• HCIP---VLAN

    前言

    VLAN技术是现代企业网络和数据中心网络的核心技术之一。本文将重点针对VLAN技术进行详解。

    一.VLAN概述

       VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）是一种基于交换机和网络设备的划分技术，可以将不同区域的计算机、服务器和网络设备分成逻辑上的“虚拟”子网，使得不同的虚拟子网在物理上可以处于同一局域网中，但彼此之间相互隔离，从而增强网络的安全性、可管理性和灵活性。   

        VLAN技术可以通过交换机的端口配置、MAC地址、IP地址、协议类型等多种方式进行划分，从而为网络管理员提供更加细致和灵活的网络管理方式。

    作用： 

    • 隔离广播域，让每个节点（比如电脑、手机）不需要收到太多无关的广播包，从而减少计算性能和网络带宽的无谓消耗。从而保证局域网的性能。
    • 隔离常见病毒与攻击，这样即使某个主机感染了arp攻击病毒、dhcp攻击病毒等常见局域网病毒，影响的范围也只限于本vlan，不会影响到其他vlan，可以将故障限制在比较小的范围。一来造成的影响小，二来排查故障也更加容易。

     二.VLAN基础认识

     ​​​

     VLAN ID:     

    1. #查看vlan信息
    2. [Huawei]display vlan

     

    •  VID--VLAN ID

     IEEE组织将VLAN技术颁布在 802.1Q标准中，该标准中中定义了VID由12位二进制数构成。

     其中0和4095不可用于VID ,因此VID的取值范围为：1-4094，设备默认存在 VLAN 1 。

    VLAN 执行表格 

    • 查看 VLAN 执行表格 
    [LSW1]display port vlan active

     

     VLAN端口类别

    •  交换机的转发原理：

        当数据通过交换机的接口进入交换机时，交换机首先查看数据包中的源MAC地址和接口的映射关系 ，同时，记录接口对应的VID。若目标MAC地址在地址表中映射的VID 和源MAC 映射的VID 相同，则进行单播转发，否则，交换机将通过VID 和源MAC地址映射的VID相同的接口泛洪。 

    •  一层VLAN (物理VLAN):给对应的接口和VLAN ID 作映射 
    • 二层VLAN：将MAC地址和VLAN ID 作映射
    • 三层VLAN;基于数据帧中的类型字段和VID 作映射(例：IPv4属于VID2 IPv6属于VID3)

    如上图，LSW 2 为了区分 LSW 1 发送的数据包并将数据包发送到对应的vlan 中(例如：将LSW1 vlan1中的数据传送到 LSW2 中的vlan1)，需要将数据帧打上标签Tag。

    •  未打标签的数据帧为以太网二进制帧（untagged帧）

    •  在以太网二进制帧的源MAC和Type之间打上Tag标签的帧为802.1Q帧（Tag帧）

     Tag帧用于交换机之间区分数据来源，而交换机与电脑之间数据帧格式为以太网二进制帧帧格式无需使用Tag帧来区分数据，根据此特点，将交换机的接口分为以下几种类型：

    •  PVID

    接口的VID,反应的接口所属的VLAN ID，PVID默认为1

    华为·体系下，所有进入交换机的数据帧必须是tagged帧，因此数据帧在进入交换机之前必须打上进入接口的PVID标签。 

    •  VLAN List

    当数据通过该端口进入/出去访问其它VLAN 时，如果该端口的VLAN List 的值中有对应VLAN的VID，则允许访问。

    • Access接口

     交换机和电脑之间的链路称为Access链路，Access链路对应的交换机接口为Access接口。

    特点：

         只允许发送和接收未打标记的数据帧，Access端口只属于一个Vlan，且仅向Vid = access端口PVid的VLAN 转发数据帧，故Vlan内所有端口都处于untagged状态。Access端口在从主机接收帧时，给帧加上Tag标签；在向主机发送帧时，将帧中的Tag标签剥掉。 

         Access接口可以修改PVID,可以修改执行列表中的 VLAN List  ，无法修改封装类型

    • Trunk接口

    交换机和交换机之间的链路称为Trunk链路，Trunk链路对应的交换机接口为Trunk接口。 

    特点：

        Trunk端口允许多个Vlan的带标签帧通过，在收发帧时保留Tag标签。在它所属的这些Vlan中，对于报文中Vid = 转发报文的trunk端口PVid，它处于Untagged port状态，此时针对报文中Tag标签值和Trunk接口PVID相同的，trunk端口发出该报文时将剥离标签转发；对于Vid ≠ 端口PVid的报文，它处于Tagged port状态，不会剥离标签。

     Access接口可以修改PVID,可以修改执行列表中的 VLAN List  ，Trunk端口对应的执行列表中VLAN List可以存在多个VLAN，但无法修改封装类型 。

    • Hybrid接口

        交换机上既可连接用户主机又可连接其他交换机的端口，它既可连接接入链路又可连接汇聚链路。Hybrid 端口允许多个Vlan的帧通过，并可在出端口方向将某些Vlan帧的Tag标签剥掉。

      Hybrid 接口可以修改PVID,可以修改执行列表中的 VLAN List  ，Trunk端口对应的执行列表中VLAN List可以存在多个VLAN，可以修改封装类型 。

    案例分析： 

    判断PC7是否可以正常访问PC8

     分析：

       当PC7访问PC8时，报文来到LSW 4 的0/0/2 接口时，access类型的端口会给主机发送过来的报文打上标签Tag 2，当报文进入交换机来到LSW4 的0/0/1 接口时，Trunk类型的端口会检查Tag标签值是否和PVID相等，图中Tag=PVID，则剥离标签。

       当数据包来到LSW5 的0/0/1接口时，Trunk类型的端口会打上标签Tag=3，数据包进入交换机LSW 5来到接口 0/0/2 时，首先查看VLAN List允许通过的VLAN，接着access类型的端口会将Tag值和PVID比较，相等则剥离标签转发，上图相同，则PC7的数据包可以发送给PC8。

    配置命令：

     

     配置要求：

    在路由器上配置虚拟接口，子接口0.1允许VLAN 3 流量通过，子接口0.2允许VLAN 2流量通过

    其余配置如上图所示，全网可达。

    •  关闭配置命令的提示信息
    [LSW1]undo info-center enable
    •  创建VLAN：
    [LSW1]vlan 2
    •  将接口划入VLAN
    1. [LSW1]interface Gigabitethernet 0/0/3
    2. #选择链路类型
    3. [LSW1-GigabitEthernet0/0/3]port link-type access
    4.  
    5. #上一步已已将0/0/1接口对应的链路设定为access链路
    6. #将0/0/1接口对应的链路划入指定VLAN，指定该链路允许通过的VLAN数据
    7. #原因：access链路仅向指定的VLAN发送数据
    8. [LSW1-GigabitEthernet0/0/3]port default vlan 2
    9.  
    10. 其余配置如上
    •  创建子接口管理不同VLAN
    1. #创建虚拟接口
    2. [R1]interface GigabitEthernet 0/0/0.1
    3. [R1-GigabitEthernet-0/0/0.1]ip address 192.168.1.254 24
    4. #只有交换机可以识别标签，因此需要设置使子接口能够识别标签
    5. [R1-GigabitEthernet-0/0/0.1]dot1q termination vid 2
    6. #子接口并非真实接口无法回复ARP应答包，需要开启ARP广播
    7. [R1-GigabitEthernet-0/0/0.1]arp broadcast enable
    8.  
    9. 子接口0.2配置如上图
    •  配置trunk接口
    1. [sw1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk
    2. #设置允许通过的VLAN
    3. [sw1-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan 2
    4. [sw1-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan 3
    •  拓展配置
    1. #批量创建VLAN 1-vlan 5
    2. [LSW1]vlan bantch 1 to 5
    3. #单独创建vlan 1 3 5
    4. [LSW1]vlan batch 1 3 5
    5. #批量删除
    6. [LSW1]undo vlan bantch 1 to 5、
    7.  
    8. #为了提高效率批量配置，可以创建一个临时接口组，将接口划入到接口组中
    9. [LSW1]port-group group-member GIgabitEthernet 0/0/1 GIgabitEthernet 0/0/2
    10. #进入接口组视图进行批量创建，将0/0/1 和 0/0/2 接口同时划入vlan 2
    11. [LSW1-port-group]port link-type access
    12. [LSW1-port-group]port default vlan 2
    13.  
    14. #修改PVID
    15. [LSW1-GigabitEthernet0/0/2]port hybrid pvid vlan 2
    16. #设置接口转发数据到指定VLAN时不带标签且修改VLAN List允许指定VLAN的流量通过
    17. [LSW1-GigabitEthernet0/0/2]port hybrid untagged vlan 2 3 4

     三.三层交换机

    VLANIF接口(交换机虚拟接口)

    作用：

      VLANIF接口是一种逻辑接口，用于连接VLAN和物理接口。在华为交换机上，VLANIF接口是通过VLANIF概念来实现的，一般用于VLAN间的通信或者子网间的路由，也可以用于配置VLANIF IP地址和VLANIF的QoS策略。VLANIF接口是通过vlanif命令来创建和配置的，也可以通过web界面或其他管理工具进行配置。在使用VLANIF接口时，需要注意的是，要在物理接口上启用相应的VLAN，并在VLANIF接口上配置IP地址和子网掩码。

       VLANIF接口是虚拟局域网（VLAN）接口，它主要用于实现VLAN的隔离和交换，可以将不同的VLAN划分成不同的广播域，通过路由器连接实现互联通信。VLANIF接口可以配置IP地址、子网掩码等网络参数，使得连接在不同VLAN中的主机可以互相通信。同时，它也可以配置各种网络服务，如DHCP、NAT等，为不同VLAN中的主机提供相应的网络服务。因此，VLANIF接口在实现企业网络分层和隔离、提高网络安全性、优化网络性能等方面具有重要作用。

    •  创建VLANIF

    每个VLAN都可以创建一个VLANIF接口 

    [LSW1]interface vlanif 2

    总结

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