数据帧发送到本设备上除port1接口外的所有属于VLAN2的接口。 接口Port3将数据帧发送给主机Host B。 本文转自重庆网管博客: