VLAN原理详解ppt课件
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叫什么？
15
TAG VLAN原理
• 接下来，让我们具体看看汇聚链接是如何实现跨越交换机 间的VLAN的，即TAG VLAN的原理。
• A发送的数据帧从交换机1经过汇聚链路到达交换机2时， 在数据帧上附加了表示属于红色VLAN的标记。
• 交换机2收到数据帧后，经过检查VLAN标识发现这个数据 帧是属于红色VLAN的，因此去除标记后根据需要将复原 的数据帧只转发给其他属于红色VLAN的端口。这时的转 送，是指经过确认目标MAC地址并与MAC地址列表比对 后只转发给目标MAC地址所连的端口。只有当数据帧是一 个广播帧、多播帧或是目标不明的帧时，它才会被转发到 所有属于红色VLAN的端口。
• 1 Default
active 1-26
• 2 Cluster-Vlan active n/a
• 3 Raisecom
active n/a
31
端口VLAN模式配置
步骤 命令
描述
1 Config
进入全局配置模式
2 interface port <1-26>
进入对应物理接口配置模式
3 switchport mode {access | 设置端口的VLAN模式 hybrid | trunk | dot1qtunnel}
• Raisecom#(config-vlan)# exit
• Raisecom#(config)# exit
• Raisecom#show vlan
• VLAN Name
Status Ports
• ---- ---------------- ------- -----------------------------
5
实现VLAN的两种技术
基于端口的VLAN 基于标签的VLAN，常见的有802.1Q VLAN和CISCO的ISL VLAN
6
基于端口的VLAN
• 基于端口的VLAN（Port Based VLAN）。 顾名思义，就是明确指定各端口属于哪个 VLAN的设定方法。 直接连接用户终端的端 口我们把它称作接入端口即Access Port
Hybrid端口模式可以被用户任意指定到多个VLAN中，并 且可以限制从该端口转发的数据包是否携带相应VLAN 的802.1Q标记。同时Hybrid端口可以通过配置Native 属性对进入端口的非802.1Q数据包进行VLAN分类。
Trunk
Trunk端口模式缺省情况存在于所有VLAN中，并且从该 端口转发的数据包除Native VLAN外全部携带802.1Q 标记。但是，用户可以通过allowed vlans属性限制 Trunk端口所能转发的VLAN数据包。
3 switchport access vlan <1- 设置端口的Access VLAN 4094>
10
VLAN的实际作用
11
VLAN的汇聚链接
• 如何解决跨越多台交换机的 VLAN设置？
到此为止，我们学习的都是使用单台交换机设置VLAN时 的情况。那么，如果需要设置跨越多台交换机的VLAN时 又如何呢？ 在规划企业级网络时，很有可能会遇到隶属于同一部门 的用户分散在同一座建筑物中的不同楼层的情况，这时 可能就需要考虑到如何跨越多台交换机设置VLAN的问题。 假设有如下图所示的网络，需要将不同楼层的A、C和B、 D设置为同一个VLAN。
Ports
• ---- ---------------- -------
-----------------------------
• 1 Default
active
1-26
• 2 Cluster-Vlan active
n/a
• 3 VLAN0003 suspend n/a
27
步骤 命令
VLAN的删除
3
洪泛的危害
4
洪泛的来源
ARP请求：建立IP地址和MAC地址的映射关系。 RIP：一种路由协议。 DHCP：用于自动设定IP地址的协议。 NetBEUI：Windows下使用的网络协议。 IPX：Novell Netware使用的网络协议。 Apple Talk：苹果公司的Macintosh计算机使用的 网络协议。 未使用IGMP SNOOPING的二层网络洪泛的组播 业务 由于交换机MAC地址表老化等因素造成单播目的 查找失败从而形成洪泛
• 蓝色VLAN发送数据帧时的情形也与此相同。
16
TAG VLAN原理
17
TAG VLAN原理
• 通过汇聚链路时附加的VLAN识别信息，有可能支 持标准的“IEEE 802.1Q”协议，也可能是Cisco 产品独有的“ISL（Inter Switch Link）”。如果 交换机支持这些规格，那么用户就能够高效率地 构筑横跨多台交换机的VLAN。
1
学习目标
本课程将帮助您掌握：
VLAN基本概念和作用 VLAN实现的两种方式 为什么会出现TAG VLAN ISCOM交换机的VLAN配置命令 ISCOM交换机的VLAN实现原理
2
什么是VLAN
• VLAN（Virtual LAN），即“虚拟局域网”。 VLAN所指的LAN可以认为是使用路由器分割的网 络——也就是广播域。
26
VLAN的创建
• 下例为创建VLAN 3，并使用show命令检查配置情况：
• Raisecom#(config)#vlan 3
• Raisecom#(config-vlan)#exit
• Raisecom#(config)#exit
• Raisecom#show vlan
• VLAN Name Status
ISCOM交换机配置命令
ISCOM交换机的VLAN端口模式 VLAN的创建和删除 VLAN名称的设置 VLAN活动属性的设置 VLAN端口模式及其相关属性配置 监控与维护
25
VLAN端口模式
端口成员模式 VLAN成员属性
Access Hybrid
Access端口模式仅能被用户指定到一个VLAN中，从 Access端口转发出的数据包不携带802.1Q标记，不同 VLAN的Access端口不能互通。
• 另外，默认条件下，汇聚链接会转发交换机上存 在的所有VLAN的数据。换一个角度看，可以认为 汇聚链接（端口）同时属于交换机上所有的VLAN。 由于实际应用中很可能并不需要转发所有VLAN的 数据，因此为了减轻交换机的负载、也为了减少 对带宽的浪费，我们可以通过用户设定限制能够 经由汇聚链路互联的VLAN。
12
VLAN的汇聚链接
这时最关 键的就是 “交换机 1和交换 机2该如 何连接才 好呢？”
最简单的 方法，自 然是在交 换机1和 交换机2 上各设一 个红、蓝 VLAN专 用的接口 并互联了。
13
VLAN的汇聚链接
端口VLAN实现汇聚链接的弊端和解决方法
• 端口VLAN实现汇聚链接从扩展性和管理效率来看都不 好。例如，在现有网络基础上再新建VLAN时，为了让 这个VLAN能够互通，就需要在交换机间连接新的网线。 建筑物楼层间的纵向布线是比较麻烦的，一般不能由 基层管理人员随意进行。并且，VLAN越多，楼层间 （严格地说是交换机间）互联所需的端口也越来越多， 交换机端口的利用效率低是对资源的一种浪费、也限 制了网络的扩展。
4 exit
返回全局配置模式
5 exit
返回特权用户模式
6 show interface port [{1-26}] 显示端口VLAN属性配置
swithport
32
Access端口的属性设置
步骤 命令
描述
1 config
进入全局配置模式
2 interface port <1-26>
进入对应物理接口配置模式
18
802.1Q VLAN原理
• IEEE802.1Q，俗称“Dot One Q”，是经过IEEE认证的对数据帧附加 VLAN识别信息的协议。
• 在此，请大家先回忆一下以太网数据帧的标准格式。 • IEEE802.1Q所附加的VLAN识别信息，位于数据帧中“发送源MAC
地址”与“类别域（Type Field）”之间。具体内容为2字节的TPID 和2字节的TCI，共计4字节。 • 在数据帧中添加了4字节的内容，那么CRC值自然也会有所变化。这 时数据帧上的CRC是插入TPID、TCI后，对包括它们在内的整个数据 帧重新计算后所得的值。 • 而当数据帧离开汇聚链路时，TPID和TCI会被去除，这时还会进行一 次CRC的重新计算。 • TPID的值，固定为0x8100。交换机通过TPID，来确定数据帧内附加 了基于IEEE802.1Q的VLAN信息。而实质上的VLAN ID，是TCI中的 12位元。由于总共有12位，因此最多可供识别4096个VLAN。 • 基于IEEE802.1Q附加的VLAN信息，就像在传递物品时附加的标签。 因此，它也被称作“标签型VLAN（Tagging VLAN）”。
4 exit
返回全局配置模式
5 exit
返回特权用户模式
6 show vlan
显示VLAN配置情况
30
VLAN活动状态的设置
• 下例为将VLAN 2活动状态设置为active：
• Raisecom#config
• Raisecom#(config)#vlan 2
• Raisecom#(config-vlan)# state active
• 为了避免这种低效率的连接方式，人们想办法让交换 机间互联的网线集中到一根上，这时使用的就是汇聚 链接（Trunk Link）。
14
何谓汇聚链接？
• 汇聚链接（Trunk Link） 指的是能够转发多个不 同VLAN的通信链路。 它两端的端口成为汇聚 端口（Trunk Port）
• 汇聚链路上流通的数据 帧，都被附加了用于识 别分属于哪个VLAN的 特殊信息。
描述
1 config
2 no vlan <3-4094>
3 exit 4 show vlan
进入全局配置模式 删除VLAN 返回全局配置模式 显示VLAN配置情况
28
VLAN的名称设置
• 下例为将VLAN 2名称设置为“Raisecom”：
• Raisecom#config
• Raisecom#(config)#vlan 2
• 1 Default
active 1-26
• 2 Cluster-Vlan active n/a
• 3 Raisecom
suspend n/a
29
VLAN活动状态的设置
步骤 命令
描述
1 config
进入全局配置模式
2 vlan <3-4094>
进入对应VLAN配置模式
3 state {active | suspend} 设置VLAN的活动状态
• 在此让我们回顾一下广播域的概念。广播域，指 的是广播帧（目标MAC地址全部为1）所能传递 到的范围，亦即通过二层网络直接通信的范围。 严格地说，并不仅仅是广播帧，目的查找失败 （Destination Lookup Failed）的单播帧或者多播 帧也能在同一个广播域中畅行无阻。
• 本来，二层交换机只能构建单一的广播域，不过 使用VLAN功能后，它能够将物理概念上的LAN分 割成多个逻辑广播域。
• Raisecom#(config-vlan)# name Raisecom
• Raisecom#(config-vlan)# exit
• Raisecom#(config)# exit
• Raisecom#show vlan
• VLAN Name
Status Ports
• ---- ---------------- ------- -----------------------------
7
基于端口的VLAN
8
基于端口的VLAN
9
VLAN的实际作用
• 就这样，VLAN通过限制广播帧转发的范围分割了 广播域。上图中为了便于说明，以红、蓝两色识 别不同的VLAN，在实际使用中则是用“VLAN ID” 来区分的。
• 直观地描述VLAN 如果要更为直观地描述VLAN的话，我们可以把它 理解为将一台交换机在逻辑上分割成了数台交换 机。在一台交换机上生成红、蓝两个VLAN，也可 以看作是将一台交换机换做一红一蓝两台虚拟的 交换机。 如下图所示
19
802.1Q VLAN原理
20
基于路由器的VLAN间路由
21
三层交换机的VLAN路由
22
VLAN原理回顾
• VLAN的本质作用 • 洪泛的类型和危害 • 端口VLAN原理及其弊端 • 汇聚链路/标签VLAN的原理 • 802.1Q桢格式 • VLAN间路由的两种方式
23
自由讨论和休息
24
15
TAG VLAN原理
• 接下来，让我们具体看看汇聚链接是如何实现跨越交换机 间的VLAN的，即TAG VLAN的原理。
• A发送的数据帧从交换机1经过汇聚链路到达交换机2时， 在数据帧上附加了表示属于红色VLAN的标记。
• 交换机2收到数据帧后，经过检查VLAN标识发现这个数据 帧是属于红色VLAN的，因此去除标记后根据需要将复原 的数据帧只转发给其他属于红色VLAN的端口。这时的转 送，是指经过确认目标MAC地址并与MAC地址列表比对 后只转发给目标MAC地址所连的端口。只有当数据帧是一 个广播帧、多播帧或是目标不明的帧时，它才会被转发到 所有属于红色VLAN的端口。
• 1 Default
active 1-26
• 2 Cluster-Vlan active n/a
• 3 Raisecom
active n/a
31
端口VLAN模式配置
步骤 命令
描述
1 Config
进入全局配置模式
2 interface port <1-26>
进入对应物理接口配置模式
3 switchport mode {access | 设置端口的VLAN模式 hybrid | trunk | dot1qtunnel}
• Raisecom#(config-vlan)# exit
• Raisecom#(config)# exit
• Raisecom#show vlan
• VLAN Name
Status Ports
• ---- ---------------- ------- -----------------------------
5
实现VLAN的两种技术
基于端口的VLAN 基于标签的VLAN，常见的有802.1Q VLAN和CISCO的ISL VLAN
6
基于端口的VLAN
• 基于端口的VLAN（Port Based VLAN）。 顾名思义，就是明确指定各端口属于哪个 VLAN的设定方法。 直接连接用户终端的端 口我们把它称作接入端口即Access Port
Hybrid端口模式可以被用户任意指定到多个VLAN中，并 且可以限制从该端口转发的数据包是否携带相应VLAN 的802.1Q标记。同时Hybrid端口可以通过配置Native 属性对进入端口的非802.1Q数据包进行VLAN分类。
Trunk
Trunk端口模式缺省情况存在于所有VLAN中，并且从该 端口转发的数据包除Native VLAN外全部携带802.1Q 标记。但是，用户可以通过allowed vlans属性限制 Trunk端口所能转发的VLAN数据包。
3 switchport access vlan <1- 设置端口的Access VLAN 4094>
10
VLAN的实际作用
11
VLAN的汇聚链接
• 如何解决跨越多台交换机的 VLAN设置？
到此为止，我们学习的都是使用单台交换机设置VLAN时 的情况。那么，如果需要设置跨越多台交换机的VLAN时 又如何呢？ 在规划企业级网络时，很有可能会遇到隶属于同一部门 的用户分散在同一座建筑物中的不同楼层的情况，这时 可能就需要考虑到如何跨越多台交换机设置VLAN的问题。 假设有如下图所示的网络，需要将不同楼层的A、C和B、 D设置为同一个VLAN。
Ports
• ---- ---------------- -------
-----------------------------
• 1 Default
active
1-26
• 2 Cluster-Vlan active
n/a
• 3 VLAN0003 suspend n/a
27
步骤 命令
VLAN的删除
3
洪泛的危害
4
洪泛的来源
ARP请求：建立IP地址和MAC地址的映射关系。 RIP：一种路由协议。 DHCP：用于自动设定IP地址的协议。 NetBEUI：Windows下使用的网络协议。 IPX：Novell Netware使用的网络协议。 Apple Talk：苹果公司的Macintosh计算机使用的 网络协议。 未使用IGMP SNOOPING的二层网络洪泛的组播 业务 由于交换机MAC地址表老化等因素造成单播目的 查找失败从而形成洪泛
• 蓝色VLAN发送数据帧时的情形也与此相同。
16
TAG VLAN原理
17
TAG VLAN原理
• 通过汇聚链路时附加的VLAN识别信息，有可能支 持标准的“IEEE 802.1Q”协议，也可能是Cisco 产品独有的“ISL（Inter Switch Link）”。如果 交换机支持这些规格，那么用户就能够高效率地 构筑横跨多台交换机的VLAN。
1
学习目标
本课程将帮助您掌握：
VLAN基本概念和作用 VLAN实现的两种方式 为什么会出现TAG VLAN ISCOM交换机的VLAN配置命令 ISCOM交换机的VLAN实现原理
2
什么是VLAN
• VLAN（Virtual LAN），即“虚拟局域网”。 VLAN所指的LAN可以认为是使用路由器分割的网 络——也就是广播域。
26
VLAN的创建
• 下例为创建VLAN 3，并使用show命令检查配置情况：
• Raisecom#(config)#vlan 3
• Raisecom#(config-vlan)#exit
• Raisecom#(config)#exit
• Raisecom#show vlan
• VLAN Name Status
ISCOM交换机配置命令
ISCOM交换机的VLAN端口模式 VLAN的创建和删除 VLAN名称的设置 VLAN活动属性的设置 VLAN端口模式及其相关属性配置 监控与维护
25
VLAN端口模式
端口成员模式 VLAN成员属性
Access Hybrid
Access端口模式仅能被用户指定到一个VLAN中，从 Access端口转发出的数据包不携带802.1Q标记，不同 VLAN的Access端口不能互通。
• 另外，默认条件下，汇聚链接会转发交换机上存 在的所有VLAN的数据。换一个角度看，可以认为 汇聚链接（端口）同时属于交换机上所有的VLAN。 由于实际应用中很可能并不需要转发所有VLAN的 数据，因此为了减轻交换机的负载、也为了减少 对带宽的浪费，我们可以通过用户设定限制能够 经由汇聚链路互联的VLAN。
12
VLAN的汇聚链接
这时最关 键的就是 “交换机 1和交换 机2该如 何连接才 好呢？”
最简单的 方法，自 然是在交 换机1和 交换机2 上各设一 个红、蓝 VLAN专 用的接口 并互联了。
13
VLAN的汇聚链接
端口VLAN实现汇聚链接的弊端和解决方法
• 端口VLAN实现汇聚链接从扩展性和管理效率来看都不 好。例如，在现有网络基础上再新建VLAN时，为了让 这个VLAN能够互通，就需要在交换机间连接新的网线。 建筑物楼层间的纵向布线是比较麻烦的，一般不能由 基层管理人员随意进行。并且，VLAN越多，楼层间 （严格地说是交换机间）互联所需的端口也越来越多， 交换机端口的利用效率低是对资源的一种浪费、也限 制了网络的扩展。
4 exit
返回全局配置模式
5 exit
返回特权用户模式
6 show interface port [{1-26}] 显示端口VLAN属性配置
swithport
32
Access端口的属性设置
步骤 命令
描述
1 config
进入全局配置模式
2 interface port <1-26>
进入对应物理接口配置模式
18
802.1Q VLAN原理
• IEEE802.1Q，俗称“Dot One Q”，是经过IEEE认证的对数据帧附加 VLAN识别信息的协议。
• 在此，请大家先回忆一下以太网数据帧的标准格式。 • IEEE802.1Q所附加的VLAN识别信息，位于数据帧中“发送源MAC
地址”与“类别域（Type Field）”之间。具体内容为2字节的TPID 和2字节的TCI，共计4字节。 • 在数据帧中添加了4字节的内容，那么CRC值自然也会有所变化。这 时数据帧上的CRC是插入TPID、TCI后，对包括它们在内的整个数据 帧重新计算后所得的值。 • 而当数据帧离开汇聚链路时，TPID和TCI会被去除，这时还会进行一 次CRC的重新计算。 • TPID的值，固定为0x8100。交换机通过TPID，来确定数据帧内附加 了基于IEEE802.1Q的VLAN信息。而实质上的VLAN ID，是TCI中的 12位元。由于总共有12位，因此最多可供识别4096个VLAN。 • 基于IEEE802.1Q附加的VLAN信息，就像在传递物品时附加的标签。 因此，它也被称作“标签型VLAN（Tagging VLAN）”。
4 exit
返回全局配置模式
5 exit
返回特权用户模式
6 show vlan
显示VLAN配置情况
30
VLAN活动状态的设置
• 下例为将VLAN 2活动状态设置为active：
• Raisecom#config
• Raisecom#(config)#vlan 2
• Raisecom#(config-vlan)# state active
• 为了避免这种低效率的连接方式，人们想办法让交换 机间互联的网线集中到一根上，这时使用的就是汇聚 链接（Trunk Link）。
14
何谓汇聚链接？
• 汇聚链接（Trunk Link） 指的是能够转发多个不 同VLAN的通信链路。 它两端的端口成为汇聚 端口（Trunk Port）
• 汇聚链路上流通的数据 帧，都被附加了用于识 别分属于哪个VLAN的 特殊信息。
描述
1 config
2 no vlan <3-4094>
3 exit 4 show vlan
进入全局配置模式 删除VLAN 返回全局配置模式 显示VLAN配置情况
28
VLAN的名称设置
• 下例为将VLAN 2名称设置为“Raisecom”：
• Raisecom#config
• Raisecom#(config)#vlan 2
• 1 Default
active 1-26
• 2 Cluster-Vlan active n/a
• 3 Raisecom
suspend n/a
29
VLAN活动状态的设置
步骤 命令
描述
1 config
进入全局配置模式
2 vlan <3-4094>
进入对应VLAN配置模式
3 state {active | suspend} 设置VLAN的活动状态
• 在此让我们回顾一下广播域的概念。广播域，指 的是广播帧（目标MAC地址全部为1）所能传递 到的范围，亦即通过二层网络直接通信的范围。 严格地说，并不仅仅是广播帧，目的查找失败 （Destination Lookup Failed）的单播帧或者多播 帧也能在同一个广播域中畅行无阻。
• 本来，二层交换机只能构建单一的广播域，不过 使用VLAN功能后，它能够将物理概念上的LAN分 割成多个逻辑广播域。
• Raisecom#(config-vlan)# name Raisecom
• Raisecom#(config-vlan)# exit
• Raisecom#(config)# exit
• Raisecom#show vlan
• VLAN Name
Status Ports
• ---- ---------------- ------- -----------------------------
7
基于端口的VLAN
8
基于端口的VLAN
9
VLAN的实际作用
• 就这样，VLAN通过限制广播帧转发的范围分割了 广播域。上图中为了便于说明，以红、蓝两色识 别不同的VLAN，在实际使用中则是用“VLAN ID” 来区分的。
• 直观地描述VLAN 如果要更为直观地描述VLAN的话，我们可以把它 理解为将一台交换机在逻辑上分割成了数台交换 机。在一台交换机上生成红、蓝两个VLAN，也可 以看作是将一台交换机换做一红一蓝两台虚拟的 交换机。 如下图所示
19
802.1Q VLAN原理
20
基于路由器的VLAN间路由
21
三层交换机的VLAN路由
22
VLAN原理回顾
• VLAN的本质作用 • 洪泛的类型和危害 • 端口VLAN原理及其弊端 • 汇聚链路/标签VLAN的原理 • 802.1Q桢格式 • VLAN间路由的两种方式
23
自由讨论和休息
24