网络工程师几个专题讲座Word下载.docx

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广播。

广播存在于所有的网络上，如果不对它们进行适当的控制，它们便会充斥于整个网络，产生大量的网络通信。

广播不仅消耗了带宽，而且也降低了用户工作站的处理效率。

由于各种各样的原因，网络操作系统（NOS）使用了广播，TCP/IP使用广播从IP地址中解析MAC地址，还使用广播通过RIP和IGRP协议进行宣告，所以，广播也是不可避免的。

网桥和交换机将对所有的广播信息进行转发，而路由器不会。

所以，为了对广播进行控制，就必须使用路由器。

路由器是基于第3层报头、目标IP寻址、目标IPX寻址或目标Appletalk寻址做出转发决定。

路由器是3层设备。

在这里，我们就容易理解三层交换技术了，通俗地讲，就是将路由与交换合二为一的技术。

路由器在对第一个数据流进行路由后，将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据此映射表直接从二层进行交换而不是再次路由，提供线速性能，从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率。

采用此技术的交换机我们常称为三层交换机。

那么，什么是VLAN呢？

VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）就是虚拟局域网的意思。

VLAN可以不考虑用户的物理位置，而根据功能、应用等因素将用户从逻辑上划分为一个个功能相对独立的工作组，每个用户主机都连接在一个支持VLAN的交换机端口上并属于一个VLAN。

同一个VLAN中的成员都共享广播，形成一个广播域，而不同VLAN之间广播信息是相互隔离的。

这样，将整个网络分割成多个不同的广播域（VLAN）。

一般来说，如果一个VLAN里面的工作站发送一个广播，那么这个VLAN里面所有的工作站都接收到这个广播，但是交换机不会将广播发送至其他VLAN上的任何一个端口。

如果要将广播发送到其它的VLAN端口，就要用到三层交换机。

二、如何配置三层交换机创建VLAN

以下的介绍都是基于Cisco交换机的VLAN。

Cisco的VLAN实现通常是以端口为中心的,与节点相连的端口将确定它所驻留的VLAN。

将端口分配给VLAN的方式有两种，分别是静态的和动态的.

形成静态VLAN的过程是将端口强制性地分配给VLAN的过程。

即我们先在VTP（VLANTrunkingProtocol）Server上建立VLAN，然后将每个端口分配给相应的VLAN的过程。

这是我们创建VLAN最常用的方法。

动态VLAN形成很简单，由具体的机器决定自己属于哪个VLAN。

即我们先建立一个VMPS（VLANMembershipPolicyServer）VLAN管理策略服务器，里面包含一个文本文件，文件中存有与VLAN映射的MAC地址表。

交换机根据这个映射表决定将端口分配给何种VLAN。

这种方法有很大的优势，但创建数据库是一项非常艰苦而且非常繁琐的工作。

下面以实例说明如何在一个典型的快速以太局域网中实现VLAN。

所谓典型局域网就是指由一台具备三层交换功能的核心交换机接几台分支交换机（不一定具备三层交换能力）。

我们假设核心交换机名称为：

COM；

分支交换机分别为：

PAR1、PAR2、PAR3，分别通过Port1的光线模块与核心交换机相连；

并且假设VLAN名称分别为COUNTER、MARKET、MANAGING

需要做的工作：

1、设置VTPDOMAIN（核心、分支交换机上都设置）

2、配置中继（核心、分支交换机上都设置）

3、创建VLAN（在server上设置）

4、将交换机端口划入VLAN

5、配置三层交换

1、设置VTPDOMAIN。

VTPDOMAIN称为管理域。

交换VTP更新信息的所有交换机必须配置为相同的管理域。

如果所有的交换机都以中继线相连，那么只要在核心交换机上设置一个管理域，网络上所有的交换机都加入该域，这样管理域里所有的交换机就能够了解彼此的VLAN列表。

COM#vlandatabase进入VLAN配置模式

COM（vlan）#vtpdomainCOM设置VTP管理域名称COM

COM（vlan）#vtpserver设置交换机为服务器模式

PAR1#vlandatabase进入VLAN配置模式

PAR1（vlan）#vtpdomainCOM设置VTP管理域名称COM

PAR1（vlan）#vtpClient设置交换机为客户端模式

PAR2#vlandatabase进入VLAN配置模式

PAR2（vlan）#vtpdomainCOM设置VTP管理域名称COM

PAR2（vlan）#vtpClient设置交换机为客户端模式

PAR3#vlandatabase进入VLAN配置模式

PAR3（vlan）#vtpdomainCOM设置VTP管理域名称COM

PAR3（vlan）#vtpClient设置交换机为客户端模式

注意：

这里设置核心交换机为Server模式是指允许在该交换机上创建、修改、删除VLAN及其他一些对整个VTP域的配置参数，同步本VTP域中其他交换机传递来的最新的VLAN信息；

Client模式是指本交换机不能创建、删除、修改VLAN配置，也不能在NVRAM中存储VLAN配置，但可同步由本VTP域中其他交换机传递来的VLAN信息。

2、配置中继为了保证管理域能够覆盖所有的分支交换机，必须配置中继。

Cisco交换机能够支持任何介质作为中继线，为了实现中继可使用其特有的ISL标签。

ISL（Inter－SwitchLink）是一个在交换机之间、交换机与路由器之间及交换机与服务器之间传递多个VLAN信息及VLAN数据流的协议，通过在交换机直接相连的端口配置ISL封装，即可跨越交换机进行整个网络的VLAN分配和进行配置。

在核心交换机端配置如下：

COM（config）#interfacegigabitEthernet2/1

COM（config-if）#switchport

COM（config-if）#switchporttrunkencapsulationisl配置中继协议

COM（config-if）#switchportmodetrunk

COM（config）#interfacegigabitEthernet2/2

COM（config）#interfacegigabitEthernet2/3

在分支交换机端配置如下：

PAR1（config）#interfacegigabitEthernet0/1

PAR1（config-if）#switchportmodetrunk

PAR2（config）#interfacegigabitEthernet0/1

PAR2（config-if）#switchportmodetrunk

PAR3（config）#interfacegigabitEthernet0/1

PAR3（config-if）#switchportmodetrunk

此时，管理域算是设置完毕了。

3、创建VLAN一旦建立了管理域，就可以创建VLAN了。

COM（vlan）#Vlan10nameCOUNTER创建了一个编号为10名字为COUNTER的VLAN

COM（vlan）#Vlan11nameMARKET创建了一个编号为11名字为MARKET的VLAN

COM（vlan）#Vlan12nameMANAGING创建了一个编号为12名字为MANAGING的VLAN

注意，这里的VLAN是在核心交换机上建立的，其实，只要是在管理域中的任何一台VTP属性为Server的交换机上建立VLAN，它就会通过VTP通告整个管理域中的所有的交换机。

但如果要将具体的交换机端口划入某个VLAN，就必须在该端口所属的交换机上进行设置。

例如，要将PAR1、PAR2、PAR3……分支交换机的端口1划入COUNTERVLAN，端口2划入MARKETVLAN，端口3划入MANAGINGVLAN……

PAR1（config）#interfacefastEthernet0/1配置端口1

PAR1（config-if）#switchportaccessvlan10归属COUNTERVLAN

PAR1（config）#interfacefastEthernet0/2配置端口2

PAR1（config-if）#switchportaccessvlan11归属MARKETVLAN

PAR1（config）#interfacefastEthernet0/3配置端口3

PAR1（config-if）#switchportaccessvlan12归属MANAGINGVLAN

PAR2（config）#interfacefastEthernet0/1配置端口1

PAR2（config-if）#switchportaccessvlan10归属COUNTERVLAN

PAR2（config）#interfacefastEthernet0/2配置端口2

PAR2（config-if）#switchportaccessvlan11归属MARKETVLAN

PAR2（config）#interfacefastEthernet0/3配置端口3

PAR2（config-if）#switchportaccessvlan12归属MANAGINGVLAN

PAR3（config）#interfacefastEthernet0/1配置端口1

PAR3（config-if）#switchportaccessvlan10归属COUNTERVLAN

PAR3（config）#interfacefastEthernet0/2配置端口2

PAR3（config-if）#switchportaccessvlan11归属MARKETVLAN

PAR3（config）#interfacefastEthernet0/3配置端口3

PAR3（config-if）#switchportaccessvlan12归属MANAGINGVLAN

到这里，VLAN已经基本划分完毕。

但是，VLAN间如何实现三层（网络层）交换呢？

这时就要给各VLAN分配网络（IP）地址了。

给VLAN分配IP地址分两种情况，其一，给VLAN所有的节点分配静态IP地址；

其二，给VLAN所有的节点分配动态IP地址。

下面就这两种情况分别介绍。

假设给VLANCOUNTER分配的接口Ip地址为172.16.58.1/24，网络地址为：

172.16.58.0，

VLANMARKET分配的接口Ip地址为172.16.59.1/24，网络地址为：

172.16.59.0，

VLANMANAGING分配接口Ip地址为172.16.60.1/24，网络地址为172.16.60.0

如果动态分配IP地址，则设网络上的DHCP服务器IP地址为172.16.1.11。

（1）给VLAN所有的节点分配静态IP地址。

首先在核心交换机上分别设置各VLAN的接口IP地址。

核心交换机将vlan做为一种接口对待，就象路由器上的一样，如下所示：

COM（config）#interfacevlan10

COM（config-if）#ipaddress172.16.58.1255.255.255.0VLAN10接口IP

COM（config）#interfacevlan11

COM（config-if）#ipaddress172.16.59.1255.255.255.0VLAN11接口IP

COM（config）#interfacevlan12

COM（config-if）#ipaddress172.16.60.1255.255.255.0VLAN12接口IP

再在各接入VLAN的计算机上设置与所属VLAN的网络地址一致的IP地址，并且把默认网关设置为该VLAN的接口地址。

这样，所有的VLAN也可以互访了。

（2）给VLAN所有的节点分配动态IP地址。

首先在核心交换机上分别设置各VLAN的接口IP地址和同样的DHCP服务器的IP地址，如下所示：

COM（config-if）#iphelper-address172.16.1.11DHCPServerIP

再在DHCP服务器上设置网络地址分别为172.16.58.0，172.16.59.0，172.16.60.0的作用域，并将这些作用域的“路由器”选项设置为对应VLAN的接口IP地址。

这样，可以保证所有的VLAN也可以互访了。

最后在各接入VLAN的计算机进行网络设置，将IP地址选项设置为自动获得IP地址即可。

三、总结

本文是笔者在实际工作中的一些总结。

笔者力图用通俗易懂的文字来阐述创建VLAN的全过程。

并且给出了详细的设置步骤，只要你对Cisco交换机的IOS有所了解，看懂本文并不难。

按照本文所示的步骤一步一步地做，你完全可以给一个典型的快速以太网络建立多个VLAN。

附

VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）的中文名为"

虚拟局域网"

，注意不是"

VPN"

（虚拟专用网）。

VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分（注意，不是从物理上划分）成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。

这一新兴技术主要应用于交换机和路由器中，但主流应用还是在交换机之中。

但又不是所有交换机都具有此功能，只有VLAN协议的第三层以上交换机才具有此功能，这一点可以查看相应交换机的说明书即可得知。

VLAN技术的出现，使得管理员根据实际应用需求，把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。

由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段。

由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。

交换技术的发展，也加快了新的交换技术（VLAN）的应用速度。

通过将企业网络划分为虚拟网络VLAN网段，可以强化网络管理和网络安全，控制不必要的数据广播。

在共享网络中，一个物理的网段就是一个广播域。

而在交换网络中，广播域可以是有一组任意选定的第二层网络地址（MAC地址）组成的虚拟网段。

这样，网络中工作组的划分可以突破共享网络中的地理位置限制，而完全根据管理功能来划分。

这种基于工作流的分组模式，大大提高了网络规划和重组的管理功能。

在同一个VLAN中的工作站，不论它们实际与哪个交换机连接，它们之间的通讯就好象在独立的交换机上一样。

同一个VLAN中的广播只有VLAN中的成员才能听到，而不会传输到其他的VLAN中去，这样可以很好的控制不必要的广播风暴的产生。

同时，若没有路由的话，不同VLAN之间不能相互通讯，这样增加了企业网络中不同部门之间的安全性。

网络管理员可以通过配置VLAN之间的路由来全面管理企业内部不同管理单元之间的信息互访。

交换机是根据用户工作站的MAC地址来划分VLAN的。

所以，用户可以自由的在企业网络中移动办公，不论他在何处接入交换网络，他都可以与VLAN内其他用户自如通讯。

VLAN网络可以是有混合的网络类型设备组成，比如：

10M以太网、100M以太网、令牌网、FDDI、CDDI等等，可以是工作站、服务器、集线器、网络上行主干等等。

VLAN除了能将网络划分为多个广播域，从而有效地控制广播风暴的发生，以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外，还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问。

VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议，它在以太网帧的基础上增加了VLAN头，用VLANID把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户互访，每个工作组就是一个虚拟局域网。

虚拟局域网的好处是可以限制广播范围，并能够形成虚拟工作组，动态管理网络。

VLAN在交换机上的实现方法，可以大致划分为六类:

1.基于端口划分的VLAN

这是最常应用的一种VLAN划分方法，应用也最为广泛、最有效，目前绝大多数VLAN协议的交换机都提供这种VLAN配置方法。

这种划分VLAN的方法是根据以太网交换机的交换端口来划分的，它是将VLAN交换机上的物理端口和VLAN交换机内部的PVC（永久虚电路）端口分成若干个组，每个组构成一个虚拟网，相当于一个独立的VLAN交换机。

对于不同部门需要互访时，可通过路由器转发，并配合基于MAC地址的端口过滤。

对某站点的访问路径上最靠近该站点的交换机、路由交换机或路由器的相应端口上，设定可通过的MAC地址集。

这样就可以防止非法入侵者从内部盗用IP地址从其他可接入点入侵的可能。

从这种划分方法本身我们可以看出，这种划分的方法的优点是定义VLAN成员时非常简单，只要将所有的端口都定义为相应的VLAN组即可。

适合于任何大小的网络。

它的缺点是如果某用户离开了原来的端口，到了一个新的交换机的某个端口，必须重新定义。

2.基于MAC地址划分VLAN

这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分，即对每个MAC地址的主机都配置他属于哪个组，它实现的机制就是每一块网卡都对应唯一的MAC地址，VLAN交换机跟踪属于VLANMAC的地址。

这种方式的VLAN允许网络用户从一个物理位置移动到另一个物理位置时，自动保留其所属VLAN的成员身份。

由这种划分的机制可以看出，这种VLAN的划分方法的最大优点就是当用户物理位置移动时，即从一个交换机换到其他的交换机时，VLAN不用重新配置，因为它是基于用户，而不是基于交换机的端口。

这种方法的缺点是初始化时，所有的用户都必须进行配置，如果有几百个甚至上千个用户的话，配置是非常累的，所以这种划分方法通常适用于小型局域网。

而且这种划分的方法也导致了交换机执行效率的降低，因为在每一个交换机的端口都可能存在很多个VLAN组的成员，保存了许多用户的MAC地址，查询起来相当不容易。

另外，对于使用笔记本电脑的用户来说，他们的网卡可能经常更换，这样VLAN就必须经常配置。

3.基于网络层协议划分VLAN

VLAN按网络层协议来划分，可分为IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN网络。

这种按网络层协议来组成的VLAN，可使广播域跨越多个VLAN交换机。

这对于希望针对具体应用和服务来组织用户的网络管理员来说是非常具有吸引力的。

而且，用户可以在网络内部自由移动，但其VLAN成员身份仍然保留不变。

这种方法的优点是用户的物理位置改变了，不需要重新配置所属的VLAN，而且可以根据协议类型来划分VLAN，这对网络管理者来说很重要，还有，这种方法不需要附加的帧标签来识别VLAN，这样可以减少网络的通信量。

这种方法的缺点是效率低，因为检查每一个数据包的网络层地址是需要消耗处理时间的（相对于前面两种方法），一般的交换机芯片都可以自动检查网络上数据包的以太网祯头，但要让芯片能检查IP帧头，需要更高的技术，同时也更费时。

当然，这与各个厂商的实现方法有关。

4.根据IP组播划分VLAN

IP组播实际上也是一种VLAN的定义，即认为一个IP组播组就是一个VLAN。

这种划分的方法将VLAN扩大到了广域网，因此这种方法具有更大的灵活性，而且也很容易通过路由器进行扩展，主要适合于不在同一地理范围的局域网用户组成一个VLAN，不适合局域网，主要是效率不高。

5.按策略划分VLAN

基于策略组成的VLAN能实现多种分配方法，包括VLAN交换机端口、MAC地址、IP地址、网络层协议等。

网络管理人员可根据自己的管理模式和本单位的需求来决定选择哪种类型的VLAN。

6.按用户定义、非用户授权划分VLAN

基于用户定义、非用户授权来划分VLAN，是指为了适应特别的VLAN网络，根据具体的网络用户的特别要求来定义和设计VLAN，而