vlan的应用与原理

VLAN的应用与原理
什么是VLAN
VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）是一种逻辑上的划分，用于
将一个物理网络划分成多个虚拟的局域网。

每个VLAN都是一个独立的广播域，
不同的VLAN之间通过路由器进行通信。

VLAN的应用场景
1.隔离网络流量：VLAN可以将不同部门的设备分隔开，避免广播风暴
和冲突。

比如，公司的财务部门和市场部门可以处于不同的VLAN中，避免
彼此干扰。

2.提高网络性能：通过将设备划分到不同的VLAN中，可以限制广播
域的范围，减少广播风暴对网络性能的影响。

3.安全管理：VLAN可以将敏感的网络设备和数据隔离在一个VLAN中，
通过ACL（访问控制列表）对这个VLAN进行更严格的安全策略控制。

4.简化网络管理：VLAN可以将不同地理位置的设备划分到不同的
VLAN中，简化对远程设备的管理。

VLAN的原理
VLAN的原理基于802.1Q标准，通过在以太网帧的头部添加一个VLAN标签
来进行虚拟划分。

在802.1Q标准中，一个VLAN被分配一个唯一的VLAN ID，该ID范围为1到4094。

当一个以太网帧从一个VLAN传输到另一个VLAN时，会添加一个4字节
的VLAN标签。

VLAN标签的格式如下：
•TPID（Tag Protocol Identifier）：占2个字节，用于区分以太网帧是否包含VLAN标签。

取值为0x8100。

•PRI（Priority Code Point）：占3个比特，用于指定帧的优先级。

•CFI（Canonical Format Indicator）：占1个比特，用于指示帧是否为规范格式。

•VLAN ID：占12个比特，用于标识VLAN的ID。

VLAN标签是在帧头的Type/Length字段之后插入的。

通过在VLAN标签中配置不同的VLAN ID，可以将不同的设备或端口归属到不同的VLAN中。

VLAN的配置
VLAN的配置主要涉及三个方面：VLAN的创建、端口的划分和VLAN间的通信配置。

VLAN的创建
一般情况下，只有可管理交换机才支持VLAN的创建。

在可管理交换机的命令行界面（CLI）中，可以使用如下命令创建一个VLAN：
vlan database
vlan vlan-id
name vlan-name
exit
其中，vlan-id为VLAN的ID号，范围为1到4094，vlan-name为VLAN的名称。

端口的划分
创建完VLAN后，需要将接口分配到相应的VLAN中。

在CLI界面中，可以使用如下命令将接口划分到VLAN：
interface interface-name
switchport mode access
switchport access vlan vlan-id
exit
其中，interface-name为接口的名称，如FastEthernet0/1，vlan-id为VLAN的ID号。

VLAN间的通信配置
默认情况下，不同的VLAN是不能直接通信的，需要通过路由器进行交互。

在可管理交换机中，可以通过如下命令进行VLAN间的通信配置：
interface interface-name
switchport mode trunk
exit
其中，interface-name为连接交换机和路由器的接口名称。

通过将接口配置为trunk模式，可以允许多个VLAN的数据流通过该接口。

VLAN的优缺点
优点
1.隔离广播域：VLAN将广播域划分为小的虚拟局域网，减少了广播风
暴对网络性能的影响。

2.提高网络性能：通过限制广播域的范围，可以减少广播流量，提高
网络性能。

3.提高网络安全性：通过将敏感的设备和数据隔离在一个VLAN中，
可以通过ACL对访问该VLAN的权限进行控制，提高网络安全性。

4.简化网络管理：通过将设备划分到不同的VLAN中，可以简化对网
络的管理和配置。

缺点
1.复杂配置：VLAN的配置比较复杂，需要对交换机有一定的了解和配
置能力。

2.增加管理负担：随着VLAN数量的增加，网络管理的复杂性也会增
加。

3.可能引起网络故障：如果VLAN的配置不正确，可能会导致网络故
障，影响网络的可用性。

4.需要可管理交换机的支持：只有可管理交换机才支持VLAN的功能，
对于非可管理交换机，无法使用VLAN。

总结
VLAN是一种将物理网络划分为多个逻辑网络的技术。

通过VLAN的应用，可
以隔离网络流量、提高网络性能、实现安全管理和简化网络管理。

VLAN的原理基
于802.1Q标准，通过在以太网帧的头部添加VLAN标签来实现虚拟网络的划分。

配置VLAN主要涉及VLAN的创建、端口的划分和VLAN间的通信配置。

然而，
使用VLAN也存在一些缺点，比如复杂配置、增加管理负担和可能引起网络故障等。