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思科跨交換機VLAN的實現

網路技術 閱讀(2.9W)

由於實現了廣播域分隔,VLAN可以將廣播風暴控制在一個VLAN內部,劃分VLAN後,隨著廣播域的縮小,網路中廣播包消耗的頻寬所佔的比例大大降低,網路效能得到顯著的提高。

思科跨交換機VLAN的實現

  VLAN ( Virtual Local Area Networkd )

VLAN是在一個物理網路上劃分出來的邏輯網路。這個網路對應與OSI模型的第二層網路。

VLAN的劃分不受網路埠的實際物理位置的限制;

VLAN有著和普通物理網路同樣的屬性;

第二層的單播、廣播和多播幀在一個VLAN內轉發、擴散,而不會直接進入其他的VLAN之中。

交換機收到廣播幀後,只轉發到屬於統一vlan的其他埠

由於實現了廣播域分隔,VLAN可以將廣播風暴控制在一個VLAN內部,劃分VLAN後,隨著廣播域的縮小,網路中廣播包消耗的頻寬所佔的比例大大降低,網路效能得到顯著的提高;

不同的VLAN間的資料傳輸是通過第三層(網路層)的路由來實現的,因此使用VLAN技術,結合資料鏈路層和網路層的交換裝置可搭建安全可靠的網路;

同時,由於VLAN是邏輯的而不是物理的,因此在規劃網路時可以避免地理位置的限制。

  VLAN的劃分方法

基於埠的VLAN ( Port-Based )

基於協議的VLAN ( Protocol-Based )

基於MAC層分組的VLAN ( MAC-Layer Grouping )

基於網路層分組的VLAN ( Network-Layer Grouping )

基於IP組播分組的VLAN ( IP Multicast Grouping )

基於策略的VLAN ( Policy-Based )

基於埠的靜態VLAN

基於埠的靜態VLAN是劃分虛擬區域網最簡單也是最有效的方法,它實際上是某些交換機埠的集合,網路管理員只需要管理和配置交換機的埠,而不管交換機埠連線什麼裝置。這種劃分VLAN的方法是根據乙太網交換機的埠來劃分的,是目前業界定義VLAN最廣泛的方法。IEEE802.1Q規定了這種劃分VLAN的國際標準。

基於埠的VLAN在實現上包括兩個步驟:

1. 首先啟用VLAN(用VLAN ID標識);

2. 而後將交換機埠指定到相應VLAN下;

隔離的廣播域

基於埠的VLAN(Port VLAN)將交換機按埠的VLAN ID 指定實現了邏輯劃分,廣播域被限定在相同VLAN的埠集合中,不同VLAN間不能直接通訊。當使用多臺交換機分別配置VLAN後,可以使用Trunk(幹道)方式實現跨交換機的VLAN內部連通,交換機的Trunk埠不隸屬於某個VLAN, 而是可以承載所有VLAN的幀。

這種實現跨交換機的VLAN技術在早期使用幀過濾,而目前的國際標準規定採用幀標記。網路管理的邏輯結構可以完全不受實際物理連線的限制,極大地提高了組網的靈活性。

  何謂Trunk

所謂的Trunk是用來在不同的交換機之間進行連線,以保證在跨越多個交換機上建立的同一個VLAN的成員能夠相互通訊,其中交換機之間互聯用的埠就稱為Trunk埠。Trunk這個詞是幹線或者樹幹的意思,不過一般不翻譯,直接用原文。

注意:與一般的交換機級聯不同,Trunk是基於OSI第二層的。

在交換機之間或交換機與路由器之間,互相連線的埠上配置中繼模式(Trunk口是中繼口,同一埠傳輸不同VLAN資訊的時候需要設定Trunk),使得屬於不同VLAN的資料幀都可以通過這條中繼鏈路進行傳輸。

幀的格式分為兩種:

* ISL: Inter-Switch Link, 是Cisco交換機獨有的協議;

* IEEE 802.1Q:是國際標準協議,被幾乎所有的網路裝置生產商所共同支援;

預設條件下,Trunk上會轉發交換機上存在的所有VLAN的資料。

  IEEE 802.1Q標準

IEEE 802.1Q使用4Byte的標記頭來定義Tag(標記),Tag頭中包括2Byte的VPID(VLAN Protocol Identifier)和2Byte的'VCI(VLAN Control Information)。

基於802.1Q Tag VLAN 用VID來劃分不同VLAN,當資料幀通過交換機的時候,交換機根據資料幀中的Tag的VID資訊來識別它們所在的VLAN(若幀中無Tag頭,則應用幀所通過埠的預設VID來識別它們所在的VLAN)。這使得所有屬於該VLAN的資料幀,不管是單播幀、組播幀還是廣播幀,都將被限制在該邏輯VLAN中傳輸。當使用多臺交換機分別配置VLAN後,可以使用Trunk方式實現跨交換機的VLAN內部連通,交換機的Trunk埠不隸屬於某個VLAN,而是可以承載所有VLAN的幀;

在VLAN配置中,我們可以使用switchport mode命令來指定一個二層介面(switch port)的模式,可以指定該介面為access port或者為trunk port(預設為access)。

如果一個switch port的模式是access,則該介面只能為一個VLAN的成員,這種介面又稱為Port VLAN。

如果一個switch port的模式是trunk,則該介面可以是多個VLAN的成員,這種配置被稱為Tag VLAN。

Trunk介面預設可以傳輸本交換機支援的所有VLAN(1~4094),但是也可以通過設定介面的許可VLAN列表來限制某些VLAN的流量不能通過這個Trunk口。

  跨交換機的VLAN劃分例項

假設某企業的網路中,計算機PC1和PC3屬於營銷部門,PC2和PC4屬於技術部門,PC1和PC2連線在S2126-1上,PC3和PC4連線在S2126-2上,而兩個部門要求互相隔離,本實驗的目的是實現跨兩臺交換機將不同埠劃歸不同的VLAN。

步驟:

1. 在交換機S2126G-1上建立Vlan10,並將F0/1埠劃分到VLAN10中;

2. 在交換機S2126G-1上建立Vlan20,並將F0/2埠劃分到VLAN20中;

3. 在交換機S2126G-2上建立Vlan10,並將F0/1埠劃分到VLAN10中;

4. 在交換機S2126G-2上建立Vlan20,並將F0/1埠劃分到VLAN20中;

5. 把S2126G-1和S2126-2相連的埠F0/6定義為tag vlan模式;

6. 驗證PC1和PC3能相互通訊,PC2和PC4能相互通訊,但PC2和PC3不能相互通訊;

關於埠的tag和untag:

1. 若一個埠下將有多個VLAN通過,那這個埠就要以tag方式加到各個VLAN裡;

2. 若一個埠下只有一個VLAN通過,那這個埠就可以使用untag方式加到這個VLAN裡;