中、小局域網(wǎng)交換機VLAN的網絡配置
有關VLAN的技術標準IEEE 802.1Q早在1999年(nián)6月份就由IEEE委員正式頒布實施了,而且最早的VLNA技術早在1996年(思科)公司就提出 了。隨著幾年來的發展,VLAN技術得到廣泛(fàn)的支持,在大(dà)大小小的企業網絡中廣泛應用,成為當前(qián)最為熱門的一種以太局域網技術。本篇就要 為大家介紹機的一個最常見技(jì)術應用--VLAN技術,並針對(duì)中、小局域網VLAN的網絡配置以實例的方式向大家簡單介紹其配置方法。
一、VLAN基礎
VLAN(Virtual Local Area Network)的中文名為"虛擬局域網(wǎng)",注意不是"VPN"(虛擬專用(yòng)網)。VLAN是一種將(jiāng)局域網設(shè)備從邏(luó)輯上 劃分(注意,不是(shì)從物(wù)理上劃分)成一個個網段,從而實(shí)現虛擬工作組的新興數據技術。這一新興技術主(zhǔ)要應用於交換機(jī)和器(qì)中,但主 流應用還是在(zài)交換(huàn)機之(zhī)中(zhōng)。但又不是所有交換機(jī)都具有此功(gōng)能,隻有VLAN的第三層以上交換機才具有此(cǐ)功能,這一點可以查看相應交換機 的說明書(shū)即可得知。
IEEE於1999年頒布了(le)用以標準化VLAN實現方案的802.1Q標準草案。VLAN技術的出現,使得(dé)管理(lǐ)員根據實際(jì)應用需求,把同一 物理局域網內的不同用戶邏輯(jí)地(dì)劃分成不同的廣播域,每一個VLAN都包含一組有著相同需求的計算機工作站,與物理上形成的(de)LAN有著相同的屬 性。由於它是從邏(luó)輯上劃分,而不是從物(wù)理(lǐ)上(shàng)劃分,所以同一個VLAN內的各個工作站沒有限製(zhì)在同(tóng)一個物理範圍中,即這些(xiē)工作站可以在不同 物理LAN網段。由VLAN的特點可知,一個VLAN內部的(de)廣(guǎng)播和單播流量都不會轉發到其他(tā)VLAN中,從而有助於控製流量、減少設(shè)備投資、簡化(huà)網(wǎng)絡 管理、提(tí)高網絡的性。
交換技術的發展,也加快了新的(de)交換技術(VLAN)的應用速度。通過將企業網絡劃分為虛擬網絡VLAN網段,可以(yǐ)強化網絡管理和網 絡,控製不(bú)必要的數據廣播。在共享網絡中,一個物理的網段就(jiù)是一個廣播(bō)域。而(ér)在交換網絡中,廣(guǎng)播域可以是有一組任意選定的第二層 網絡地址(MAC地址)組(zǔ)成的虛擬網段。這樣,網絡中工作組的劃分可以突破共享網絡中的地理位置限製,而完全根據管(guǎn)理功能來劃分。這種基於 工作流的分(fèn)組模式,大大提高了(le)網絡規劃和重組的管理功能。在同一個VLAN中的(de)工作站,不論它們實際與哪個交換機(jī)連接,它們之間的通訊就 好象在獨立的交(jiāo)換(huàn)機上一樣(yàng)。同一個VLAN中的廣播隻有VLAN中的成員才能(néng)聽到,而不會(huì)傳輸到其他的 VLAN中去,這樣可以(yǐ)很好(hǎo)的控製不必要的 廣播風暴的產生。同時,若沒有(yǒu)的話,不同VLAN之(zhī)間不能相互通訊,這樣增加了企業網(wǎng)絡中不同部門之間的安全性。網絡管理員可以(yǐ)通過 配置(zhì)VLAN之間的路由來全麵管理企業內部(bù)不同管理單元之間(jiān)的信息互訪。交換機是根據用戶工作站的(de)MAC地址(zhǐ)來(lái)劃分VLAN的。所以,用戶可(kě)以自 由的(de)在企業網絡中移動辦公,不論他在何處接入交換網絡,他都可以與VLAN內其他用戶自如通訊。
VLAN網絡可以是有混合的網絡類型(xíng)設備組成,比如:10M以太網、100M以太網、令牌網、FDDI、CDDI等等,可以是(shì)工作站、 、集線器、網絡上行主幹等等。
VLAN除了能將網絡劃分為多個廣播域,從(cóng)而有效地控製廣播風暴的發生,以(yǐ)及使網絡的拓(tuò)撲結構(gòu)變得非常靈活的優點外,還可以 用於控製網絡中不(bú)同部門、不同站點之間的互相訪問。
VLAN是為解決(jué)以太網的廣播問題和安全性而提出的一種,它在以太網(wǎng) 幀的基(jī)礎(chǔ)上增加了VLAN頭,用VLAN ID把(bǎ)用戶劃分(fèn)為更小(xiǎo)的工(gōng)作組,限製不同(tóng)工作組間的用戶互訪,每個工作組就是一個虛擬局域網。虛擬局域 網的好處是(shì)可以限製廣播範圍,並能夠形成(chéng)虛擬工(gōng)作組,動態管理網絡。
二、VLAN的劃分方法
VLAN在交換機上的實現方法,可以大致劃分為六(liù)類:
1. 基於端口劃分的VLAN
這是最(zuì)常應用的一種VLAN劃分方(fāng)法,應用也最為廣泛、最有(yǒu)效,目前絕大多數VLAN協議的交換機都提供這種VLAN配置方法。這種 劃分VLAN的方(fāng)法是根據以太網交換機的交換端口來劃分的,它(tā)是將VLAN交換機上的物理端口和VLAN交換機內部的PVC(永久虛電路)端口分成若幹 個組(zǔ),每個組構成一個虛擬網(wǎng),相當於一個獨立的VLAN交(jiāo)換機。
對於不(bú)同部門需要互訪時(shí),可通過(guò)路由器轉發,並配合基於MAC地址的端口過濾。對某站點的訪問路徑上最靠近該站點的(de)交(jiāo)換機(jī)、 路由(yóu)交換機或路(lù)由器的相應端口上,設定(dìng)可通過的MAC地址集。這樣就可(kě)以防止非法入侵者(zhě)從內(nèi)部盜用IP地址從其(qí)他可接(jiē)入點入侵的可(kě)能(néng)。
從這種劃分方法本身我們可以看出,這種劃分的方(fāng)法的優(yōu)點是定義VLAN成員時非常簡單,隻要將所有的端口都定義為相應的VLAN 組即(jí)可。適合於(yú)任(rèn)何大小的網絡。它的缺(quē)點是如(rú)果某用戶離開了原來的端口,到了一個新的交換機的某個端口,必須重(chóng)新定義。
2. 基於MAC地址劃分VLAN
這種劃分VLAN的方法是根據每個主機的MAC地址來(lái)劃分,即對每個MAC地址的主機都配置他屬於哪個組,它實現的機製(zhì)就(jiù)是每一塊 網卡都(dōu)對(duì)應唯一的MAC地址,VLAN交換機跟蹤(zōng)屬於VLAN MAC的(de)地址。這種方式(shì)的VLAN允許網絡用戶從一個物理位置移動到(dào)另(lìng)一個物理位置時,自 動保留其所屬VLAN的成員身份。
由這(zhè)種劃分的機製可以看出(chū),這種VLAN的劃分方(fāng)法的最大優點就是當用戶物(wù)理位置移動時,即從一個交換機換到其他的交換機時 ,VLAN不用重新配置,因為(wéi)它(tā)是基於用戶,而不是基於交換機的端口。這種(zhǒng)方法的缺點是初(chū)始化時,所有的用戶都必須進行配置,如果(guǒ)有幾百 個(gè)甚至上千(qiān)個用戶的話,配置(zhì)是非常累的,所以這種劃分方法(fǎ)通常(cháng)適用於小型局(jú)域網。而且(qiě)這種劃分的(de)方法也導致了交換機執行效率的(de)降低, 因(yīn)為在每一個交換機的端口(kǒu)都可能存在很多個VLAN組的成員,保存了許(xǔ)多用戶的MAC地址,查詢(xún)起來相(xiàng)當不容易。另外(wài),對於使用筆記(jì)本電腦的 用戶來說,他們的網卡可能經常更換,這(zhè)樣VLAN就必須經常配置。
3. 基於網絡(luò)層協議劃分(fèn)VLAN
VLAN按網絡層協議來劃分,可分為IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN網絡。這(zhè)種按網絡層協(xié)議來組成的(de)VLAN,可(kě)使廣 播域跨越多(duō)個VLAN交換機。這對於希望針對具體應用和(hé)服務來組織用戶的網絡管理員來說是非常具有吸引力(lì)的。而且,用戶可以在網絡內部自 由(yóu)移動,但其VLAN成員身份仍然保留不變。
這種方法的優(yōu)點是用(yòng)戶的物理位置改(gǎi)變(biàn)了,不需要重新配置所屬的VLAN,而且可以根據協議類型來劃(huá)分VLAN,這對網絡管理者來 說很重要(yào),還有,這種方法不(bú)需要附(fù)加的幀標簽來識別VLAN,這樣可以減少網絡的通信(xìn)量。這種方法的缺點是效率低,因為檢查每(měi)一個數據包 的網絡層地址是需要消耗處理時間的(相對於前麵(miàn)兩種方法),一般的交換(huàn)機芯(xīn)片都可以自動檢查網絡上數據包的以(yǐ)太網禎頭,但要讓芯片能檢 查IP幀頭,需要更(gèng)高的技(jì)術,同時也更費時。當然,這與各個廠商的實現方法有關(guān)。
4. 根據IP組播劃分VLAN
IP 組播(bō)實際上也是一種VLAN的定義,即認為(wéi)一(yī)個IP組播組就是一個VLAN。這種劃分的(de)方法將VLAN擴大到了廣域網,因此這種方法 具有更大的靈(líng)活性,而且也很(hěn)容易通(tōng)過路由器進行擴展,主要適合於不在(zài)同一地(dì)理範圍(wéi)的局域網用戶組成一個VLAN,不適合局域(yù)網,主要是效 率不高。
5. 按策略(luè)劃分VLAN
基於策略組成的VLAN能實現多種分配方法,包括(kuò)VLAN交換機端口、MAC地址、IP地(dì)址、網絡層協議等。網(wǎng)絡管理人員可根據自(zì)己的 管理模式和本(běn)單位的需(xū)求(qiú)來決定選擇哪種類型的VLAN 。
6. 按用(yòng)戶定義、非用戶授權劃分VLAN
基於用戶定義、非用戶授權來劃分VLAN,是指為了適應特(tè)別的VLAN網絡,根據具體的網絡用戶的特別要求來定義(yì)和設計VLAN,而 且可(kě)以讓非VLAN群體用戶訪問VLAN,但是需要提供用戶(hù)密碼,在得到VLAN管理的認證(zhèng)後才(cái)可以加(jiā)入一個VLAN。
三、VLAN的優越性
任(rèn)何新技術要(yào)得(dé)到廣泛支(zhī)持和應用,肯定存在一些關鍵優勢,VLAN技術也一樣(yàng),它的(de)優勢主要體現在以(yǐ)下幾個方麵:
1. 增加了網絡連接的靈活性
借助VLAN技術,能將不同地點、不同網絡、不同用戶組合在一(yī)起,形成一個虛擬的(de)網絡環境 ,就像使用本地(dì)LAN一樣方便、靈活 、有效。VLAN可以降低移動或變更工作站地理位置的管 理(lǐ)費用,特別是一些業(yè)務情況有經(jīng)常性變動的公司使用了VLAN後,這部分管(guǎn)理費用大大 降低。
2. 控製網絡上的廣播
VLAN可以提供建(jiàn)立的機製(zhì),防止交換網絡的過量(liàng)廣(guǎng)播。使用VLAN,可以將某個交換端(duān)口或用戶賦於某一個特(tè)定的VLAN組, 該VLAN組可以在一個交換網中或跨接多個(gè)交換機, 在一個VLAN中的廣播不(bú)會送到VLAN之(zhī)外。同樣,相鄰的端口不會收到其他VLAN產生的廣 播 。這樣可以減少廣播流量,釋放(fàng)帶寬給用戶應用,減少廣播的產生。
3. 增加網絡的安全性
因為(wéi)一(yī)個VLAN就是(shì)一個單獨(dú)的廣播域,VLAN之間相互隔(gé)離,這大大提高了網絡的利用(yòng)率(lǜ),確保了網絡的安全保密性。人們在LAN上 經常傳送一些保密的、關鍵性的數據。保密的數據應 提供訪問控製等安全手段。一個(gè)有效和容易實現的方法是將網絡分段成幾個不同(tóng)的廣播(bō)組,網絡管理員限製了VLAN中用(yòng)戶的數量,禁(jìn)止(zhǐ)未經允許而訪問VLAN中的應用。交換端口可(kě)以基 於應用類型和訪問(wèn)特(tè)權來進(jìn)行分組,被(bèi)限製的 應用程序和資源一(yī)般置於(yú)安(ān)全性VLAN中。
關鍵詞:局域網,交換機,VLAN,網絡配置
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