艾銻知識——什么是VLAN/虛擬局域網(wǎng)

2020-04-14 17:25 作者：艾銻無限 瀏覽量：

 VLAN，是英文Virtual Local Area Network的縮寫，中文名為"虛擬局域網(wǎng)"， VLAN是一種將局域網(wǎng)（LAN）設(shè)備從邏輯上劃分（注意，不是從物理上劃分）成一個個網(wǎng)段（或者說是更小的局域網(wǎng)LAN），從而實

現(xiàn)虛擬工作組（單元）的數(shù)據(jù)交換技術(shù)。

    VLAN這一新興技術(shù)主要應用于交換機和路由器中，但目前主流應用還是在交換機之中。不過不是所有交換機都具有此功能，只有三層以上交換機才具有此功能，這一點可以查看相應交換機的說明書即可得

知。VLAN的好處主要有三個： 

    (1)端口的分隔。即便在同一個交換機上，處于不同VLAN的端口也是不能通信的。這樣一個物理的交換機可以當作多個邏輯的交換機使用。

    (2)網(wǎng)絡的安全。不同VLAN不能直接通信，杜絕了廣播信息的不安全性。

    (3)靈活的管理。更改用戶所屬的網(wǎng)絡不必換端口和連線，只更改軟件配置就可以了。






    VLAN技術(shù)的出現(xiàn)，使得管理員根據(jù)實際應用需求，把同一物理局域網(wǎng)內(nèi)的不同用戶邏輯地劃分成不同的廣播域，每一個VLAN都包含一組有著相同需求的計算機工作站，與物理上形成的LAN有著相同的屬性。

由于它是從邏輯上劃分，而不是從物理上劃分，所以同一個VLAN內(nèi)的各個工作站沒有限制在同一個物理范圍中，即這些工作站可以在不同物理LAN網(wǎng)段。由VLAN的特點可知，一個VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量

都不會轉(zhuǎn)發(fā)到其他VLAN中，從而有助于控制流量、減少設(shè)備投資、簡化網(wǎng)絡管理、提高網(wǎng)絡的安全性。 VLAN除了能將網(wǎng)絡劃分為多個廣播域，從而有效地控制廣播風暴的發(fā)生，以及使網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)變得非

常靈活的優(yōu)點外，還可以用于控制網(wǎng)絡中不同部門、不同站點之間的互相訪問。
　　
    VLAN在交換機上的實現(xiàn)方法，可以大致劃分為六類:

    1. 基于端口的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(shù)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(jù)以太網(wǎng)交換機的交換端口來劃分的，它是將VLAN交
換機上的物理端口和VLAN交換機內(nèi)部的PVC（永久虛電路）端口分成若干個組，每個組構(gòu)成一個虛擬網(wǎng)，相當于一個獨立的VLAN交換機。

    對于不同部門需要互訪時，可通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)，并配合基于MAC地址的端口過濾。對某站點的訪問路徑上最靠近該站點的交換機、路由交換機或路由器的相應端口上，設(shè)定可通過的MAC地址集。這樣就可以
防止非法入侵者從內(nèi)部盜用IP地址從其他可接入點入侵的可能。

    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)點是定義VLAN成員時非常簡單，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。它的缺點是如果某用戶離開了原來的端口，
到了一個新的交換機的某個端口，必須重新定義。

    2. 基于MAC地址的VLAN

    這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機的MAC地址來劃分，即對每個MAC地址的主機都配置他屬于哪個組，它實現(xiàn)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)絡用戶從一個物理位置移動到另一個物理位置時，自動保留其所屬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)點就是當用戶物理位置移動時，即從一個交換機換到其他的交換機時，VLAN不用重新配置，因為它是基于用戶，而不是基于交換機的端口。這種方
法的缺點是初始化時，所有的用戶都必須進行配置，如果有幾百個甚至上千個用戶的話，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(zhí)行效率的降低，因為

在每一個交換機的端口都可能存在很多個VLAN組的成員，保存了許多用戶的MAC地址，查詢起來相當不容易。另外，對于使用筆記本電腦的用戶來說，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)絡層協(xié)議的VLAN

    VLAN按網(wǎng)絡層協(xié)議來劃分，可分為IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN網(wǎng)絡。這種按網(wǎng)絡層協(xié)議來組成的VLAN，可使廣播域跨越多個VLAN交換機。這對于希望針對具體應用和服務來組織用戶的

網(wǎng)絡管理員來說是非常具有吸引力的。而且，用戶可以在網(wǎng)絡內(nèi)部自由移動，但其VLAN成員身份仍然保留不變。

    這種方法的優(yōu)點是用戶的物理位置改變了，不需要重新配置所屬的VLAN，而且可以根據(jù)協(xié)議類型來劃分VLAN，這對網(wǎng)絡管理者來說很重要，還有，這種方法不需要附加的幀標簽來識別VLAN，這樣可以減少

網(wǎng)絡的通信量。這種方法的缺點是效率低，因為檢查每一個數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡層地址是需要消耗處理時間的(相對于前面兩種方法)，一般的交換機芯片都可以自動檢查網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)幀頭，但要讓芯片能檢查

IP幀頭，需要更高的技術(shù)，同時也更費時。當然，這與各個廠商的實現(xiàn)方法有關(guān)。

     4. 根據(jù)IP組播的VLAN


    IP 組播實際上也是一種VLAN的定義，即認為一個IP組播組就是一個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，而且也很容易通過路由器進行擴展，主要適合于不在同


一地理范圍的局域網(wǎng)用戶組成一個VLAN，不適合局域網(wǎng)，主要是效率不高。

    5. 按策略劃分的VLAN

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

    6. 按用戶定義、非用戶授權(quán)劃分的VLAN


    基于用戶定義、非用戶授權(quán)來劃分VLAN，是指為了適應特別的VLAN網(wǎng)絡，根據(jù)具體的網(wǎng)絡用戶的特別要求來定義和設(shè)計VLAN，而且可以讓非VLAN群體用戶訪問VLAN，但是需要提供用戶密碼，在得到

VLAN管理的認證后才可以加入一個VLAN。

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