计算机网络配置——VLAN的配置

一、实验目的

1. 了解VLAN的作用和用途；
2. 掌握单一交换机与跨交换机划分VLAN的配置方法；
3.  理解VLAN标签添加和删除的过程。

二、实验任务

在思科模拟器中实现下图所示的VLAN的配置：

   使用ping命令验证配置结果，并完成实验报告。

二、实验原理介绍

一、VLAN概念

VLAN（虚拟局域网）是对连接到的第二层交换机端口的网络用户的逻辑分段，不受网络用户的物理位置限制而根据用户需求进行网络分段。一个VLAN可以在一个交换机或者跨交换机实现。VLAN可以根据网络用户的位置、作用、部门或者根据网络用户所使用的应用程序和协议来进行分组。基于交换机的虚拟局域网能够为局域网解决冲突域、广播域、带宽问题。

二、VLAN标签

默认情况下，局域网的所有交换机接口都属于vlan1，整个网络属于一个广播域，通信不存在任何问题。如何要在该网络中配置vlan，也就是将网络划分为不同广播域，划分VLAN之后的网络逻辑结构如下图所示：

跨交换机VLAN划分的VLAN的中继链路

从上图可知，交换机之间的链路需要同时能传输多个VLAN的数据，为了使得交换机能够识别来自不同VLAN的数据帧，帧在离开本地交换机之前，必须在帧的头部插入VLAN的标签Tag。数据帧携带了VLAN Tag之后，虽然传输路径经过多台交换机，但是也能够是识别该帧属于哪个VLAN。当交换机将帧转发到目的主机时，则会将VLAN Tag删除，转换为标准的以太网帧结构。

跨交换机VLAN Tag添加、删除过程

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跨交换机的VLAN也称Tag VLAN或者标签VLAN，对应的标准为802.1q。

802.1q协议在传统帧的格式上添加了一个Tag字段，该Tag字段包含了该帧VLAN ID，加了Tag字段的帧格式如下结构所示：

【目的、源mac地址+协议标识+控制信息+数据+FCS】

• 目的、源mac地址：12字节。
• 协议标识：2字节，固定值0x8100，表示该帧载有802.1q标记信息。
• 控制信息：2字节，12比特表示VID，范围为1~4094。
• FCS：4字节。

注意：

• 每个VLAN的数据库要保持一致。
• 交换机连接的每段链路的本征VLAN（native VLAN）要保持一致。
• 交换机互联的接口应设置为VLAN 中继接口，即Trunk模式。

三、设计代码（或原理图）、仿真波形及分析

思科模拟器vlan的配置网络结构如下图：

 

交换机0：pc1接交换机的fa0/1，pc4、pc5分别接fa0/2，fa0/3；

交换机2：pc6接交换机fa0/3，pc2、pc3分别接fa0/1，fa0/2。

IP地址：PC1:192.168.10.1

PC2:192.168.10.2

PC3:192.168.10.3

PC4:192.168.10.4

PC5:192.168.10.5

PC6:192.168.10.6

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交换机[Switch0]的配置如下：

交换机[Switch2]的配置如下：

 

PC1与PC2，PC1与PC4的ping测试结果如下：

四、实验结论与心得

语句解释：

• switchport mode trunk：表示为将接口设置为Trunk（中继模式）模式。
• show int trunk：表示查看trunk接口。【trunk接口不会出现在任何vlan中，因为该接口不属于任何一个vlan】

其实其原理类似子网划分，只不过是在不同的交换机上进行，可以对比文章：计算机网络配置——子网划分