虚拟局域网VLAN介绍和配置

1.VLAN简介

       虚拟局域网VLAN是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样，由此得名虚拟局域网。

       IEEE于1999年颁布了用于标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。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。

如上图所示：A1~A4，B1~B3，C1~C3是10台分别连接到三个交换机的工作站，通过vlan设置，由A1、A2、A3、A4组成了VLAN1，由B1、B2、B3组成了VLAN2，由C1、C2、C3组成了VLAN3。因此，通过VLAN，虽然有些工作站没有在同一个上联交换机下，仍然可以组成和LAN属性相同的网络。VLAN1，VLAN2及VLAN3相关之间的设备需要网络通信，必须经过路由器的转发。

同一个VLAN内的终端属于同一广播域，具有相同的VLAN-ID，二层连通；不同VLAN内的终端需要通过网关（路由器）互相访问，二层隔离，三层连通。

2.Trunk技术

Trunk是在两个网络设备之间承载多于一种VLAN的端到端的连接，将VLAN延伸至整个网络。没有VLAN Trunk，VLAN也不会非常有用。VLAN Trunk允许VLAN数据流在交换机间传输，所以设备在同一VLAN，但连接到不同交换机，能够不通过路由器来进行通信。

Trunk Line是真实的物理网线，PC1和PC2处在两个不同的交换机下，但属于同一个VLAN。如下为PC1向PC2发送数据流的步骤：

（1）以太网帧离开PC1到达Switch 1
（2）Switch 1的SAT表明目的地是trunk线的另一端
（3）Switch 1使用trunk协议在以太网帧中添加VLAN id
（4）新帧离开Switch 1的trunk端口被Switch 2接收
（5）Switch 2读取trunk id并解析trunk协议
（6）源帧按照Switch 2的SAT转发至目的地（端口4）

3.VLAN的数据帧格式

VLAN tag如下图所示，包含类型域，优先级域，CFI（Canonical Format Indicator）指示MAC数据域，VLAN ID。

4.Linux下VLAN的配置

（1）配置物理接口设置

配置/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ethX，不需要配置IP地址

（2）配置VLAN

新建/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ethX.Y（注意与虚拟网卡ifcfg-ethX:Y的命令区别）

上述配置文件必须是ethX.Y，其中X表示具体物理网卡号，Y表示VLAN的VLAN号，即VLAN id。举例来说，

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1.51

DEVICE=eth1.51   #表示VLAN id为51
VLAN=yes         #配置VLAN
BOOTPROTO=static
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.51.250
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.51.1

备注：VLAN的配置中，必须包含VLAN=yes，MAC地址不需要配置，接口名必须为ethX.Y（Y表示VLAN id）

（3）交换机上要做一些VLAN的配置，以及trunk的配置

5.关于VLAN的一些闲杂知识

（1）查看主机上所有vlan信息

cat /proc/net/vlan/config

学习资料参考于：

https://wizardforcel.gitbooks.io/network-basic/content/2.html

http://blog.csdn.net/jesseyoung/article/details/40047749（交换机端口模式Access|Hybrid|Trunk）