VLAN的概念及优势
VLAN的概念及优势
VLAN（虚拟局域网）是一种在物理网络上划分逻辑网络的技术，可以有效控制广播域，增强网络安全性，并简化网络管理。本文将详细介绍VLAN的基本概念、优势、种类、配置方法以及相关技术如TRUNK和三层交换机的工作原理。
一、VLAN的概念及优势
1. 分割广播域
- 物理分割
- 逻辑分割
二、广播域
在传统的交换式以太网中，所有的用户都在同一个广播域中，当网络规模较大时，广播包的数量会急剧增加，当广播包的数量占到总量的 30%时，网络的传输效率将会明显下降。特别是当某网络设备出现故障后，就会不停地向网络发送广播，从而导致广播风暴，使网络通信陷于瘫痪，那么如何解决这个问题
三、VLAN
- VLAN(Virtual Local Area Network)，中文称为虚拟局域网。是一组逻辑上隔离的设备和用户。这些设备和用户不受物理位置限制，可根据部门或组等进行灵活划分，保障信息安全， 同时隔绝广播信息，提升网络效能，防止广播风暴的产生
- vlan范围（0-4095共4096个）1-4094可用的
1. VLAN的优势
控制广播
每个 VLAN 都是一个独立的广播域，这样就减少了广播对网络带宽的占用，提高了网络传输效率，并且一个 VLAN 出现了广播风暴不会影响其他的 VLAN增强网络安全性
由于只能在同一 VLAN 内的端口之间交换数据，不同 VLAN 的端口之间不能直接访问， 因此 VLAN 可以限制个别主机访问服务器等资源。所以，通过划分 VLAN 可以提高网络的安全性简化网络管理
一个 VLAN 可以根据部内职能、对象组或应用将不同地理位置的用户划分为一个逻辑网段，在不改动网络物理连接的情况下可以任意地将工作站在工作组 或子网之间移动。利用 VLAN 技术，大大减轻了网络管理和维护工作的负担，降低了网络维护的费用
四、VLAN的种类
1. 静态VLAN
基于端口划分静态VLAN
（通过将接口加入vlan来分配对应的vlan，接入到这个接口的都属于这个vlan）
2. 动态VLAN
基于MAC地址划分动态VLAN
（基于mac地址的vlan，把mac地址跟vlan对应，只要是这个mac地址的设备就属于这个vlan，而不管我是接在哪个接口上）
五、静态VLAN的配置
1. 静态VLAN范围
VLAN ID范围 范围 用途
- 0,4095 保留 仅限于系统使用用户不能查看和使用这些VLAN
- 1 正常 默认VLAN用户能够使用该VLAN，但是不能删除它
- 2~1001 正常 用于以太网的VLAN，用户可以创建，使用和删 除这些VLAN
- 1002~1005 正常 用于FDDI和令牌环的CISCO默认VLAN 用户不能 删除这些VLAN
- 1006~1024 保留 仅限系统使用用户不能查看和使用这些VLAN
- 1025~4094 扩展 经用于以太网VLAN
2. 配置静态VLAN的步骤
- 创建VLAN
- 将交换机的端口加入到相应的VLAN中
- 验证VLAN的配置
静态VLAN有两种配置方式：VLAN数据库和全局配置
六、TRUNK介绍与配置
TRUNK的作用
- 为多个VLAN提供一条链路
- 只使用一条链路，通过标识区分不同VLAN的数据
- 交换机给往其他交换机的数据帧打上VLAN 标识
- 简化了网络结构，管理更灵活
VLAN标识 IEEE802.1q
如何实现跨交换机之间的vlan通信
场景：比如说把公司分为好几个部门，每个部门划分在一个vlan当中，但是现在的问题是部门较多，于是在不同的交换机上划分了vlan，相同的vlan跨越了交换机之后如何通信，中间互联的接口还如何配置vlan？
vlan跨交换机通信过程
VLAN的作用是分割广播域，处于不同VLAN的端口在二层无法通信。两台交换机处于同一VLAN间的端口要想通信，需要用线连接起来。VLAN最多可以设定4000多个，两台交换机之间当然不可能连4000多根线。因此用一根骨干链路Trunk来连接两台交换机，作用就是让两台交换机上处于相同VLAN的端口能互相通信。Trunk上用特殊的封装方式来支持转发不同的VLAN的帧。
配置
七、三层交换机转发原理
1. 三层交换技术
/
- 使用三层交换技术实现VLAN间通信
- 三层交换=二层交换+三层转发
2. mls
三层转发过程中要重新封装第二层
三层交换机上，第三层引擎处理数据流的第一个包
交换ASIC从3层引擎中获悉2层重写在硬件中创建一个MLS条目
负责重写和转发数据流中的后续数据包
一次路由多次交换
3. 基于CEF的MLS
3.1 CEF是一种基于拓补转发的模型
fib(转发信息库)：路由表
fib类似路由表，维护着一个ip路由表中包含的转发信息的镜像，当网络中路由或者拓补结构发生变化，ip路由表就被更新，而这些变化也反映在fib表中，fib表基于ip路由表中信息，维护着下一网段的地址信息，是一个路由表的镜像，路由表更新时，fib随之变化，其中fib包含邻接主机的ip地址和vlanidde对应关系
领接关系表
邻接关系表包含邻接主机和交换机和mac地址的对应关系用来提供二层重写信息
虚接口
三层交换机VLAN间通信的转发过程
八、三层交换机的配置层
本文原文来自CSDN