22网络互连设备-交换机vlan配置

1、虚拟局域网VLAN,什么是VLAN,下面是一些常见的广播通信： 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。 用于在二层交换机上分割广播域的技术，就是VLAN。通过利用VLAN，我们可以自由设计广播域的构成，提高网络设计的自由度。,以太网端口的链路类型,交换机的端口，可以分为以下几种： 访问链接(Access Link） Trunk链接（Trunk Link） Hybrid链接（华为）,访问链接,访问链接，指的是“只属于一个VLAN，且仅向该VLAN转发数据帧”的端口。在大多数情况下，访问链接所连的是客户机。 通常设置VLAN的顺序是： 生成VLAN 设定访问链接（决定各端口属于哪一个VLAN） 设定访问链接的方式，可以是事先固定的、也可以是根据所连的计算机而动态改变设定。前者被称为“静态VLAN”、后者自然就是“动态VLAN”了。,静态VLAN,静态VLAN又被称为基于端口的VLAN（Port Based VLAN

2、）。顾名思义，就是明确指定各端口属于哪个VLAN的设定方法。,动态VLAN,动态VLAN则是根据每个端口所连的计算机，随时改变端口所属的VLAN。动态VLAN可以大致分为3类： 基于MAC地址的VLAN（MAC Based VLAN） 基于子网的VLAN（Subnet Based VLAN） 基于用户的VLAN（User Based VLAN）,基于MAC地址的VLAN,基于MAC地址的VLAN，就是通过查询并记录端口所连计算机上网卡的MAC地址来决定端口的所属。,基于子网的VLAN,基于子网的VLAN，则是通过所连计算机的IP地址，来决定端口所属VLAN的。不像基于MAC地址的VLAN，即使计算机因为交换了网卡或是其他原因导致MAC地址改变，只要它的IP地址不变，就仍可以加入原先设定的VLAN。,基于用户的VLAN,基于用户的VLAN，则是根据交换机各端口所连的计算机上当前登录的用户，来决定该端口属于哪个VLAN。这里的用户识别信息，一般是计算机操作系统登录的用户，比如可以是Windows域中使用的用户名。这些用户名信息，属于OSI第四层以上的信息。,VLAN间路由,VLAN间路由，

3、可以使用普通的路由器，也可以使用三层交换机。不同VLAN间互相通信时一般需要用到路由功能。,VLAN的Trunk链接,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的问题了。假设有如下图所示的网络，且需要将不同楼层的A、C和B、D设置为同一个VLAN。,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。,Trunk链接,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trunk链接（Trunk Link）。 Trunk链接（Trunk Link）指的是能够转发多个不同VLAN的通信的端口。trunk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。,IEEE802.1Q,在交换机的trunk链接上，可以通过对数据帧附加VLAN信息，构建跨越多台交换机的VLAN。 IEEE802.1Q，俗称“Dot One Q”，是对数据帧附加VLAN识别信息的协

4、议。 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。,端口接收报文时的处理：,同上,端口发送报文时的处理,Hybrid端口和Trunk端口的相同之处在于两种链路类型的端口都可以允许多个VLAN的报文发送时打标签；不同之处在于Hybrid端口可以允许多个VLAN的报文发送时不打标签，而Trunk端口只允许缺省VLAN的报文发送时不打标签。,交换机Trunk端口配置,组网需求 SwitchA与SwitchB之间相同VLAN的PC之间可以互访。 SwitchA与SwitchB之间不同VLAN的PC之间禁止互访。,引入了VLAN 以后对二层交换机的报文转发线程产生了如下的影响： 交换机在MAC 地址表中查找数据帧中的目的MAC 地址，如果找到（同时还要确保报文的入VLAN 和出VLAN 是一致的），就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向（VLAN 内）所有的端口发送； 如果交换机收到的报文中源MAC 地址和目的MAC 地址所在的端口相同，则丢弃该报文； 交换

5、机向（VLAN 内）入端口以外的其它所有端口转发广播报文,交换机Trunk端口配置,在Trunk 端口转发报文的时候，如果报文的VLAN Tag 等于端口上配置的默认VLAN ID，则该报文的Tag 应该去掉，对端收到这个不带Tag 信息的报文后， 从端口的PVID 获得报文的所属VLAN 信息，因此配置的时候必须保证连接两台交换机之间的一条Trunk 链路两端的PVID 设置相同。 为什么要去Tag 呢？这样做是为了保证一般的用户插到Trunk 上以后，仍旧可以正常通信，因为普通用户无法识别带有802.1Q Vlan 信息的报文。,交换机Trunk端口配置,交换机Hybrid端口配置,VLAN间路由,在LAN内的通信，必须在数据帧头中指定通信目标的MAC地址。而为了获取MAC地址，TCP/IP协议下使用的是ARP。ARP解析MAC地址的方法，则是通过广播。也就是说，如果广播报文无法到达，那么就无从解析MAC地址，亦即无法直接通信。 计算机分属不同的VLAN，也就意味着分属不同的广播域，自然收不到彼此的广播报文。因此，属于不同VLAN的计算机之间无法直接互相通信。为了能够在VLAN间通

6、信，需要利用OSI参照模型中更高一层网络层的信息（IP地址）来进行路由。,使用路由器进行VLAN间路由,在使用路由器进行VLAN间路由时，会遇到“该如何连接路由器与交换机”这个问题。路由器和交换机的接线方式，大致有以下两种： 将路由器与交换机上的每个VLAN分别连接 不论VLAN有多少个，路由器与交换机都只用一条网线连接,每个VLAN一个物理连接,在二层交换机上配置VLAN，每一个VLAN使用一条独占的物理连接连接到路由器的一个接口上。,VLAN 100,VLAN 200,VLAN 300,使用VLAN Trunking,二层交换机上和路由器上配置他们之间相连的端口使用VLAN Trunking，使多个VLAN共享同一条物理连接到路由。,VLAN 100,VLAN 200,VLAN 300,具体实现过程为：首先将用于连接路由器的交换机端口设为trunk链接，而路由器上的端口也必须支持trunk链路。,双方用于trunk链路的协议自然也必须相同。接着在路由器上定义对应各个VLAN的“子接口（Sub Interface）”。尽管实际与交换机连接的物理端口只有一个，但在理论上我们可以把它分割

7、为多个虚拟端口。,同一VLAN内的通信,红色VLAN（VLAN ID=1）的网络地址为192.168.1.0/24，蓝色VLAN（VLAN ID=2）的网络地址为192.168.2.0/24。各计算机的MAC地址分别为A/B/C/D，路由器链接端口的两虚接口的MAC地址分别为R1和R2。交换机通过对各端口所连计算机MAC地址的学习，生成MAC地址列表。,R1,R1,同一VLAN内的通信,计算机A发出ARP请求信息，请求解析B的MAC地址。交换机收到数据帧后，检索MAC地址列表中与收信端口同属一个VLAN的表项。结果发现，计算机B连接在端口2上，于是交换机将数据帧转发给端口2，最终计算机B收到该帧。收发信双方同属一个VLAN之内的通信，一切处理均在交换机内完成。,同一VLAN内的通信,不同VLAN间通信时数据的流程,考虑一下计算机A与计算机C之间通信时的情况。 计算机A从通信目标的IP地址（192.168.2.1）得出C与本机不属于同一个网段。因此会向设定的默认网关（Default Gateway，GW）转发数据帧。在发送数据帧之前，需要先用ARP获取默认网关的MAC地址。 得到路由器的

8、MAC地址R1后，接下来就是按图中所示的步骤发送往C去的数据帧。在的数据帧中，目标MAC地址是路由器的地址R1、但内含的目标IP地址仍是最终要通信的对象C的地址。,华为设备举例,需求:采用一台支持802.1Q的路由器实现VLAN的互通.这需要在以太口上建立子接口,分配IP地址作为该VLAN的网关,同时启动802.1Q. 组网:路由器E0端口与交换机的上行trunk端口(第24端口)相连,交换机下行口划分3个VLAN,带若干主机.,1.路由器的配置 Routerinter e0 Router-Ethernet0inter e0.1 /定义子接口E0.1 Router-Ethernet0.1ip add 172.16.1.1 255.255.255.0 Router-Ethernet0.1vlan-type dot1q vid 1 /指定以太网子接口属于VLAN1,此命令应用在以太网子接口上。只有配置了该命令之后，以太网子接口才会根据配置的VLAN ID 号在以太网帧头中嵌入VLAN 标签，与该网口相连的交换机接口才能正确处理接收到的帧。,Router-Ethernet0.1inter e

9、0.2 /定义子接口E0.2 字串2 Router-Ethernet0.2ip add 172.16.2.1 255.255.255.0 Router-Ethernet0.2vlan-type dot1q vid 2 /指定以太网子接口属于VLAN2 Router-Ethernet0.2inter e0.3 /定义子接口E0.3 Router-Ethernet0.3ip add 172.16.3.1 255.255.255.0 Router-Ethernet0.3vlan-type dot1q vid 3 /指定以太网子接口属于VLAN3,2.交换机的配置 Quidway-vlan1vlan 2 Quidway-vlan2port ethernet 0/17 to eth 0/19 eth 0/22 /将第17至19端口，和第22端口加入VLAN2 Quidway-vlan2vlan 3 Quidway-vlan3port eth 0/21 /将第21端口加入VLAN3 Quidway-vlan3inter e0/24 Quidway-Ethernet0/24port link-type trunk /将第24端口设为trunk口 Quidway-Ethernet0/24port trunk permit vlan all /允许所有VLAN流量通过,使用三层交换机进行VLAN间路由,交换机使用被称为ASIC（Application Specified Integrated Circuit）的专用硬件芯片处理数据帧的交换操作，在很多机型上都能实现以缆线速度（Wired Speed）交换。而路由器，则基本上是基于软件处理的。即使以缆线速度接收到数据包，也无法在不限速的条件下转发出去，因此会成为速度瓶颈。 为了解决上述问题，三层交换机（Layer 3 Switch）应运而生。三层交换机，本质上就是“带有路由功能的（二层）交换机”,三层交换机功能模型,10.110.0.113/24 G:10.110.0.254,10.110.1.69/24 G:10.110.1.254,1

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