前言

Vlan的劃分方面的問(wèn)題比較多，主要是這方面確實(shí)是弱電中的重點(diǎn)，弱電各個(gè)系統中無(wú)法避免的就是網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的應用，那么今天我們用實(shí)例來(lái)深入的了解VLAN。如果你對VLAN了解不多，那么這篇可以幫助你深入的學(xué)習VLAN。

一、VLAN基礎

VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名為"虛擬局域網(wǎng)"，注意不是"VPN"（虛擬專(zhuān)用網(wǎng)）。VLAN是一種將局域網(wǎng)設備從邏輯上劃分（注意，不是從物理上劃分）成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段，從而實(shí)現虛擬工作組的新興數據交換技術(shù)。這一新興技術(shù)主要應用于交換機和路由器中，但主流應用還是在交換機之中。但又不是所有交換機都具有此功能，只有VLAN協(xié)議的第三層以上交換機才具有此功能，這一點(diǎn)可以查看相應交換機的說(shuō)明書(shū)即可得知。

IEEE于1999年頒布了用以標準化VLAN實(shí)現方案的802.1Q協(xié)議標準草案。VLAN技術(shù)的出現，使得管理員根據實(shí)際應用需求，把同一物理局域網(wǎng)內的不同用戶(hù)邏輯地劃分成不同的廣播域，每一個(gè)VLAN都包含一組有著(zhù)相同需求的計算機工作站，與物理上形成的LAN有著(zhù)相同的屬性。

交換技術(shù)的發(fā)展，也加快了新的交換技術(shù)（VLAN）的應用速度。通過(guò)將企業(yè)網(wǎng)絡(luò )劃分為虛擬網(wǎng)絡(luò )VLAN網(wǎng)段，可以強化網(wǎng)絡(luò )管理和網(wǎng)絡(luò )安全，控制不必要的數據廣播。在共享網(wǎng)絡(luò )中，一個(gè)物理的網(wǎng)段就是一個(gè)廣播域。而在交換網(wǎng)絡(luò )中，廣播域可以是有一組任意選定的第二層網(wǎng)絡(luò )地址（MAC地址）組成的虛擬網(wǎng)段。這樣，網(wǎng)絡(luò )中工作組的劃分可以突破共享網(wǎng)絡(luò )中的地理位置限制，而完全根據管理功能來(lái)劃分。這種基于工作流的分組模式，大大提高了網(wǎng)絡(luò )規劃和重組的管理功能。在同一個(gè)VLAN中的工作站，不論它們實(shí)際與哪個(gè)交換機連接，它們之間的通訊就好象在獨立的交換機上一樣。同一個(gè)VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽(tīng)到，而不會(huì )傳輸到其他的 VLAN中去，這樣可以很好的控制不必要的廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。同時(shí)，若沒(méi)有路由的話(huà)，不同VLAN之間不能相互通訊，這樣增加了企業(yè)網(wǎng)絡(luò )中不同部門(mén)之間的安全性。網(wǎng)絡(luò )管理員可以通過(guò)配置VLAN之間的路由來(lái)全面管理企業(yè)內部不同管理單元之間的信息互訪(fǎng)。交換機是根據用戶(hù)工作站的MAC地址來(lái)劃分VLAN的。所以，用戶(hù)可以自由的在企業(yè)網(wǎng)絡(luò )中移動(dòng)辦公，不論他在何處接入交換網(wǎng)絡(luò )，他都可以與VLAN內其他用戶(hù)自如通訊。

VLAN網(wǎng)絡(luò )可以是有混合的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型設備組成，比如：10M以太網(wǎng)、100M以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、FDDI、CDDI等等，可以是工作站、服務(wù)器、集線(xiàn)器、網(wǎng)絡(luò )上行主干等等。

二、VLAN的劃分方法

VLAN在交換機上的實(shí)現方法，可以大致劃分為六類(lèi):

1. 基于端口劃分的VLAN

這是最常應用的一種VLAN劃分方法，應用也最為廣泛、最有效，目前絕大多數VLAN協(xié)議的交換機都提供這種VLAN配置方法。這種劃分VLAN的方法是根據以太網(wǎng)交換機的交換端口來(lái)劃分的，它是將VLAN交換機上的物理端口和VLAN交換機內部的PVC（永久虛電路）端口分成若干個(gè)組，每個(gè)組構成一個(gè)虛擬網(wǎng)，相當于一個(gè)獨立的VLAN交換機。

對于不同部門(mén)需要互訪(fǎng)時(shí)，可通過(guò)路由器轉發(fā)，并配合基于MAC地址的端口過(guò)濾。對某站點(diǎn)的訪(fǎng)問(wèn)路徑上最靠近該站點(diǎn)的交換機、路由交換機或路由器的相應端口上，設定可通過(guò)的MAC地址集。這樣就可以防止非法入侵者從內部盜用IP地址從其他可接入點(diǎn)入侵的可能。

從這種劃分方法本身我們可以看出，這種劃分的方法的優(yōu)點(diǎn)是定義VLAN成員時(shí)非常簡(jiǎn)單，只要將所有的端口都定義為相應的VLAN組即可。適合于任何大小的網(wǎng)絡(luò )。它的缺點(diǎn)是如果某用戶(hù)離開(kāi)了原來(lái)的端口，到了一個(gè)新的交換機的某個(gè)端口，必須重新定義。

2. 基于MAC地址劃分VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據每個(gè)主機的MAC地址來(lái)劃分，即對每個(gè)MAC地址的主機都配置他屬于哪個(gè)組，它實(shí)現的機制就是每一塊網(wǎng)卡都對應唯一的 MAC地址，VLAN交換機跟蹤屬于VLAN MAC的地址。這種方式的VLAN允許網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)從一個(gè)物理位置移動(dòng)到另一個(gè)物理位置時(shí)，自動(dòng)保留其所屬VLAN的成員身份。

由這種劃分的機制可以看出，這種VLAN的劃分方法的最大優(yōu)點(diǎn)就是當用戶(hù)物理位置移動(dòng)時(shí)，即從一個(gè)交換機換到其他的交換機時(shí)，VLAN不用重新配置，因為它是基于用戶(hù)，而不是基于交換機的端口。這種方法的缺點(diǎn)是初始化時(shí)，所有的用戶(hù)都必須進(jìn)行配置，如果有幾百個(gè)甚至上千個(gè)用戶(hù)的話(huà)，配置是非常累的，所以這種劃分方法通常適用于小型局域網(wǎng)。而且這種劃分的方法也導致了交換機執行效率的降低，因為在每一個(gè)交換機的端口都可能存在很多個(gè)VLAN組的成員，保存了許多用戶(hù)的MAC地址，查詢(xún)起來(lái)相當不容易。另外，對于使用筆記本電腦的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，他們的網(wǎng)卡可能經(jīng)常更換，這樣VLAN就必須經(jīng)常配置。

3. 基于網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議劃分VLAN

VLAN按網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議來(lái)劃分，可分為IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN網(wǎng)絡(luò )。這種按網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議來(lái)組成的 VLAN，可使廣播域跨越多個(gè)VLAN交換機。這對于希望針對具體應用和服務(wù)來(lái)組織用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )管理員來(lái)說(shuō)是非常具有吸引力的。而且，用戶(hù)可以在網(wǎng)絡(luò )內部自由移動(dòng)，但其VLAN成員身份仍然保留不變。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是用戶(hù)的物理位置改變了，不需要重新配置所屬的VLAN，而且可以根據協(xié)議類(lèi)型來(lái)劃分VLAN，這對網(wǎng)絡(luò )管理者來(lái)說(shuō)很重要，還有，這種方法不需要附加的幀標簽來(lái)識別VLAN，這樣可以減少網(wǎng)絡(luò )的通信量。這種方法的缺點(diǎn)是效率低，因為檢查每一個(gè)數據包的網(wǎng)絡(luò )層地址是需要消耗處理時(shí)間的(相對于前面兩種方法)，一般的交換機芯片都可以自動(dòng)檢查網(wǎng)絡(luò )上數據包的以太網(wǎng)禎頭，但要讓芯片能檢查IP幀頭，需要更高的技術(shù)，同時(shí)也更費時(shí)。當然，這與各個(gè)廠(chǎng)商的實(shí)現方法有關(guān)。

4. 根據IP組播劃分VLAN

IP 組播實(shí)際上也是一種VLAN的定義，即認為一個(gè)IP組播組就是一個(gè)VLAN。這種劃分的方法將VLAN擴大到了廣域網(wǎng)，因此這種方法具有更大的靈活性，而且也很容易通過(guò)路由器進(jìn)行擴展，主要適合于不在同一地理范圍的局域網(wǎng)用戶(hù)組成一個(gè)VLAN，不適合局域網(wǎng)，主要是效率不高。

5. 按策略劃分VLAN

基于策略組成的VLAN能實(shí)現多種分配方法，包括VLAN交換機端口、MAC地址、IP地址、網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議等。網(wǎng)絡(luò )管理人員可根據自己的管理模式和本單位的需求來(lái)決定選擇哪種類(lèi)型的VLAN 。

6. 按用戶(hù)定義、非用戶(hù)授權劃分VLAN

基于用戶(hù)定義、非用戶(hù)授權來(lái)劃分VLAN，是指為了適應特別的VLAN網(wǎng)絡(luò )，根據具體的網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)的特別要求來(lái)定義和設計VLAN，而且可以讓非VLAN群體用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)VLAN，但是需要提供用戶(hù)密碼，在得到VLAN管理的認證后才可以加入一個(gè)VLAN。

三、VLAN的優(yōu)越性

任何新技術(shù)要得到廣泛支持和應用，肯定存在一些關(guān)鍵優(yōu)勢，VLAN技術(shù)也一樣，它的優(yōu)勢主要體現在以下幾個(gè)方面：

1. 增加了網(wǎng)絡(luò )連接的靈活性

借助VLAN技術(shù)，能將不同地點(diǎn)、不同網(wǎng)絡(luò )、不同用戶(hù)組合在一起，形成一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，就像使用本地LAN一樣方便、靈活、有效。VLAN可以降低移動(dòng)或變更工作站地理位置的管理費用，特別是一些業(yè)務(wù)情況有經(jīng)常性變動(dòng)的公司使用了VLAN后，這部分管理費用大大降低。

2. 控制網(wǎng)絡(luò )上的廣播

VLAN可以提供建立防火墻的機制，防止交換網(wǎng)絡(luò )的過(guò)量廣播。使用VLAN，可以將某個(gè)交換端口或用戶(hù)賦于某一個(gè)特定的VLAN組，該VLAN組可以在一個(gè)交換網(wǎng)中或跨接多個(gè)交換機， 在一個(gè)VLAN中的廣播不會(huì )送到VLAN之外。同樣，相鄰的端口不會(huì )收到其他VLAN產(chǎn)生的廣播。這樣可以減少廣播流量，釋放帶寬給用戶(hù)應用，減少廣播的產(chǎn)生。

3. 增加網(wǎng)絡(luò )的安全性

因為一個(gè)VLAN就是一個(gè)單獨的廣播域，VLAN之間相互隔離，這大大提高了網(wǎng)絡(luò )的利用率，確保了網(wǎng)絡(luò )的安全保密性。人們在LAN上經(jīng)常傳送一些保密的、關(guān)鍵性的數據。保密的數據應 提供訪(fǎng)問(wèn)控制等安全手段。一個(gè)有效和容易實(shí)現的方法是將網(wǎng)絡(luò )分段成幾個(gè)不同的廣播組，網(wǎng)絡(luò )管理員限制了VLAN中用戶(hù)的數量，禁止未經(jīng)允許而訪(fǎng)問(wèn)VLAN中的應用。交換端口可以基于應用類(lèi)型和訪(fǎng)問(wèn)特權來(lái)進(jìn)行分組，被限制的應用程序和資源一般置于安全性VLAN中。

四、VLAN網(wǎng)絡(luò )的配置實(shí)例

為了給大家一個(gè)真實(shí)的配置實(shí)例學(xué)習機會(huì )，下面就以典型的中型局域網(wǎng)VLAN配置為例向各位介紹目前最常用的按端口劃分VLAN的配置方法。

某公司有100臺計算機左右，主要使用網(wǎng)絡(luò )的部門(mén)有：生產(chǎn)部(20)、財務(wù)部(15)、人事部(8)和信息中心(12)四大部分。

網(wǎng)絡(luò )基本結構為：整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中干部分采用3臺Catalyst 1900網(wǎng)管型交換機（分別命名為：Switch1、Switch2和Switch3，各交換機根據需要下接若干個(gè)集線(xiàn)器，主要用于非VLAN用戶(hù)，如行政文書(shū)、臨時(shí)用戶(hù)等）、一臺Cisco 2514路由器，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )都通過(guò)路由器Cisco 2514與外部互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接。

所連的用戶(hù)主要分布于四個(gè)部分，即：生產(chǎn)部、財務(wù)部、信息中心和人事部。主要對這四個(gè)部分用戶(hù)單獨劃分VLAN，以確保相應部門(mén)網(wǎng)絡(luò )資源不被盜用或破壞。

現為了公司相應部分網(wǎng)絡(luò )資源的安全性需要，特別是對于像財務(wù)部、人事部這樣的敏感部門(mén)，其網(wǎng)絡(luò )上的信息不想讓太多人可以隨便進(jìn)出，于是公司采用了 VLAN的方法來(lái)解決以上問(wèn)題。通過(guò)VLAN的劃分，可以把公司主要網(wǎng)絡(luò )劃分為：生產(chǎn)部、財務(wù)部、人事部和信息中心四個(gè)主要部分，對應的VLAN組名為： Prod、Fina、Huma、Info，各VLAN組所對應的網(wǎng)段如下表所示。

VLAN 號

VLAN 名 端口號

2 Prod Switch 1 2-21

3 Fina Switch2 2-16

4 Huma Switch3 2-9

5 Info Switch3 10-21

【注】之所以把交換機的VLAN號從"2"號開(kāi)始，那是因為交換機有一個(gè)默認的VLAN，那就是"1"號VLAN，它包括所有連在該交換機上的用戶(hù)。

VLAN的配置過(guò)程其實(shí)非常簡(jiǎn)單，只需兩步：

（1）為各VLAN組命名；

（2）把相應的VLAN對應到相應的交換機端口。

下面是具體的配置過(guò)程：

第1步：設置好超級終端，連接上1900交換機，通過(guò)超級終端配置交換機的VLAN，連接成功后出現如下所示的主配置界面（交換機在此之前已完成了基本信息的配置）：

1 user(s) now active on Management Console.

User Interface Menu

[M] Menus

[K] Command Line

[I] IP Configuration

Enter Selection:

【注】超級終端是利用Windows系統自帶的"超級終端"（Hypertrm）程序進(jìn)行的，具體參見(jiàn)有關(guān)資料。

第2步：?jiǎn)螕?K"按鍵，選擇主界面菜單中"[K] Command Line"選項 ，進(jìn)入如下命令行配置界面：

CLI session with the switch is open.

To end the CLI session,enter [Exit ].

此時(shí)我們進(jìn)入了交換機的普通用戶(hù)模式，就象路由器一樣，這種模式只能查看現在的配置，不能更改配置，并且能夠使用的命令很有限。所以我們必須進(jìn)入"特權模式"。

第3步：在上一步">"提示符下輸入進(jìn)入特權模式命令"enable"，進(jìn)入特權模式，命令格式為">enable"，此時(shí)就進(jìn)入了交換機配置的特權模式提示符：

＃c onfig t

Enter configuration commands,one per line.End with CNTL/Z

(config)#

第4步：為了安全和方便起見(jiàn)，我們分別給這3個(gè)Catalyst 1900交換機起個(gè)名字，并且設置特權模式的登陸密碼。下面僅以Switch1為例進(jìn)行介紹。配置代碼如下：

(config)#hostname Switch1

Switch1(config)# enable password level 15 XXXXXX

Switch1(config)#

【注】特權模式密碼必須是4~8位字符這，要注意，這里所輸入的密碼是以明文形式直接顯示的，要注意保密。交換機用 level 級別的大小來(lái)決定密碼的權限。Level 1 是進(jìn)入命令行界面的密碼，也就是說(shuō)，設置了 level 1 的密碼后，你下次連上交換機，并輸入 K 后，就會(huì )讓你輸入密碼，這個(gè)密碼就是 level 1 設置的密碼。而 level 15 是你輸入了"enable"命令后讓你輸入的特權模式密碼。

第5步：設置VLAN名稱(chēng)。因四個(gè)VLAN分屬于不同的交換機，VLAN命名的命令為" vlan vlan號 name vlan名稱(chēng) ，在Switch1、Switch2、Switch3、交換機上配置2、3、4、5號VLAN的代碼為：

Switch1 (config)#vlan 2 name Prod

Switch2 (config)#vlan 3 name Fina

Switch3 (config)#vlan 4 name Huma

Switch3 (config)#vlan 5 name Info

【注】以上配置是按表1規則進(jìn)行的。

第6步：上一步我們對各交換機配置了VLAN組，現在要把這些VLAN對應于表1所規定的交換機端口號。對應端口號的命令是"vlan- membership static/ dynamic VLAN號 "。在這個(gè)命令中"static"(靜態(tài))和"dynamic"(動(dòng)態(tài))分配方式兩者必須選擇一個(gè)，不過(guò)通常都是選擇"static"(靜態(tài))方式。 VLAN端口號應用配置如下：

（1）. 名為"Switch1"的交換機的VLAN端口號配置如下：

Switch1(config)#int e0/2

Switch1(config-if)#vlan-membership static 2

Switch1(config-if)#int e0/3

Switch1(config-if)#vlan-membership static 2

Switch1(config-if)#int e0/4

Switch1(config-if)#vlan-membership static 2

……

Switch1(config-if)#int e0/20

Switch(config-if)#vlan-membership static 2

Switch1(config-if)#int e0/21

Switch1(config-if)#vlan-membership static 2

Switch1(config-if)#

【注】"int"是"nterface"命令縮寫(xiě)，是接口的意思。"e0/3"是"ethernet 0/2"的縮寫(xiě)，代表交換機的0號模塊2號端口。

（2）. 名為"Switch2"的交換機的VLAN端口號配置如下：

Switch2(config)#int e0/2

Switch2(config-if)#vlan-membership static 3

Switch2(config-if)#int e0/3

Switch2(config-if)#vlan-membership static 3

Switch2(config-if)#int e0/4

Switch2(config-if)#vlan-membership static 3

……

Switch2(config-if)#int e0/15

Switch2(config-if)#vlan-membership static 3

Switch2(config-if)#int e0/16

Switch2(config-if)#vlan-membership static 3

Switch2(config-if)#

（3）. 名為"Switch3"的交換機的VLAN端口號配置如下(它包括兩個(gè)VLAN組的配置)，先看VLAN 4（Huma）的配置代碼：

Switch3(config)#int e0/2

Switch3(config-if)#vlan-membership static 4

Switch3(config-if)#int e0/3

Switch3(config-if)#vlan-membership static 4

Switch3(config-if)#int e0/4

Switch3(config-if)#vlan-membership static 4

……

Switch3(config-if)#int e0/8

Switch3(config-if)#vlan-membership static 4

Switch3(config-if)#int e0/9

Switch3(config-if)#vlan-membership static 4

Switch3(config-if)#

下面是VLAN5（Info）的配置代碼：

Switch3(config)#int e0/10

Switch3(config-if)#vlan-membership static 5

Switch3(config-if)#int e0/11

Switch3(config-if)#vlan-membership static 5

Switch3(config-if)#int e0/12

Switch3(config-if)#vlan-membership static 5

……

Switch3(config-if)#int e0/20

Switch3(config-if)#vlan-membership static 5

Switch3(config-if)#int e0/21

Switch3(config-if)#vlan-membership static 5

Switch3(config-if)#

好了，我們已經(jīng)按表1要求把VLAN都定義到了相應交換機的端口上了。為了驗證我們的配置，可以在特權模式使用"show vlan"命令顯示出剛才所做的配置，檢查一下是否正確。

以上是就思科交換機的VLAN配置進(jìn)行介紹了，其它交換機的VLAN配置方法基本類(lèi)似，參照有關(guān)交換機說(shuō)明書(shū)即可。