VLAN為啥會存在?
VLAN是啥?
VLAN咋用?
這些要想整明白,咱得先弄懂“廣播域”
聰明的你一定明白什么是廣播域啦~
那廣播域和VLAN之間到底有著什么關(guān)系呢?
01、為什么要用VLAN?
根據(jù)上文的對話,我們知道廣播域內(nèi)所有的用戶都會監(jiān)聽到廣播包。假設(shè)一個(gè)公司里邊有很多部門:技術(shù)部,研發(fā)部,市場部等。但是各個(gè)部門中的計(jì)算機(jī)都是部門內(nèi)打交道較多,跨部門打交道較少。那么就需要對不同部門進(jìn)行隔離,也就是將廣播域變小。我們用三臺交換機(jī)代表三個(gè)部門,形成連接少量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
假設(shè)這時(shí),A需要與B通信。
如果沒有對不同部門進(jìn)行隔離會怎么樣呢?
A必須先廣播“ARP請求信息”,來嘗試獲取B的MAC地址。在基于以太網(wǎng)的通信中,必須在數(shù)據(jù)幀中指定目標(biāo)MAC地址才能正常通信。
技術(shù)部交換機(jī)收到A的“ARP請求信息”后,會將“ARP請求信息”轉(zhuǎn)發(fā)給除A外的其他所有與其相連的設(shè)備(B和研發(fā)部交換機(jī))。
研發(fā)部交換機(jī)收到廣播后向C、D和市場部交換機(jī)發(fā)廣播。
市場部交換機(jī)收到廣播后向E和F發(fā)廣播,最終“ARP請求信息”會被轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)絡(luò)中的所有計(jì)算機(jī)上。
除B外的計(jì)算機(jī),收到信息之后會直接丟棄。
只有B進(jìn)行回應(yīng),將自己的MAC地址信息發(fā)送給技術(shù)部交換機(jī),再由技術(shù)部交換機(jī)發(fā)送給A。
注意:
這里原本是為了獲得計(jì)算機(jī)B的MAC地址。只要計(jì)算機(jī)B能收到就萬事大吉了。
實(shí)際上卻是數(shù)據(jù)幀傳遍整個(gè)網(wǎng)絡(luò),所有計(jì)算機(jī)都收到了ARP請求信息…
如此一來,造成如以下不好的后果:
網(wǎng)絡(luò)整體帶寬被占用。
潛在的信息安全風(fēng)險(xiǎn)。
占用CPU資源。
因此,VLAN應(yīng)運(yùn)而生!
02、什么是VLAN?
VLAN(Virtual Local Area Network,虛擬局域網(wǎng))是在LAN(Local Area Network,局域網(wǎng))的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。
LAN:是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺計(jì)算機(jī)互聯(lián)成的計(jì)算機(jī)組,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。通過地理位置劃分,一般是方圓幾千米以內(nèi)。
VLAN:是指局域網(wǎng)從邏輯上劃分成一個(gè)個(gè)更小的局域網(wǎng),VLAN之間在數(shù)據(jù)鏈路層上是隔離的,從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的數(shù)據(jù)交換技術(shù)。因此,在上面的例子中,我們需要將計(jì)算機(jī)A和計(jì)算機(jī)B劃分到同一個(gè)VLAN中。如下圖所示,計(jì)算機(jī)A和計(jì)算機(jī)B都劃分到VLAN1中,和其他計(jì)算機(jī)隔離開,那么計(jì)算機(jī)A發(fā)送廣播也就只有計(jì)算機(jī)B能接收到啦~
除此以外,跨交換機(jī)劃分VLAN也是一樣。假設(shè)技術(shù)部交換機(jī)和研發(fā)部交換機(jī)在兩個(gè)辦公樓,可以從邏輯上劃分VLAN,使得位于兩個(gè)樓里的同一部門的人也能組成相同VLAN。
好的,接下來看看,VLAN是如何實(shí)現(xiàn)的呢?
03、VLAN如何實(shí)現(xiàn)?
? ? 【基于端口劃分VLAN】
基于端口劃分即根據(jù)以太網(wǎng)交換機(jī)的端口來劃分VLAN。
端口與VLAN對應(yīng)關(guān)系如下:
gei-1/1/0/1 | VLAN 10 |
gei-1/1/0/3 | |
gei-1/1/0/2 | VLAN 20 |
gei-1/1/0/4 |
如此一來,同一個(gè)VLAN連接的計(jì)算機(jī)彼此能夠互相通信。
舉個(gè)栗子:
計(jì)算機(jī)192.168.0.1和計(jì)算機(jī)192.168.0.3能彼此通信。
計(jì)算機(jī)192.168.0.1和計(jì)算機(jī)192.168.0.2間不能通信。
這就是基于端口劃分VLAN,也是我們最常用的VLAN實(shí)現(xiàn)方法。
基于端口劃分VLAN的方法特點(diǎn)如下:
優(yōu)點(diǎn) | 定義VLAN操作非常簡單,指定端口就可以了。 |
缺點(diǎn) | 如果VLAN 10的用戶離開了原來的端口,到了一個(gè)新的交換機(jī)的某個(gè)端口,就需要重新定義。 |
? ?【基于MAC地址劃分VLAN】
交換機(jī)根據(jù)報(bào)文的MAC地址決定報(bào)文應(yīng)該在哪個(gè)VLAN中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),因此交換機(jī)需要知道MAC和VLAN的映射關(guān)系。
MAC地址與VLAN對應(yīng)關(guān)系如下:
00-00-00-00-00-00-01 | VLAN 10 |
00-00-00-00-00-00-03 | |
00-00-00-00-00-00-02 | VLAN 20 |
00-00-00-00-00-00-04 |
基于MAC地址劃分VLAN配置起來較麻煩,需要記錄所有計(jì)算機(jī)MAC地址。但是這種劃分方法在用戶端口變化時(shí),VLAN劃分不變。
基于MAC地址劃分VLAN的方法特點(diǎn)如下:
優(yōu)點(diǎn) | 當(dāng)計(jì)算機(jī)連接的交換機(jī)發(fā)生變化時(shí),不需要重新配置。 |
缺點(diǎn) |
所有計(jì)算機(jī)都必須劃分VLAN,如果計(jì)算機(jī)數(shù)多,工作量將會特別大。
無法限制廣播域而導(dǎo)致交換機(jī)執(zhí)行效率降低。 |
【基于網(wǎng)絡(luò)層劃分VLAN】
基于網(wǎng)絡(luò)層劃分VLAN即根據(jù)每個(gè)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層地址或者協(xié)議地址(如果支持多協(xié)議)劃分VLAN。
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與VLAN對應(yīng)關(guān)系如下:
192.168.0.1? | ICMP協(xié)議 | VLAN 10 |
192.168.0.3 | ||
192.168.0.2 | IP協(xié)議 | VLAN 20 |
192.168.0.4 |
ICMP協(xié)議:Internet Control Message Protocol,Internet控制報(bào)文協(xié)議。
基于網(wǎng)絡(luò)層劃分VLAN的方法特點(diǎn)如下:
優(yōu)點(diǎn) | 物理位置改變不需要重新配置VLAN,是根據(jù)協(xié)議類型來劃分VLAN。 |
缺點(diǎn) | 效率低,需要消耗時(shí)間檢查每個(gè)網(wǎng)絡(luò)層地址。 |
【基于子網(wǎng)地址劃分VLAN】
基于子網(wǎng)地址劃分VLAN即一個(gè)網(wǎng)段就是一個(gè)VLAN。
圖中交換機(jī)下有的計(jì)算機(jī)屬于1.0網(wǎng)段,有的計(jì)算機(jī)屬于2.0網(wǎng)段,那么通過配置可以把不同網(wǎng)段的用戶劃分到不同VLAN。
子網(wǎng)地址與VLAN對應(yīng)關(guān)系如下:
192.168.1.1 | VLAN 10 |
192.168.1.2? | |
192.168.1.3 | |
192.168.2.1 | VLAN 20 |
192.168.2.2? | |
192.168.2.3 |
基于子網(wǎng)地址劃分VLAN的方法特點(diǎn)如下:
優(yōu)點(diǎn) | 有更大靈活性,容易通過路由器進(jìn)行擴(kuò)展。 |
缺點(diǎn) | 不適合局域網(wǎng),效率不高。 |
04、總結(jié)
講了這么多,最后我們來總結(jié)一下VLAN的優(yōu)點(diǎn):
控制廣播風(fēng)暴
一個(gè)VLAN就是一個(gè)邏輯的廣播域,通過對VLAN的創(chuàng)建及劃分,隔離了廣播域,可以控制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。
提高網(wǎng)絡(luò)整體安全性
通過端口和MAC地址等VLAN劃分原則,可以控制用戶訪問權(quán)限和邏輯網(wǎng)段大小,將不同用戶群劃分到不同VLAN中,從而提高交換式網(wǎng)絡(luò)的整體性能和安全性。
網(wǎng)絡(luò)管理簡單、直觀
采用VLAN技術(shù),可以根據(jù)不同需求將不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)用戶劃分為一個(gè)邏輯網(wǎng)段。大大減輕了網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)工作的負(fù)擔(dān),降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用。