Vlan技术（Virtual Local Area Network）

1.Vlan作用

• 隔离广播域：防止网络中的广播包过多，导致网络拥塞，同时也是为了提高网络带宽的利用率。
• 实现故障隔离：减小网络故障带来的影响，缩小范围后也方便故障的定位和排除。
• 增强安全性：不同Vlan间的数据通信只能通过三层设备进行，在三层设备上采取安全措施可以防止病毒在局域网内大范围扩散。

2.Vlan的划分方式

可以基于交换机端口的（最常用），基于协议的，基于IP地址的，基于MAC地址的。

3.802.1q帧结构

 4.交换机端口分类

• Access类型的端口只能属于1个VLAN，一般用于连接计算机的端口。
• Trunk类型的端口可以允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的报文，一般用于交换机之间连接的端口。
• Hybrid（华为）类型的端口可以允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的报文，可以用于交换机之间连接，也可以用于连接用户的计算机。

 

Hybrid端口和Trunk端口在接收数据时，处理方法是一样的，唯一不同之处在于发送数据时

：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。

1. 端口的缺省VLAN的概念：Access端口只属于1个VLAN，所以它的缺省VLAN就是它所在的VLAN，不用设置； 
   　　Hybrid端口和Trunk端口属于多个VLAN，所以需要设置缺省VLAN ID。缺省情况下，Hybrid端口和Trunk端口的缺省VLAN为VLAN 1。
2. 当端口接收到不带VLAN Tag的报文后，则将报文转发到属于缺省VLAN的端口（如果设置了端口的缺省VLAN ID）。当端口发送带有VLAN Tag的报文时，如果该报文的VLAN ID与端口缺省的VLAN ID相同，则系统将去掉报文的VLAN Tag，然后再发送该报文。 
   　　注：对于华为交换机缺省VLAN被称为“Pvid Vlan”，对于思科交换机缺省VLAN被称为“Native Vlan”交换机。
3. 交换机接口出入数据处理过程如下： 
   　　---Acess端口收报文: 
   　　收到一个报文,判断是否有VLAN信息：如果没有则打上端口的PVID，并进行交换转发,如果有则直接丢弃（缺省） 
   　　---Acess端口发报文（从交换机内部往外发送）： 
   　　将报文的VLAN信息剥离，直接发送出去 
   　　（所以，Access端口可以实现同一交换机上相同VLAN下的主机通信；也可以实现交换机级连时的缺省VLAN1报文交换，但不能实现VLAN透传。） 
   　　---trunk端口收报文： 
   　　收到一个报文，判断是否有VLAN信息：如果有，判断该trunk端口是否允许该 VLAN的数据进入：如果可以则转发，否则丢弃；如果没有VLAN信息则打上端口的PVID，并进行交换转发。 
   　　---trunk端口发报文： 
   　　比较将要发送报文的VLAN信息和端口的PVID，如果不相等则直接发送。如果两者相等则剥离VLAN信息，再发送。 
   　　（所以，将交换机级连口统统设置为Trunk并允许所有VLAN通过后，VLAN2－VLAN4000直接透传，而VLAN1则因为和Trunk缺省PVID相同，需要通过剥离VLAN信息又添加VLAN信息实现了透传。而如果更改Trunk的缺省PVID，则可以实现某一交换机下的VLAN-X和另一交换机下的VLAN-Y通信。） 
    　  ---hybrid端口收报文： 
   　　收到一个报文,判断是否有VLAN信息：如果有，则判断该hybrid端口是否允许该VLAN的数据进入：如果可以则转发，否则丢弃(此时端口上的untag配置是不用考虑的，untag配置只对发送报文时起作用)； 
   　　如果没有则打上端口的PVID，并进行交换转发。 
   　　---hybrid端口发报文： 
   　　一）、判断该VLAN在本端口的属性（show interface 即可看到该端口对哪些VLAN是untag，哪些VLAN是tag） 
   　　二）、如果是untag则剥离VLAN信息，再发送，如果是tag则直接发送。 
   　　（所以，Hybrid实现了不同VLAN下的主机的通信。） 

5.VLAN的简单配置

     1.创建vlan

• Switch(config)#vlan vlan-id   //创建vlan
• Switch(config-vlan)#name vlan-name   //（可选）命名vlan

     2.将交换机端口加入到vlan中

• Switch(config)#interface interface    //进入端口配置模式
• Switch(config-if)#switchport mode access   //将端口模式设置为接入端口
• Switch(config-if)#switchport access vlan vlan-id   //将端口添加到特定vlan中

    3.多个端口添加到同一vlan中（可选）

• Switch(config)#interface range interface-range   //进入需要添加vlan的一组端口中
• Switch(config-range-if)#switchport mode access   //将端口模式设置为接入端口
• Switch(config-range-if)#switchport access vlan-id   //将一组端口划分到指定vlan中

    4.配置Trunk端口及Native VLAN（交换机与交换机之间的接口）

• Swtich(config)#interface interface   //进入需要配置的端口
• Switch(config-if)#switchport mode trunk   //将端口的模式配置为trunk
• Switch(config-fi)#switchport trunk native vlan vlan-id   //配置Trunk的Native VLAN（Trunk两端端口的Native VLAN必须一致）

    5.配置VLAN许可列表

• Swtich(config)#interface interface   //进入需要配置的端口
• Switch(config-if)#switchport mode trunk   //将端口的模式配置为trunk
• Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan { all | [add | remove | except] }  vlan-list   //定义Trunk 的VLAN列表

6.VLAN间实现通信

   1.SVI技术（Switch Virtual Interfaces）

实现方法：在三层交换机上为各VLAN创建虚拟VLAN接口（SVI）,并为SVI接口配置IP地址，作为各主机的网关地址。

• Switch(config)#ip routing   //开启路由功能（默认）
• Switch(config)#vlan vlan-id   //创建vlan　　
• Switch(config)#interface vlan vlan-id   //进入vlan的SVI接口配置模式       注：创建SVI接口后，系统会自动为SVI接口分配一个MAC地址用于接收数据帧。
• Switch(config-if)#ip address ip-address mask   //给SVI接口配置IP地址（网关地址）

   2.单臂路由技术

实现方法：在路由器上为每一个VLAN创建一个子接口，并给子接口配置IP地址，作为各VLAN的网关。同时还需要在各子接口上封装802.1q协议，以便识别相应的VLAN。

    该技术的缺点：需为每一个vlan创建一个子接口，限制了VLAN网络的灵活部署；当创建多个vlan后，vlan间流量都需要通过这个端口转发，容易在物理接口上形成网络瓶颈。

• Switch(config-if)#switchport mode trunk   //与路由器连接的交换机端口模式配置为Trunk，以便可以收发多个VLAN中的数据帧
• Router(config)#interface  interface.sub-port   //创建以太网子接口
• Router(config-subif)#encapasulation dot1q vlan-id   //为子接口封装802.1q协议，并指定接口所属的vlan（先封装再填地址）
• Router(config-subif)#ip  address ip-address mask-address    //为子接口配置IP地址
• Router(config-subif)#no shutdown    //启用子接口

7.PVLAN（Priviate VLAN）

• 特点：突破VLAN个数的限制（最大个数只有4094个），节约IP地址（每个VLAN都需要一个子网地址），隔离相同VLAN中网络设备之间的流量。

1.PVLAN的组成:

• 主VLAN(Primary VLAN)：PVLAN的高级VLAN，每个PVLAN中只有一个主VLAN；作用：把流量从混杂端口传送到隔离、团体和同一个VLAN内部的其它主要混杂端口。
• 辅助VLAN(Secondary VLAN)：PVLAN的子VLAN，所有辅助VLAN都需要映射的主VLAN上，每台接入设备都连接到辅助VLAN；作用：实现二层网络的隔离。

     辅助VLAN包含两种VLAN类型：

•   隔离VLAN(Isolated VLAN)：同一隔离VLAN中的端口相互不能进行二层通信，一个PVLAN中只有一个隔离VLAN。若要与其它端口通信，则必须穿越混杂端口。
•   团体VLAN(Community VLAN)：同一团体VLAN中的端口可以进行二层通信，但不能与其他团体VLAN中的端口进行二层通信，一个PVLAN中可以有多个团体VLAN。若要与其它端口通信，则必须穿越混杂端口。

2.PVLAN的2种端口类型：

• 混杂端口(Promiscuous Port)：隶属于“Primary VLAN”，一个混杂端口可以与所有接口通信，包括PVLAN内的隔离和团体端口；混杂端口的功能是在团体和隔离的VLAN端口之间传递流量。通常是连接三层设备或服务器的端口。
• 主机端口(Host Port)：隶属于“Secondary VLAN”，由于“Secondary VLAN”具有两种属性，那么主机端口依“Secondary VLAN”属性的不同也有两种分类：

     主机端口包含的两种分类：

• 隔离端口(Isolated Port)：它与PVLAN内的所有其它端口相分离，除混杂端口外；来源于隔离端口的流量仅仅传送给混杂端口。
• 团体端口(Community Port)：一个团体VLAN中的团体端口之间可以相互通信，并且团体端口可以与混杂端口通信。

3.PVLAN的配置：

    1.配置主VLAN和辅助VLAN

• Switch(config)#vlan id   //进入VLAN配置模式
• Switch(config-vlan)#private-vlan {community | isolated | primary}    //配置私有VLAN类型    注意：已经配置了的VLAN不能再配置为私有VLAN,且VLAN 1不能配置为私有VLAN。

    2.关联辅助VLAN到主VLAN

• Switch(config)#vlan p_vid   //进入主VLAN的配置模式
• Switch(config-vlan)#private-vlan association [add | remove]  svlist   //关联辅助VLAN到主VLAN

    3.将辅助VLAN映射到主VLAN的三层接口

• Switch(config)#interface vlan p_vid   //进入主VLAN的VLAN接口模式
• Switch(config-if)#private-vlan mapping [add | remove] svlist   //映射辅助VLAN到主VLAN的三层接口
• Switch(config-if)#ip address ip-address mask   //为主VLAN配置SVI，以便PVLAN中的流量可以进行三层交换

   4.配置主机端口

• Switch(config)#interface  port-type port   //进入主机端口
• Switch(config-if)#switchport mode private-vlan host   //配置端口为主机端口
• Switch(config-if)#switchport private-vlan host-association p_vid  s_vid   //关联主机端口到PVLAN　

   5.配置混杂端口

• Switch(config)#interface  port-type port   //进入主机端口
• Switch(config-if)#switchport mode private-vlan promiscuous   //配置端口为主机端口
• Switch(config-if)#switchport private-vlan mapping p_vid [add | remove]  svlist   //配置混杂端口所在的主VLAN以及关联的辅助VLAN