摘要本文系统介绍了 VLAN虚拟局域网的原理与配置方法。首先阐述了 VLAN 产生的背景即交换机只能隔离冲突域而无法隔离广播域导致广播流量泛滥的问题随后详细讲解了 VLAN 的作用、好处、帧格式802.1Q tag以及交换机对 VLAN 的划分与处理机制最后以华为设备为例演示了创建 VLAN、按 MAC/IP/协议/策略划分 VLAN、按接口划分 VLAN 以及查看 VLAN 等配置命令。通过本文的学习读者可以掌握 VLAN 的核心概念与华为设备上的基本配置方法。文章目录一、VLAN产生的背景二、VLAN简介2.1.VLAN的作用2.2 VLAN 的好处2.3.VLAN的帧格式2.4. 交换机对 VLAN 划分2.5. 交换机对 VLAN 的处理以按接口划分 VLAN 为例三、VLAN的配置3.1. 创建 VLAN3.2. 划分 VLAN3.4. 查看 VLAN一、VLAN产生的背景在交换网络中由于交换机只能隔离冲突域而无法隔离广播域当网络内存在大量广播流量时交换机的泛洪机制会导致整个网络充满大量无用流量。这些流量不仅会占用链路带宽还会降低交换机的性能。二、VLAN简介2.1.VLAN的作用VLANVirtual Local Area Network虚拟局域网是一种用来切分广播域的技术。交换机可以通过划分 VLAN将原先的一个大的广播网络划分为多个小的 VLAN 网络。划分出的小广播域之间无法直接互通需借助三层网络。2.2 VLAN 的好处灵活构建虚拟工作组用 VLAN 可以将不同用户划分到不同的工作组同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围网络构建和维护更方便灵活。限制广播域广播域被限制在一个 VLAN 内节省了带宽提高了网络处理能力。增强局域网的安全性不同 VLAN 内的报文在传输时是相互隔离的即一个 VLAN 内的用户不能与其他 VLAN 内的用户直接通信。提高了网络的健壮性故障被限制在一个 VLAN 内本 VLAN 内的故障不会影响其他 VLAN 的正常工作。2.3.VLAN的帧格式VLAN 的实现即在传统的 Ethernet Ⅱ 帧中插入了 4B 的 802.1Q tag 标签。- TPID标签协议标识符标识数据帧的类型值为 0x8100 时表示 802.1Q 帧。PRI优先级标识帧的优先级用来做快速转发。CFI标准格式指示符在以太网环境中该字段的值为 0。VLAN IDVLAN 标识符标识该帧所属的 VLAN其中取值为0 ~ 4095。可以使用的范围1 ~ 4094。vlan 0用于实现不想使用VLAN标签但想使用PRI值的情况。vlan 4095保留。2.4. 交换机对 VLAN 划分在华为交换机中常见的 VLAN 划分方式有按照接口划分使用最多按照收到数据帧的接口划分 VLAN按照 MAC 地址划分按照收到数据帧的 SMAC 划分 VLAN按照 IP 地址划分按照收到数据帧的 SIP 划分 VLAN按照协议划分按照收到数据帧所使用的协议划分 VLAN按照策略划分上述的汇总即将上述组合起来实现更灵活的划分方式2.5. 交换机对 VLAN 的处理以按接口划分 VLAN 为例首先我们需要先明白一个概念对于交换机来说其内部处理的数据帧一定是携带 VLAN 标签的tagged 数据帧对于终端设备来说其内部处理的数据帧一定是不携带标签的untagged 数据帧注当有标签的数据帧发送到终端设备时终端设备会直接丢弃掉那么问题来了终端设备所发出的数据帧是如何在交换机内进行处理的呢对于这个问题我们需要先了解一下交换机是如何工作的。对于交换机而言主要有两种操作行为即接收数据帧- 转发数据帧针对这两种行为我们以华为设备为例讲解一下其对于数据帧的处理。在华为设备上其会按照接口的类型来处理数据帧类型主要有access连接接口用于连接终端设备- trunk干道接口用于交换机之间的互联hybrid华为独有混合接口access trunk 的组合对于接收数据帧untagged 帧不带 VLAN 标签的数据帧无论是哪个接口都会先打上接口配置的 PVIDVLAN 标签值access直接保留标签进入交换机内trunk判断 PVID 是否在放行列表中若在保留标签进入交换机内hybrid判断 PVID 是否在放行列表中若在保留标签进入交换机内tagged 帧带 VLAN 标签的数据帧access判断是否与接口配置的 PVID 值相等若相等保留标签进入交换机内trunk判断 PVID 是否在放行列表中若在保留标签进入交换机内hybrid判断 PVID 是否在放行列表中若在保留标签进入交换机内对于转发数据帧只会有tagged帧交换机内是不可能有untagged帧的taggedaccess判断是否与接口配置的pvid相等相等剥离标签转发出去不相等直接丢弃不进行转发trunk判断是否在放行列表中在保留标签转发出去不在直接丢弃不进行转发hybrid判断是否在放行列表中在tagged放行列表中保留标签转发在untagged放行列表中剥离标签转发不在上面两个中任何一个直接丢弃不进行转发对上述作出总结即接收数据帧无标签先打标签有标签无论是刚打的还是原本就有的看放行列表。转发数据帧看列表过匹配按照对应接口规则对标签处理进行转发。三、VLAN的配置3.1. 创建 VLAN# 创建单个VLAN[S1]vlan1-4094# 批量创建 VLAN可以通过 vlan1,vlan2...也可通过 vlan1 to vlan2[S1]vlan batch vlan1{vlan2...|[to vlan2]}3.2. 划分 VLAN# 1. 按照 MAC 地址划分 VLAN[S1-vlan1]mac-vlan mac-address 要划分 VLAN 的 MAC 地址# 要划分进哪个 VLAN就在哪个 VLAN 的视图下操作# 在对应的接口中使能 MAC 划分 VLAN 的功能[S1-GigabitEthernet0/0/1]mac-vlanenable# 2. 按照 IP 地址划分 VLAN[S1-vlan1]ip-subnet-vlanipip地址 掩码# 要划分进哪个 VLAN就在哪个 VLAN 的视图下操作# 在对应的接口中使能 IP 划分 VLAN 的功能[S1-GigabitEthernet0/0/1]ip-subnetenable# 3. 按照协议地址划分 VLAN[S1-vlan1]protocol-vlan{索引}协议# 索引默认从0开始# 在对应的接口中使能通过协议划分 VLAN 的功能[S1-GigabitEthernet0/0/1]protocol-vlan vlan1~4094[all|索引]# 4.按照策略划分vlan# 即将上述命令进行组合如要通过IP MAC划分vlan[S1-vlan1]ip-subnet-vlanipip地址 掩码[S1-vlan1]mac-vlan mac-address 要划分vlan的mac地址[S1-GigabitEthernet0/0/1]ip-subnetenable[S1-GigabitEthernet0/0/1]mac-vlanenable# 需要注意上述所划分的vlan只是对收到untagged数据帧时为其打上对应的标签# 交换机是否处理该数据帧还得看接口配置的放行列表# 具体的放行列表配置在3.3中记录## 3.3. 按照接口划分 VLANbash# 设置端口类型[S1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type[access|trunk|hybrid]# 1.access接口配置# 设置access口的pvidaccess口的放行列表只有自己的pvid[S1-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan1-4094# 2.trunk接口配置# 设置trunk口的pvid[S1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk pvid vlan1-4094# 设置trunk口的放行列表[S1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan[all|[1~4094{...|to}]]# 3.hybrid接口配置# 设置hybrid口的pvid[S1-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid pvid vlan1-4094# 设置hybrid口转发剥离tag的放行列表[S1-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid tagged vlan[all|[1~4094{...|to}]]# 设置hybrid口转发不剥离tag的放行列表[S1-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid untagged vlan[all|[1~4094{...|to}]]# 注hybrid两个放行列表互斥若两个同时配置只生效最后配置的放行列表3.4. 查看 VLAN# 查看当前接口配置的vlan信息[S1]display vlan表项解释—参考文献[1] 华为技术有限公司. HCIA-Datacom V2.0 培训教材-PPT 05 VLAN原理与配置[Z]. 深圳华为技术有限公司.