虛擬局域網(wǎng)VLAN(Virtual Local Area Network)。VLAN是一種將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯上劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段，從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的新興數(shù)據(jù)交換技術(shù)。這一新興技術(shù)主要應(yīng)用于交換機(jī)和路由器中，但主流應(yīng)用還是在交換機(jī)之中。但又不是所有交換機(jī)都具有此功能，只有VLAN協(xié)議的第三層以上交換機(jī)才具有此功能，這一點(diǎn)可以查看相應(yīng)交換機(jī)的說(shuō)明書即可得知。

IEEE于1999年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實(shí)現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案。VLAN技術(shù)的出現(xiàn)，使得管理員根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，把同一物理局域網(wǎng)內(nèi)的不同用戶邏輯地劃分成不同的廣播域，每一個(gè)VLAN都包含一組有著相同需求的計(jì)算機(jī)工作站，與物理上形成的LAN有著相同的屬性。由于它是從邏輯上劃分，而不是從物理上劃分，所以同一個(gè)VLAN內(nèi)的各個(gè)工作站沒有限制在同一個(gè)物理范圍中，即這些工作站可以在不同物理LAN網(wǎng)段。由VLAN的特點(diǎn)可知，一個(gè)VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量都不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到其他VLAN中，從而有助于控制流量、減少設(shè)備投資、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。

交換技術(shù)的發(fā)展，也加快了新的交換技術(shù)(VLAN)的應(yīng)用速度。通過(guò)將企業(yè)網(wǎng)絡(luò)劃分為虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN網(wǎng)段，可以強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全，控制不必要的數(shù)據(jù)廣播。在共享網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)物理的網(wǎng)段就是一個(gè)廣播域。而在交換網(wǎng)絡(luò)中，廣播域可以是有一組任意選定的第二層網(wǎng)絡(luò)地址(MAC地址)組成的虛擬網(wǎng)段。這樣，網(wǎng)絡(luò)中工作組的劃分可以突破共享網(wǎng)絡(luò)中的地理位置限制，而完全根據(jù)管理功能來(lái)劃分。這種基于工作流的分組模式，大大提高了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和重組的管理功能。在同一個(gè)VLAN中的工作站，不論它們實(shí)際與哪個(gè)交換機(jī)連接，它們之間的通訊就好象在獨(dú)立的交換機(jī)上一樣。同一個(gè)VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽到，而不會(huì)傳輸?shù)狡渌��?VLAN中去，這樣可以很好的控制不必要的廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。同時(shí)，若沒有路由的話，不同VLAN之間不能相互通訊，這樣增加了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中不同部門之間的安全性。網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過(guò)配置VLAN之間的路由來(lái)全面管理企業(yè)內(nèi)部不同管理單元之間的信息互訪。交換機(jī)是根據(jù)用戶工作站的MAC地址來(lái)劃分VLAN的。所以，用戶可以自由的在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)辦公，不論他在何處接入交換網(wǎng)絡(luò)，他都可以與VLAN內(nèi)其他用戶自如通訊。

VLAN網(wǎng)絡(luò)可以是有混合的網(wǎng)絡(luò)類型設(shè)備組成，比如：10M以太網(wǎng)、100M以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、FDDI、CDDI等等，可以是工作站、服務(wù)器、集線器、網(wǎng)絡(luò)上行主干等等。

VLAN除了能將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)廣播域，從而有效地控制廣播風(fēng)暴的發(fā)生，以及使網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得非常靈活的優(yōu)點(diǎn)外，還可以用于控制網(wǎng)絡(luò)中不同部門、不同站點(diǎn)之間的互相訪問(wèn)。

VLAN是為解決以太網(wǎng)的廣播問(wèn)題和安全性而提出的一種協(xié)議，它在以太網(wǎng)幀的基礎(chǔ)上增加了VLAN頭，用VLAN ID把用戶劃分為更小的工作組，限制不同工作組間的用戶互訪，每個(gè)工作組就是一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。虛擬局域網(wǎng)的好處是可以限制廣播范圍，并能夠形成虛擬工作組，動(dòng)態(tài)管理網(wǎng)絡(luò)。

VLAN的目的

VLAN(Virtual Local Area Network，虛擬局域網(wǎng))的目的非常的多。通過(guò)認(rèn)識(shí)VLAN的本質(zhì)，將可以了解到其用處究竟在哪些地方。

第一，要知道192.168.1.2/30和192.168.1.6/30都屬于不同的網(wǎng)段，都必須要通過(guò)路由器才能進(jìn)行訪問(wèn)，凡是不同網(wǎng)段網(wǎng)段間要互相訪問(wèn)，都必須通過(guò)路由器。

第二，VLAN本質(zhì)就是指一個(gè)網(wǎng)段，之所以叫做虛擬的局域網(wǎng)，是因?yàn)樗�是在虛擬的路由器的接口下創(chuàng)建的網(wǎng)段。

比如一個(gè)路由器只有一個(gè)用于終端連接的端口(當(dāng)然這種情況基本不可能發(fā)生，只不過(guò)簡(jiǎn)化舉例)，這個(gè)端口被分配了192.168.1.1/24的地址。然而由于公司有兩個(gè)部門，一個(gè)銷售部，一個(gè)企劃部，每個(gè)部門要求單獨(dú)成為一個(gè)子網(wǎng)，有單獨(dú)的服務(wù)器。那么當(dāng)然可以劃分為192.168.1.0--127/25、192.168.1.128--255/25。但是路由器的物理端口只應(yīng)該可以分配一個(gè)IP地址，那怎樣來(lái)區(qū)分不同網(wǎng)段了?這就可以在這個(gè)物理端口下，創(chuàng)建兩個(gè)子接口---邏輯接口實(shí)現(xiàn)。

邏輯接口 F0/0.1就分配IP地址192.168.1.1/25，用于銷售部，而F0/0.2就分配IP地址192.168.1.129/25，用于企劃部。這樣就等于用一個(gè)物理端口確實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)邏輯接口的功能，這樣就將原本只能劃分一個(gè)網(wǎng)段的情形，擴(kuò)展到了可以劃分2個(gè)或者更多個(gè)網(wǎng)段的情形。這些網(wǎng)段因?yàn)槭窃谶壿嫿涌谙聞?chuàng)建的，所以稱之為虛擬局域網(wǎng)VLAN。

這是在路由器的層次上闡述了VLAN的目的。

第三，將在交換機(jī)的層次上闡述VLAN的目的。

在現(xiàn)實(shí)中，由于很多原因必須劃分出不同網(wǎng)段。比如就簡(jiǎn)單的只有銷售部和企劃部?jī)蓚�(gè)網(wǎng)段。那么可以簡(jiǎn)單的將銷售部全部接入一個(gè)交換機(jī)，然后接入路由器的一個(gè)端口，把企劃部全部接入一個(gè)交換機(jī)，然后接入一個(gè)路由器端口。這種情況是LAN.然而正如上面所說(shuō)，如果路由器就一個(gè)用于終端的接口，那么這兩個(gè)交換機(jī)就必須接入這同一個(gè)路由器的接口，這個(gè)時(shí)候，如果還想保持原來(lái)的網(wǎng)段的劃分，那么就必須使用路由器的子接口，創(chuàng)建VLAN.

同樣，比如兩個(gè)交換機(jī)，如果你想要每個(gè)交換機(jī)上的端口都分別屬于不同的網(wǎng)段，那么即使你有幾個(gè)網(wǎng)段，就提供幾個(gè)路由器的接口，這個(gè)時(shí)候，雖然在路由器的物理接口上可以定義這個(gè)接口可以連接哪個(gè)網(wǎng)段，但是在交換機(jī)的層次上，它并不能區(qū)分哪個(gè)端口屬于哪個(gè)網(wǎng)段，那么唯一實(shí)現(xiàn)能區(qū)分的方法，就是劃分VLAN，使用了VLAN就能區(qū)分出某個(gè)交換機(jī)端口的終端是屬于哪個(gè)網(wǎng)段的。

綜上，當(dāng)一個(gè)交換機(jī)上的所有端口中有至少一個(gè)端口屬于不同網(wǎng)段的時(shí)候，當(dāng)路由器的一個(gè)物理端口要連接2個(gè)或者以上的網(wǎng)段的時(shí)候，就是VLAN發(fā)揮作用的時(shí)候，這就是VLAN的目的。

VLAN的優(yōu)點(diǎn)

1. 廣播風(fēng)暴防范：

限制網(wǎng)絡(luò)上的廣播，將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)VLAN可減少參與廣播風(fēng)暴的設(shè)備數(shù)量。LAN分段可以防止廣播風(fēng)暴波及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。VLAN可以提供建立防火墻的機(jī)制，防止交換網(wǎng)絡(luò)的過(guò)量廣播。使用VLAN，可以將某個(gè)交換端口或用戶賦于某一個(gè)特定的VLAN組，該VLAN組可以在一個(gè)交換網(wǎng)中或跨接多個(gè)交換機(jī)， 在一個(gè)VLAN中的廣播不會(huì)送到VLAN之外。同樣，相鄰的端口不會(huì)收到其他VLAN產(chǎn)生的廣 播。這樣可以減少?gòu)V播流量，釋放帶寬給用戶應(yīng)用，減少?gòu)V播的產(chǎn)生。

2. 安全：

增強(qiáng)局域網(wǎng)的安全性，含有敏感數(shù)據(jù)的用戶組可與網(wǎng)絡(luò)的其余部分隔離，從而降低泄露機(jī)密信息的可能性。不同VLAN內(nèi)的報(bào)文在傳輸時(shí)是相互隔離的，即一個(gè)VLAN內(nèi)的用戶不能和其它VLAN內(nèi)的用戶直接通信，如果不同VLAN要進(jìn)行通信，則需要通過(guò)路由器或三層交換機(jī)等三層設(shè)備。

3.成本降低：

成本高昂的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)需求減少，現(xiàn)有帶寬和上行鏈路的利用率更高，因此可節(jié)約成本。

4.性能提高：

將第二層平面網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)邏輯工作組(廣播域)可以減少網(wǎng)絡(luò)上不必要的流量并提高性能。

5.提高IT員工效率：

VLAN為網(wǎng)絡(luò)管理帶來(lái)了方便，因?yàn)橛邢嗨凭W(wǎng)絡(luò)需求的用戶將共享同一個(gè)VLAN。

6.簡(jiǎn)化項(xiàng)目管理或應(yīng)用管理：

VLAN 將用戶和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備聚合到一起，以支持商業(yè)需求或地域上的需求。通過(guò)職能劃分，項(xiàng)目管理或特殊應(yīng)用的處理都變得十分方便，例如可以輕松管理教師的電子教學(xué)開發(fā)平臺(tái)。此外，也很容易確定升級(jí)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的影響范圍。

7. 增加了網(wǎng)絡(luò)連接的靈活性。

借助VLAN技術(shù)，能將不同地點(diǎn)、不同網(wǎng)絡(luò)、不同用戶組合在一起，形成一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 ，就像使用本地LAN一樣方便、靈活、有效。VLAN可以降低移動(dòng)或變更工作站地理位置的管 理費(fèi)用，特別是一些業(yè)務(wù)情況有經(jīng)常性變動(dòng)的公司使用了VLAN后，這部分管理費(fèi)用大大降低。

組建VLAN的條件

VLAN是建立在物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的一種邏輯子網(wǎng)，因此建立VLAN需要相應(yīng)的支持VLAN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的不同VLAN間進(jìn)行相互通信時(shí)，需要路由的支持，這時(shí)就需要增加路由設(shè)備——要實(shí)現(xiàn)路由功能，既可采用路由器，也可采用三層交換機(jī)來(lái)完成。同時(shí)還嚴(yán)格限制了用戶數(shù)量.

VLAN的劃分

1.根據(jù)端口來(lái)劃分VLAN

許多VLAN廠商都利用交換機(jī)的端口來(lái)劃分VLAN成員。被設(shè)定的端口都在同一個(gè)廣播域中。例如，一個(gè)交換機(jī)的1，2，3，4，5端口被定義為虛擬網(wǎng)AAA，同一交換機(jī)的6，7，8端口組成虛擬網(wǎng)BBB。這樣做允許各端口之間的通訊，并允許共享型網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)。但是，這種劃分模式將虛擬網(wǎng)限制在了一臺(tái)交換機(jī)上。

第二代端口VLAN技術(shù)允許跨越多個(gè)交換機(jī)的多個(gè)不同端口劃分VLAN，不同交換機(jī)上的若干個(gè)端口可以組成同一個(gè)虛擬網(wǎng)。

以交換機(jī)端口來(lái)劃分網(wǎng)絡(luò)成員，其配置過(guò)程簡(jiǎn)單明了。因此，從目前來(lái)看，這種根據(jù)端口來(lái)劃分VLAN的方式仍然是最常用的一種方式。

2.根據(jù)MAC地址劃分VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個(gè)主機(jī)的MAC地址來(lái)劃分，即對(duì)每個(gè)MAC地址的主機(jī)都配置它屬于哪個(gè)組。這種劃分VLAN方法的最大優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)用戶物理位置移動(dòng)時(shí)，即從一個(gè)交換機(jī)換到其他的交換機(jī)時(shí)，VLAN不用重新配置，所以，可以認(rèn)為這種根據(jù)MAC地址的劃分方法是基于用戶的VLAN，這種方法的缺點(diǎn)是初始化時(shí)，所有的用戶都必須進(jìn)行配置，如果有幾百個(gè)甚至上千個(gè)用戶的話，配置是非常累的。而且這種劃分的方法也導(dǎo)致了交換機(jī)執(zhí)行效率的降低，因?yàn)樵诿恳粋�(gè)交換機(jī)的端口都可能存在很多個(gè)VLAN組的成員，這樣就無(wú)法限制廣播包了。另外，對(duì)于使用筆記本電腦的用戶來(lái)說(shuō)，他們的網(wǎng)卡可能經(jīng)常更換，這樣，VLAN就必須不停地配置。

3.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層劃分VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個(gè)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層地址或協(xié)議類型(如果支持多協(xié)議)劃分的，雖然這種劃分方法是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址，比如IP地址，但它不是路由，與網(wǎng)絡(luò)層的路由毫無(wú)關(guān)系。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是用戶的物理位置改變了，不需要重新配置所屬的VLAN，而且可以根據(jù)協(xié)議類型來(lái)劃分VLAN，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理者來(lái)說(shuō)很重要，還有，這種方法不需要附加的幀標(biāo)簽來(lái)識(shí)別VLAN，這樣可以減少網(wǎng)絡(luò)的通信量。

這種方法的缺點(diǎn)是效率低，因?yàn)闄z查每一個(gè)數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)層地址是需要消耗處理時(shí)間的(相對(duì)于前面兩種方法)，一般的交換機(jī)芯片都可以自動(dòng)檢查網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)幀頭，但要讓芯片能檢查IP幀頭，需要更高的技術(shù)，同時(shí)也更費(fèi)時(shí)。當(dāng)然，這與各個(gè)廠商的實(shí)現(xiàn)方法有關(guān)。

4.根據(jù)IP組播劃分VLAN

IP 組播實(shí)際上也是一種VLAN的定義，即認(rèn)為一個(gè)組播組就是一個(gè)VLAN，這種劃分的方法將VLAN擴(kuò)大到了廣域網(wǎng)，因此這種方法具有更大的靈活性，而且也很容易通過(guò)路由器進(jìn)行擴(kuò)展，當(dāng)然這種方法不適合局域網(wǎng)，主要是效率不高。

5.基于規(guī)則的VLAN

也稱為基于策略的VLAN。這是最靈活的VLAN劃分方法，具有自動(dòng)配置的能力，能夠把相關(guān)的用戶連成一體，在邏輯劃分上稱為“關(guān)系網(wǎng)絡(luò)”。網(wǎng)絡(luò)管理員只需在網(wǎng)管軟件中確定劃分VLAN的規(guī)則(或?qū)傩?，那么當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，將會(huì)被“感知”，并被自動(dòng)地包含進(jìn)正確的VLAN中。同時(shí)，對(duì)站點(diǎn)的移動(dòng)和改變也可自動(dòng)識(shí)別和跟蹤。

采用這種方法，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以非常方便地通過(guò)路由器擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。有的產(chǎn)品還支持一個(gè)端口上的主機(jī)分別屬于不同的VLAN，這在交換機(jī)與共享式Hub共存的環(huán)境中顯得尤為重要。自動(dòng)配置VLAN時(shí)，交換機(jī)中軟件自動(dòng)檢查進(jìn)入交換機(jī)端口的廣播信息的IP源地址，然后軟件自動(dòng)將這個(gè)端口分配給一個(gè)由IP子網(wǎng)映射成的VLAN。

6. 按用戶定義、非用戶授權(quán)劃分VLAN

基于用戶定義、非用戶授權(quán)來(lái)劃分VLAN，是指為了適應(yīng)特別的VLAN網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)用戶的特別要求來(lái)定義和設(shè)計(jì)VLAN，而且可以讓非VLAN群體用戶訪問(wèn)VLAN，但是需要提供用戶密碼，在得到VLAN管理的認(rèn)證后才可以加入一個(gè)VLAN。

* 以上劃分VLAN的方式中，基于端口的VLAN端口方式建立在物理層上;MAC方式建立在數(shù)據(jù)鏈路層上;網(wǎng)絡(luò)層和IP廣播方式建立在第三層上。

VLAN的標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)VLAN的標(biāo)準(zhǔn)，我們只是介紹兩種比較通用的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然也有一些公司具有自己的標(biāo)準(zhǔn)，比如Cisco公司的ISL標(biāo)準(zhǔn)，雖然不是一種大眾化的標(biāo)準(zhǔn)，但是由于Cisco Catalyst交換機(jī)的大量使用，ISL也成為一種不是標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)了。

· 802.10VLAN標(biāo)準(zhǔn)

在1995年，Cisco公司提倡使用IEEE802.10協(xié)議。在此之前，IEEE802.10曾經(jīng)在全球范圍內(nèi)作為VLAN安全性的同一規(guī)范。Cisco公司試圖采用優(yōu)化后的802.10幀格式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸FramTagging模式中所必須的VLAN標(biāo)簽。然而，大多數(shù)802委員會(huì)的成員都反對(duì)推廣802.10。因?yàn)�，該協(xié)議是基于FrameTagging方式的。

· 802.1Q

在1996年3月，IEEE802.1Internetworking委員會(huì)結(jié)束了對(duì)VLAN初期標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作。新出臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善了VLAN的體系結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一了Frame-Tagging方式中不同廠商的標(biāo)簽格式，并制定了VLAN標(biāo)準(zhǔn)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展方向，形成的802.1Q的標(biāo)準(zhǔn)在業(yè)界獲得了廣泛的推廣。它成為VLAN史上的一塊里程碑。802.1Q的出現(xiàn)打破了虛擬網(wǎng)依賴于單一廠商的僵局，從一個(gè)側(cè)面推動(dòng)了VLAN的迅速發(fā)展。另外，來(lái)自市場(chǎng)的壓力使各大網(wǎng)絡(luò)廠商立刻將新標(biāo)準(zhǔn)融合到他們各自的產(chǎn)品中。

· Cisco ISL 標(biāo)簽

ISL(Inter-Switch Link)是Cisco公司的專有封裝方式，因此只能在Cisco的設(shè)備上支持。ISL是一個(gè)在交換機(jī)之間、交換機(jī)與路由器之間及交換機(jī)與服務(wù)器之間傳遞多個(gè)VLAN信息及VLAN數(shù)據(jù)流的協(xié)議，通過(guò)在交換機(jī)直接的端口配置ISL封裝，即可跨越交換機(jī)進(jìn)行整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的VLAN分配和配置。