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通过在交换机上配置VLAN#xff0c;可以实现在同一个VLAN 内的用户可以进行二层互访#xff0c;而不同VLAN 间的用户被二…虚拟局域网
VLANVirtual Local Area Network虚拟局域网是将一个物理的局域网在逻辑上划分成多个广播域的技术。
通过在交换机上配置VLAN可以实现在同一个VLAN 内的用户可以进行二层互访而不同VLAN 间的用户被二层隔离。这样既能够隔离广播域又能够提升网络的安全性。
为什么需要VLAN技术
VLAN技术解决了在传统以太网中冲突严重、广播泛滥以及安全性无法保障的问题。
共享式网络
随着主机数量的增加共享网络中的冲突会越来越严重交换网络中的广播也会越来越多。
早期的局域网LAN 技术是基于总线型结构的它存在以下主要问题
若某时刻有多个节点同时试图发送消息那么它们将产生冲突。从任意节点发出的消息都会被发送到其他节点形成广播。所有主机共享一条传输通道无法控制网络中的信息安全。
这种网络构成了一个冲突域网络中计算机数量越多冲突越严重网络效率越低。同时该网络也是一个广播域当网络中发送信息的计算机数量变多时广播流量将会耗费大量带宽。因此传统局域网不仅面临冲突域太大和广播域太大两大难题而且无法保障传输信息的安全。
交换式网络
为了扩展传统LAN以接入更多计算机同时避免冲突的恶化出现了网桥和二层交换机它们能有效隔离冲突域。网桥和交换机采用交换方式将来自入端口的信息转发到出端口上克服了共享网络中的冲突问题。
但是采用交换机进行组网时广播域和信息安全问题依旧存在。
为限制广播域的范围减少广播流量需要在没有二层互访需求的主机之间进行隔离。路由器是基于三层IP 地址信息来选择路由和转发数据的其连接两个网段时可以有效抑制广播报文的转发但成本较高。因此人们设想在物理局域网上构建多个逻辑局域网即VLAN。
VLAN技术
VLAN 技术隔离广播域可以将一个物理局域网在逻辑上划分成多个广播域也就是多个VLAN。VLAN 技术部署在数据链路层用于隔离二层流量。
同一个VLAN 内的主机共享同一个广播域它们之间可以直接进行二层通信。而VLAN 间的主机属于不同的广播域不能直接实现二层互通。这样广播报文就被限制在各个相应的VLAN 内同时也提高了网络安全性。
VLAN帧格式
通过TagVLAN 标签区分不同VLAN。Tag 是一种区分不同VLAN 接口的标识。 VLAN 标签长4 个字节直接添加在以太网帧头中IEEE 802.1Q 文档对VLAN 标签作出了说明。
VLAN 字段
字段长度说明TPID Tag Protocol Identifier2 B0x8100 IEEE 定义的新类型表明这是一个携带802.1Q 标签的帧。 如果不支持802.1Q 的设备收到这样的帧会将其丢弃。PRI Priority3 b表示帧的优先级取值范围为07值越大优先级越高。 当交换机阻塞时优先发送优先级高的数据帧。CFI Canonical Format Indicator1 bCFI 表示MAC 地址是否是经典格式。 CFI 为0 说明是经典格式CFI 为1 表示为非经典格式。 用于区分 以太网帧 FDDIFiber Distributed Digital Interface帧 * 令牌环网帧。 在以太网中CFI的值为0。VLAN ID VLAN Identifier12 b在X7 系列交换机中 可配置的VLAN ID 取值范围为04095 但是0 和4095 在协议中规定为保留的VLAN ID 不能给用户使用。
在现有的交换网络环境中以太网的帧有两种格式
没有加上VLAN 标记的标准以太网帧untagged frame;有VLAN 标记的以太网帧tagged frame。
链路类型
VLAN 链路分为两种类型Access 链路和Trunk 链路。
接入链路Access Link连接用户主机和交换机的链路称为接入链路。干道链路Trunk Link连接交换机和交换机的链路称为干道链路。干道链路上通过的帧一般为带Tag 的VLAN 帧。
PVID
PVID (Port VLAN ID)表示端口在缺省情况下所属的VLAN。缺省情况下交换机每个端口的PVID 都是1。
交换机从对端设备收到的帧有可能是Untagged 的数据帧但所有以太网帧在交换机中都是以Tagged 的形式来被处理和转发的因此交换机必须给端口收到的Untagged 数据帧添加上Tag如果交换机收到的帧不带Tag它就要给它加上Tag。为了实现此目的必须为交换机配置端口的缺省VLAN。当该端口收到Untagged 数据帧时交换机将给它加上该缺省VLAN 的VLAN Tag。
Access端口
Access 端口在收到数据后会添加VLAN TagVLAN ID 和端口的PVID 相同。进交换机加标签出交换机剥标签Access 端口是交换机上用来连接用户主机的端口它只能连接接入链路并且只能允许唯一的VLAN ID 通过本端口。 Access 端口收发数据帧的规则如下如果标签相同就让过不一样就不让过
如果该端口收到对端设备发送的帧是untagged不带VLAN 标签交换机将强制加上该端口的PVID。如果该端口收到对端设备发送的帧是tagged带VLAN标签交换机会检查该标签内的VLAN ID。当VLAN ID 与该端口的PVID 相同时接收该报文。当VLAN ID 与该端口的PVID 不同时丢弃该报文。Access 端口发送数据帧时总是先剥离帧的Tag然后再发送。Access 端口发往对端设备的以太网帧永远是不带标签的帧。
Trunk链路
Trunk 端口允许多个VLAN 的帧带Tag 标记通过。
当Trunk 端口收到帧时如果该帧不包含Tag将添加上端口的PVID如果该帧包含Tag则不改变。
当Trunk 端口发送帧时该帧的VLAN ID 在Trunk 的允许发送列表中
若与端口的PVID 相同时则剥离Tag 发送若与端口的PVID不同时则直接发送。
Trunk 端口收发数据帧的规则如下允许所有带Tag的报文通过
当接收到对端设备发送的不带Tag 的数据帧时会添加该端口的PVID如果PVID 在允许通过的VLAN ID 列表中则接收该报文否则丢弃该报文。当接收到对端设备发送的带Tag 的数据帧时检查VLAN ID 是否在允许通过的VLAN ID 列表中。如果VLAN ID 在接口允许通过的VLAN ID 列表中则接收该报文。否则丢弃该报文。端口发送数据帧时当VLAN ID 与端口的PVID 相同且是该端口允许通过的VLAN ID 时去掉Tag发送该报文。当VLAN ID 与端口的PVID 不同且是该端口允许通过的VLAN ID 时保持原有Tag发送该报文。
Hybrid端口华为设备混杂端口
Hybrid 端口既可以连接主机又可以连接交换机。
Hybrid 端口可以以Tagged 或Untagged 方式加入VLAN。
Hybrid 端口是交换机上既可以连接用户主机又可以连接其他交换机的端口。Hybrid 端口既可以连接接入链路又可以连接干道链路。Hybrid 端口允许多个VLAN 的帧通过并可以在出端口方向将某些VLAN 帧的Tag 剥掉。华为设备默认的端口类型是Hybrid。
Hybrid 端口收发数据帧的规则如下
当接收到对端设备发送的不带Tag 的数据帧时会添加该端口的PVID如果PVID 在允许通过的VLAN ID 列表中则接收该报文否则丢弃该报文。当接收到对端设备发送的带Tag 的数据帧时检查VLAN ID 是否在允许通过的VLAN ID 列表中。如果VLAN ID 在接口允许通过的VLAN ID 列表中则接收该报文否则丢弃该报文。
Hybrid 端口发送数据帧时将检查该接口是否允许该VLAN 数据帧通过。如果允许通过则可以通过命令配置发送时是否携带Tag。
配置port hybrid tagged vlan vlan-id命令后接口发送该vlan-id 的数据帧时不剥离帧中的VLAN Tag直接发送。该命令一般配置在连接交换机的端口上。
配置port hybrid untagged vlan vlan-id命令后接口在发送vlan-id 的数据帧时会将帧中的VLAN Tag 剥离掉再发送出去。该命令一般配置在连接主机的端口上。
VLAN划分方法
VLAN 的划分包括如下5 种方法
基于端口划分最常见根据交换机的端口编号来划分VLAN 。通过为交换机的每个端口配置不同的PVID 来将不同端口划分到VLAN 中。初始情况下华为交换机的端口处于VLAN1 中。此方法配置简单但是当主机移动位置时需要重新配置VLAN 。基于MAC 地址划分根据主机网卡的MAC 地址划分VLAN 。此划分方法需要网络管理员提前配置网络中的主机MAC 地址和VLAN ID 的映射关系。如果交换机收到不带标签的数据帧会查找之前配置的MAC 地址和VLAN 映射表根据数据帧中携带的MAC地址来添加相应的VLAN 标签。在使用此方法配置VLAN 时即使主机移动位置也不需要重新配置VLAN。基于IP 子网划分交换机在收到不带标签的数据帧时根据报文携带的IP 地址给数据帧添加VLAN 标签。基于协议划分根据数据帧的协议类型或协议族类型、封装格式来分配VLAN ID 。网络管理员需要首先配置协议类型和VLAN ID 之间的映射关系。基于策略划分比较麻烦使用几个条件的组合来分配VLAN 标签。这些条件包括IP 子网、端口和IP 地址等。只有当所有条件都匹配时交换机才为数据帧添加VLAN 标签。另外针对每一条策略都是需要手工配置的。
VLAN配置 VLAN划分
[SWA]vlan 10
[SWA-vlan10]quit
[SWA]vlan batch 2 to 3
[SWA]display vlan注意事项在交换机上划分VLAN 时需要首先创建VLAN。在交换机上执行vlan vlan-id 命令创建VLAN。如本例所示执行vlan 10 命令后就创建了VLAN 10并进入了VLAN 10 视图。VLAN ID 的取值范围是1 到4094 。如需创建多个VLAN可以在交换机上执行vlan batch { vlan-id1 [ to vlan-id2 ] }命令以创建多个连续的VLAN。也可以执行vlan batch { vlan-id1 vlan-id2 }命令创建多个不连续的VLANVLAN 号之间需要有空格。
创建VLAN 后可以执行display vlan 命令验证配置结果。如果不指定任何参数则该命令将显示所有VLAN 的简要信息。
执行display vlan [ vlan-id [ verbose ] ] 命令可以查看指定VLAN 的详细信息包括VLAN ID 、类型、描述、VLAN 的状态、VLAN 中的端口、以及VLAN 中端口的模式等。
执行display vlan vlan-id statistics 命令可以查看指定VLAN 中的流量统计信息。
执行display vlan summary 命令可以查看系统中所有VLAN 的汇总信息。
配置Trunk端口
配置Trunk 时应先使用port link-type trunk命令修改端口的类型为Trunk 然后再配置Trunk 端口允许哪些VLAN 的数据帧通过。执行port trunk allow-pass vlan { { vlan-id1 [ to vlan-id2 ] } | all } 命令可以配置端口允许的VLANall 表示允许所有VLAN 的数据帧通过。
执行port trunk pvid vlan vlan-id命令可以修改Trunk 端口的PVID 。修改Trunk 端口的PVID 之后需要注意缺省VLAN 不一定是端口允许通过的VLAN 。只有使用命令port trunk allow-pass vlan { { vlan-id1 [ to vlan-id2 ] } | all }允许缺省VLAN 数据通过才能转发缺省VLAN 的数据帧。交换机的所有端口默认允许VLAN1 的数据通过。
配置Access端口
华为X7 系列交换机上默认的端口类型是hybrid 。
配置端口类型的命令是port link-type typetype 可以配置为Access Trunk 或Hybrid 。需要注意的是如果查看端口配置时没有发现端口类型信息说明端口使用了默认的hybrid 端口链路类型。当修改端口类型时必须先恢复端口的默认VLAN 配置使端口属于缺省的VLAN 1 。
添加端口到VLAN
可以使用两种方法把端口加入到VLAN:
第一种方法是进入到VLAN 视图执行port interface 命令把端口加入VLAN 。第二种方法是进入到接口视图推荐执行port default vlan vlan-id命令把端口加入VLAN 。vlan-id 是指端口要加入的VLAN。
配置Hybrid端口
port link-type hybrid 命令的作用是将端口的类型配置为Hybrid 。默认情况下X7 系列交换机的端口类型是Hybrid 。因此只有在把Access 口或Trunk 口配置成Hybrid 时才需要执行此命令。
port hybrid tagged vlan{ { vlan-id1 [ to vlan-id2 ] } | all }命令用来配置允许哪些VLAN 的数据帧以Tagged 方式通过该端口。
port hybrid untagged vlan { { vlan-id1 [ to vlan-id2 ] } | all }命令用来配置允许哪些VLAN 的数据帧以Untagged 方式通过该端口。
gged vlan{ { vlan-id1 [ to vlan-id2 ] } | all }命令用来配置允许哪些VLAN 的数据帧以Tagged 方式通过该端口。
port hybrid untagged vlan { { vlan-id1 [ to vlan-id2 ] } | all }命令用来配置允许哪些VLAN 的数据帧以Untagged 方式通过该端口。
