VLAN介绍

1. vlan是什么

VLAN(Virtual Local Area Network)即虚拟局域网,是将一个物理的LAN在逻辑上划分成多个广播域的通信技术。每个VLAN是一个广播域,VLAN内的主机间可以直接通信,而VLAN间则不能直接互通。这样,广播报文就被限制在一个VLAN内。

2. 为什么需要vlan

没有vlan前,广播报文会被发送到较大的广播域,主机数量较多时候会造成广播泛滥,性能低下,网络不可用等问题。如果把一个LAN网分成多个逻辑LAN网,每个逻辑LAN网通过id进行标识,相同逻辑LAN内的主机可以直接通信,不同逻辑LAN网内的主机不能直接通信,那么广播报文就限制在一个逻辑LAN网内,而这个逻辑LAN就是所谓的VLAN。

由此可见,VLAN有以下的优点:

  • 限制广播域:节省了带宽,提高网络处理效率。
  • 增加安全性:不同VLAN互相隔离,增加安全性。
  • 灵活构建局域网:可以方便的构建安全的局域网。

3. vlan ID及vlan tag

为了让交换机识别不同vlan的报文,则需要通过某种标识来区分,因此在报文中加了vlan tag的字段,其中包括vlan id的信息,

Vlan id(简称VID),取值范围为0-4095,0和4095为保留字段,因此VLAN ID的有效范围为1-4094。

交换机内部处理的数据帧都带有VLAN标签。而交换机连接的部分设备(如用户主机、服务器)只会收发不带VLAN tag的传统以太网数据帧。因此,要与这些设备交互,就需要交换机的接口能够识别传统以太网数据帧,并在收发时给帧添加、剥除VLAN标签。添加什么VLAN标签,由接口上的缺省VLAN(Port Default VLAN ID,PVID)决定。

4. vlan的接口类型

现网中属于同一个VLAN的用户可能会被连接在不同的交换机上,且跨越交换机的VLAN可能不止一个,如果需要用户间的互通,就需要交换机间的接口能够同时识别和发送多个VLAN的数据帧。根据接口连接对象以及对收发数据帧处理的不同,当前有VLAN的多种接口类型,以适应不同的连接和组网。

常见的VLAN接口类型有三种,包括:Access、Trunk和Hybrid。

4.1. Access接口(接入VLAN)

Access接口一般用于和不能识别Tag的用户终端(如用户主机、服务器)相连,或者不需要区分不同VLAN成员时使用。

定义:Access VLAN接口是一种用于连接终端设备(如计算机、打印机等)的接口,每个接口只属于一个VLAN。

使用场景:适用于接入层交换机端口,每个端口连接一个终端设备,只能传输单个VLAN的流量。例如,一个办公区域内的计算机都连接到Access VLAN,以便这些计算机能够互相通信。

4.2. Trunk接口(干线VLAN)

Trunk接口一般用于连接交换机、路由器、AP以及可同时收发Tagged帧和Untagged帧的语音终端。它可以允许多个VLAN的帧带Tag通过,但只允许属于缺省VLAN的帧从该类接口上发出时不带Tag(即剥除Tag)。

  • 定义:Trunk VLAN接口用于在交换机之间传输多个VLAN的流量。Trunk端口能够标记(tagging)VLAN信息,以便区分不同的VLAN流量。
  • 使用场景:适用于交换机之间或交换机与路由器之间的连接,用于传输多VLAN流量。例如,在数据中心内,需要通过Trunk端口将多个VLAN的数据传输到核心交换机。

4.3. Hybrid接口(混合VLAN)

Hybrid接口既可以用于连接不能识别Tag的用户终端(如用户主机、服务器)和网络设备(如Hub),也可以用于连接交换机、路由器以及可同时收发Tagged帧和Untagged帧的语音终端、AP。它可以允许多个VLAN的帧带Tag通过,且允许从该类接口发出的帧根据需要配置某些VLAN的帧带Tag(即不剥除Tag)、某些VLAN的帧不带Tag(即剥除Tag)。

定义:Hybrid VLAN接口可以同时处理Access VLAN和Trunk VLAN的流量。它可以将未标记的流量作为Access VLAN流量处理,并将标记的流量作为Trunk VLAN流量处理。

使用场景:适用于需要灵活配置的环境,既需要处理来自终端设备的单一VLAN流量,又需要处理来自交换机的多VLAN流量。例如,在一个网络中,需要同时连接计算机和其他交换机的端口可以配置为Hybrid VLAN。

参考:


最后修改 August 7, 2024: update tcp/ip (1987cc4)