VLAN（Virtual LAN）虚拟局域网

数据来源

1、广播与广播域

        广播：将广播地址做为目标地址的数据帧

        广播域：网络中能接收到同一个广播所有节点的集合（广播域越小越好，收到的垃圾广播越少，这样通信效率更高）

        MAC地址广播

                广播地址为：FF-FF-FF-FF-FF-FF

        IP地址广播

                255.255.255.255

                广播IP地址为IP地址网段的广播地址，如：192.168.1.255 /24

2、广播的危害

        增加网络/终端（PC）负担，传播病毒，安全性

3、如何控制广播？（ 控制广播 = 隔离广播域）

          1）路由器隔离广播（物理隔离广播）

            缺点：成本高、不灵活（比如IT部的人把他电脑插上财务部的网线他就变成财务部的人了）

        2）采用新的技术VLAN来控制广播，VLAN技术是在交换机上实现的，且是通过逻辑隔离划分的广播域。

VLAN技术就是通过将交换机的端口划分为不同的频段，不同的频段之间不能通信，如：频段1不能跟频段2的设备通信，只能跟同一频段的人通信（频段1也可以称为VLAN1），一般只有企业级交换机才有VLAN技术。

如下图：

        PC1（连接在交换机的Fa0/2接口）和PC2（Fa0/3接口）属于同一网段，在配置VLAN之前他们之间是可以互相通信的（使用命令：ping 目标地址），以前只要检查数据帧头的目标MAC地址转发就可以了。

        但是在配置VALAN之后PC1的交换机接口是VLAN1，PC2是VLAN2，PC1和PC2通信时交换机会先查看帧头的源MAC地址看需不需要学习，添加进交换机的MAC地址表，要转发出去时再看目标MAC地址是要转发给谁的，发现是要给Fa0/3接口上的PC2的，然后检查VLAN表判断Fa0/3接口（PC2的接口）和Fa0/2接口（PC1的接口）是否是同一VLAN，不是交换机就会把这个帧给丢弃，就无法进行通信，是，就转发数据，就能正常通信。

注意：就算是同一VLAN但是不同IP网段的话，还是无法通信的，如下图中的PC1和PC3

VLAN表的格式：
    VLAN        接口

    VLAN1       Fa0/2、FA0/3

    VLAN2       Fa0/3、FA0/1

 注意：VLAN技术属于2层技术，工作在交换机上。

4、一个VLAN = 一个广播域 = 一个网段

        1）静态VLAN（常用）

                * 手动配置

                * 基于端口划分的VLAN（VLAN和端口绑定，和插上那台PC没关系，比如：fa0/0被设置为VLAN1那以后无论是谁的电脑插在这个接口内，他都是VLAN1）

        优点：工作量少，一般情况下配置一次就行

        2）动态VLAN

                * 手动配置

                * 基于MAC地址划分的VLAN / 采用802.1x端口认证基于账户来划分VLAN（每台PC的MAC地址都是全球唯一的，在交换机上基于MAC地址划分的VLAN，比如：给PC1绑定了VLAN2那么无论这台电脑连接该交换机的那个端口，他都是属于VLAN2）

        优点：灵活性更高（如给PC1绑定了VLAN2，无论PC1连接那个端口，他都属于VLAN2）

        缺点：工作量大，因为如果员工是自带电脑，无论是入职或离职都要配置一下交换机

5、静态VLAN命令：

        1）创建VLAN

                命令：

                cong t       # 进入全局配置模式

                vlan  ID,ID,ID-ID  # 创建VLAN，可选一个或多个

                name   自定义名称   # 给VLAN定义别名

                exit     # 退到上一级

        2）查看VLAN表

                show vlan brief（brief 简写：b）  # 如果不是在特权模式下，要加 do

        3）将端口加入VLAN

                cong t       # 进入全局配置模式

                int f0/x    # 进入需要配置的端口

                switchport    access  vlan    ID  # 将端口加入VLAN

注意：交换机一般由5个默认的VLAN 

6、实验一（思科/锐捷）：使用VLAN隔离广播区域

       （1）准备一天2960型号交换机，两台PC ，并把PC1配置IP地址为：10.1.1.1/24，PC2配置IP地址为：10.1.1.2/24，然后使用命令：ping 目标地址  # 测试PC1和PC2的网络连通性

        （2）现在使用VLAN技术不让PC1和PC2通信

        en                         # 进入特权模式

        conf  t                  # 全局配置模式

        ho sw1                 # 设置交换机名称

        vlan  ?                 #  查看可选的ID

         vlan  id               # 创建VLAN

        name  名称          # 给VLAN起个名称，方便识别，可选

        exit                       # 退出到上一级，回到全局配置模式

        （3）查看VLAN表检查有没有配置成功 do show vlan brief（brief 简写：b），

        （4）将端口加入到VLAN内（将PC1对应的交换机端口，加入VLAN10，PC2加入20）

                en                                             # 进入特权模式

                conf  t                                      # 全局配置模式

注意如果你已经在全局配置模式下，上面的命令省略

        int   fx/x                                           # 进入需要配置的端口 

        switchport    access  vlan    ID     # 将端口加入到需要的VLAN内

        exit                                                 # 退出到上一级，回到全局配置模式

        （5）使用PC1使用密命令ping一下PC2

                结果是ping不通，因为他们属于不同的VLAN

        （6）可以新加一台PC配置IP为：10.1.1.3 /24 和其它两台PC处于同一网段，那他们之前能通信？

        答案是不能，因为交换机所有没分配VLAN的端口都是属于VLAN1，所以新加的和原来的两台PC不能通信，虽然IP网段一样，但是VLAN不一样

实践才是检验真理的唯一标准，测试一下

 在查看VLAN表

        （7）可以将新加的PC加入VLAN10里面，让他可以和PC1通信

                switchport    access  vlan    10

7、实验二、测试多台交换机对VLAN的影响

        在原来的基础上再买一台交换机、两台PC，进行实验

注意：每台交换机都是独立的，在之前交换机配置的东西，到新的交换机是没有的，他们只是用网线连通，但是配置不共享。 

        1） 设置交换机名称和创建VLAN10和20

                  ho sw1                 # 设置交换机名称

                 vlan  10,20              # 创建VLAN，现实中可以这样批量创建，但是这里模拟软件不支持

                创建VLAN10和20 

                 vlan  10

                 vlan  20

        2）将PC4和PC5对应的交换机接口分别加入到VLAN10和20

                int   fx/x                                           # 进入需要配置的端口 

                switchport    access  vlan    ID     # 将端口加入到需要的VLAN内

         查看VLAN表检查一下

        3）然后给PC4和PC5配置IP让这5台PC都在同一网段，PC4的IP：10.1.1.4 /24   PC5的IP：10.1.1.6

        4）到这里所有的IP和VLAN都配置好了，然后使用第一台交换机PC1去ping一下第二台交换机的PC4，这里台PC都是VLAN1的，IP和是同一网段，正常来说是可以ping通的

 但事实是ping不通

        ping不通的原因：虽然PC1和PC2都是属于VLAN10,ip网段也相同但是他们是属于不同的交换机，两台交换机之间还连着网线，网线还有这对应的端口，之前讲了没有配置的端口默认是VLAN1，数据要从PC1到达PC2就要经过交换机的转发，那就要经过下面这条网线，但是交换机sw1连sw2交换机的端口是VLAM1和PC的VLAn10不是同一个。

         解决方法一：

                把这根网线的两边端口配置成VLAN10，

                缺点：如果频段多，连接两台交换机的网线又要增加，太浪费资源。

解决方法二： 使用 trunk

8、trunk

        1）trunk 介绍

                  把交换机之间的连接端口配置成公共端口（中继端口 / trunk），不属于任何VLAN。

                作用：允许所有VLAN数据通过trunk链路

                方法：通过在数据帧上加标签，来区分不同的VLAN的数据

详细过程：

        所有要经过公共端口的数据帧，都需要打标签，用来区分来自那个VLAN。如：sw1交换机下PC1要和sw2交换机下的PC4通信，PC1把数据帧发送个sw1交换机，sw1交换机都到数据帧后，查看帧中的目标MAC地址，确定转发路线，发现要经过公共端口，就会给该数据帧打上标签：10（表示这个数据帧是来自VLAN10的），然后转发个PC4的交换机（sw2），sw2交换机收到帧后会查看帧的标签，发现是10（要转发给VLAN10的端口）就会把标签拿掉（还原PC1的数据帧，PC不认识标签），然后根据帧头内的目标MAC地址进行转发（转发给PC4）

注意：标签是交换机加的且需要经过公共端口的帧才加表签，到达目标交换机后，目标交换机会把标签拿掉再转发给目标MAC地址的PC

        2）trunk标签：

                1. ISL标签：Cisco（思科）私有的，标签大小30字节26+4（帧前面加26字节，帧尾后面加4字节）不破坏帧结构。

        2. 802.1q标签（常用）：公有协议，所有厂家都支持，标签大小4字节。属于内部标签。（把帧拆分成两半加上标签拼接）

        3）交换机端口链路类型：

                1. 接入端口：也称为access端口，一般用于连接pc，只能属于某1个vlan，也只能传输1个vlan的数据

                2. 中继端口：也称为trunk端口，一般用于连接其他交换机，属于公共端口，允许所有vlan的数据通过

        4）配置trunk命令：

                注意网线的两边端口都要配置才能正常通信

                en   # 进入特权模式

                conf t   # 进入全局配置模式

                int f0/x   # 进入要配置的接口

                switchport  trunk   encapsulation dotlq/isl  （常用dotlq 802.lq标签）# 这个端口如果作为trunk 需要封装成dotlq或isl （可选，模拟器不支持这命令）

                switchport  mode access/trunk （这里用trunk，要还原用access） # 设置端口为中继或接入端口配置trunk 简写：sw m t

                exit   # 退到上一级

 继续完成实验二：

        1）查看一下交换机的VLAN表，会发现连接两台交换机的端口都是VLAN1（默认的），如果一个端口配置成trunk，那该端口就会从VLAN表中消失

        2）把交换机之间的连接端口都配置成trunk

        检查一下VLAN表

        3）最后测试一下，PC1 ping  PC4使用命令：ping 10.1.1.4

到这里就成功解决了使用VALA技术隔离PC产生的广播域因为不同交换机，不能通信的问题。以后不过有多少台交换机，同一个VLAN与IP网段之间就能通信，不同VLAN之间不能通信。