计算机网络实验：VLAN组建

Posted 2021-07-08 晚风Adore

CONTENTS

• 一、VLAN基础理论
• 二、VLAN标签
• 三、VLAN的链路类型和端口类型
• • • Access链路及Access端口
    • Trunk链路及Trunk端口
• 四、VLAN的划分方式
• • • 基于端口号划分
    • 基于MAC地址划分
    • 基于子网划分
    • 基于协议划分
    • 基于策略划分
• 五、使用华为交换机实现基于端口号的VLAN组建

一、VLAN基础理论

VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网），交换机中最重要和最常用的一项技术。其核心是通过交换设备，在网络物理结构的基础上构建逻辑网络，使网络中的任意节点都能够根据需要组成一个逻辑局域网。
VLAN组网技术有高速、灵活、易于扩展和管理的特点。

二、VLAN标签

VLAN是二层协议，划分VLAN之后会在二层数据帧中打上所属VLAN的标签，用来指示VLAN的成员，它封装在能够穿越局域网的帧里。

比如VLAN标签“802.1q Tag”字段包含4个子字段：

• TPID：标签协议标识符，表明这是一个添加了802.1q标签的帧
• PRI：优先级字段，用于交换机阻塞时优先发送哪个数据帧
• CFI：标准格式指示器，用来标识MAC地址在传输介质中是否以标准格式进行封装，取值为0表示MAC地址为标准格式封装
• VID：VLAN标志字段，指明VLAN的ID，实际有效取值范围1~4095

三、VLAN的链路类型和端口类型

对于带有 Tag 的 VLAN i 帧，i 就是 Tag 中 VID 字段的取值，交换机可以根据VID值判定属于哪个 VLAN。每一个交换机的端口都应该配置一个PVID（Port VLAN ID），到达这个端口的 Untagged 帧将一律添加 VID 为 PVID 的 VLAN 标签，默认情况下PVID为1。一台交换机内部运动的帧肯定是 Tagged 帧。

Access链路及Access端口

Access链路：交换机与终端计算机直连的链路
Access端口：Access链路上交换机一侧的端口

Access 链路上运动的帧只能是Untagged帧，这些帧只属于特定VLAN。Access端口收到Untagged 帧后交换机会在这个帧中添加VID为PVID的Tag然后进行转发。如果收到Tagged帧，交换机检查其VID是否与PVID相同，若相同则转发，若不相同则直接丢弃。

数据帧在Access链路及端口上的处理过程如图所示

Trunk链路及Trunk端口

Trunk链路上运动的只能是Tagged帧，并且这些帧可以属于不同VLAN。对于每一个Trunk端口，除了要配置PVID，还必须配置允许通过的VLAN ID列表。

数据帧在Trunk链路及Trunk端口的处理过程如图所示

四、VLAN的划分方式

VLAN划分的主要目的就是限制和缩小广播域。常用划分方式为基于端口号、基于MAC地址、基于子网、基于协议和基于策略。

基于端口号划分

基于端口号的划分方式是最常用的。其思路是把交换机的端口指定到具体的VLAN，即给交换机每个二层端口配置不同的PVID（一个端口默认属于的VLAN），这种划分方式只和交换机端口有关，可以看做是交换机端口和VLAN之间的映射。

• 优点：配置过程简单，最常用
• 缺点：配置不够灵活，当VLAN中的成员所连接的端口发生变化是需要重新配置VLAN。

基于MAC地址划分

基于MAC地址划分是一种动态的VLAN划分方式。其思想是吧用户计算机网卡上的MAC地址配置与某个VLAN进行关联。网络管理员需要事先配置MAC地址和VLAN ID映射关系表。（该划分方式只能在Hybird交换机端口上进行）

• 优点：用户变化物理位置时，不需要重新划分VLAN，提高了终端用户的安全性和接入的灵活性。
• 缺点：对拥有大量终端的网络来说，初始配置工作量较大。

基于子网划分

根据用户主机网卡IP地址所在IP网段进行划分，需要事先配置IP地址和VLAN ID映射关系表。

• 优点：大大减少了人工配置VLAN的工作量，同时保证用户自由的增加、移动和修改。
• 缺点：交换机需要解析源IP地址并进行对应转换，导致交换机响应速度较慢。

基于协议划分

根据用户主机运行的网络层协议划分，需要配置“协议”字段和VID字段的映射关系表。

• 优点：大大减少了人工配置VLAN的工作量，同时保证用户自由的增加、移动和修改。
• 缺点：交换机需要分析各种协议的地址格式并进行对应转换，导致交换机响应速度较慢。

基于策略划分

根据用户安全策略划分。主要包括基于MAC地址+IP地址组合策略和基于MAC地址+IP地址+端口号组合策略。

• 优点：安全性非常高，禁止用户改变IP地址或MAC地址
• 缺点：针对每一条策略都需要手工配置，VLAN较多时工作量大。

五、使用华为交换机实现基于端口号的VLAN组建

打开华为eNSP，新建一个拓扑，至少包含2个S3700交换机和4台PC主机，每台S3700与两台PC相连。

给四台PC配置不同的的IP地址，如

启动设备，双击交换机LSW1打开命令行窗口

（1）进入系统视图，设置交换机提示符

<Huawei>system-view
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname switchA
[switchA]

（2）进入接口视图设置端口类型

设置端口类型
port link-type access/trunk/hybrid

[switchA]interface Ethernet 0/0/1
[switchA-Ethernet0/0/1]port link-type access
[switchA-Ethernet0/0/1]
[switchA]interface Ethernet 0/0/2
[switchA-Ethernet0/0/2]port link-type access
[switchA-Ethernet0/0/2]
[switchA]interface Ethernet 0/0/3
[switchA-Ethernet0/0/3]port link-type trunk
[switchA-Ethernet0/0/3]

（3）给Access端口划分VLAN

[switchA]vlan 2    //创建VLAN
[switchA-vlan2]port Ethernet 0/0/1
[switchA-vlan2]
[switchA]vlan 3
[switchA-vlan3]port Ethernet 0/0/2
[switchA-vlan3]

（4）给Trunk端口设置允许通过的VLAN

[switchA]interface Ethernet 0/0/3
[switchA-Ethernet0/0/3] port trunk allow-pass vlan 2 to 3
[switchA-Ethernet0/0/3]

LSW1交换机的基于端口号划分VLAN配置结束。LSW2交换机的配置方法相同。