虚拟局域网组网技术

虚拟局域网组网技术VLAN的应用背景及实现功能【背景描述】某企业有两个主要部门：技术部和销售部，其中销售部门的个人计算机系统分散连接，也就有一名销售部的工作人员在技术部的办公室，他的电脑连接在技术部的交换机上。技术部之间、销售部之间需要相互进行通信，但为了数据安全起见，技术部和销售部需要进行相互隔离。【拓扑图如下：】技术需求同一个部门的主机在同一个局域网上，并且部门内的数据流量不希望其他部门收到，也不希望干扰其他部门，也就是要求同一个部门在同一个“广播域”上。显然对于以上的物理拓扑，所有主机通过交换机相连，处在同一个广播域（没有划分VLAN的交换机上的各个端口上的设备分别属于不同的冲突域，每一交换端口构成一个冲突域，但同属于一个广播域）。如A1和A3之间的广播，A2、B1、B2也会收到，这不是我们所希望的。不加限制，会产生广播风暴问题……广播需求导致了VLAN的产生需要有一种办法，在尽量不改动网络固有配置的前提下，通过灵活的、标准的、基于软件的做法将具有相同需求的用户放到一起，使之就象在一个LAN中那样工作。它不但能够在物理上使网络延伸，还能使对网络实施更灵活强大的控制功能成为可能。VLAN的出现使之成为可能。VLAN简介冲突域和广播域交换机能隔离冲突域，但不能隔离广播域，通过多个交换机连接在一起的所有计算机都在一个广播域中，任何一台计算机发送的广播包，其他计算机都会收到，这样大大降低了带宽的利用率。VLAN（VirtualLAN）可以隔离广播域，VLAN工作在OSI模型的第2层，是交换机端口的逻辑组合。VLAN的主要优点广播风暴防范安全性能提高提高管理效率VLAN的划分基于端口的VLAN在这种定义方法中，某个交换机上的端口（例如端口1、3、5）构成VLANA，而该交换机上的其他端口构成VLANB。早期基于端口的VLAN成员只能位于一个交换机中。第二代基于端口的VLAN支持多个交换机，例如交换机X上的端口1和端口2与交换机Y上的端口3和端口4构成一个VLAN。基于MAC地址的VLAN在这种定义方法中，若干个MAC地址构成VLAN成员。用户属于哪个VLAN由其网卡中的MAC地址决定。Trunk简介VLAN可以把在同一个交换机上端口组合成一个VLAN，也可以不同交换机上的端口组合成一个VLAN。当一个VLAN跨过不同的交换机时，在同一个VLAN上但是接在不同的交换机上的计算机如何实现通信？VLAN2VLAN1VLAN1VLAN2VLAN标记技术直观的方法是为每一个VLAN增加连线，这样多个VLAN会占用太多接口。可以采用Trunk技术实现跨交换机的VLAN内通信，Trunk技术使得在一条物理线路上可以传递多个VLAN的信息。为了区别多个VLAN的数据帧，需要某种标记技术。有两种常见的Trunk帧标记技术：ISL和IEEE802.1Q。ISL技术在原有的帧上重新加了一个帧头，并重新生产了帧校验序列（FCS）。ISL是思科特有的技术。IEEE802.1Q技术是在原有帧的源MAC地址字段后插入4字节的标记字段，同时用心的CRC字段替代了原有的CRC字段。IEEE802.1Q是国际标准。采用ISL的Trunk使用ASIC执行对计算机透明，计算机看不到ISL头部可以在交换机与交换机之间、交换机与路由器之间使用ISL帧格式封装技术（Encapsulated）协议无关的（Protocolindependent）将原有的帧封装在新的帧中采用802.1Q的Trunk802.1Q帧格式标记技术（Tagged）协议相关的（Protocoldependent）在原有帧中添加一个字段采用Trunk技术实现了VLAN的跨计算机通信VLAN2VLAN1VLAN1VLAN2带有VLAN1标签的以太网帧带有VLAN2标签的以太网帧不带VLAN标签的以太网帧DTP（DynamicTrunkProtocol）简介管理员可以手动指定交换机之间的链路是否形成Trunk，也可以让交换机自动协商，这个协议称为DTP，DTP还可以协商Trunk链路的封装类型。配置了DTP的交换机会发送DTP协商包，或者对对方发送来的DTP包进行响应，双方最终商讨他们之间的链路是否形成Trunk，以及采用什么样的Trunk封装方式。Cisco网络设备支持动态协商端口的工作状态。根据动态协议的实现方式，Cisco网络设备接口有多种不同的工作模式。交换机接口模式cisco网络中，交换机在局域网中最终稳定状态的接口类型主要有四种：access/trunk/multi/dot1q-tunnel。1、access:主要用来接入终端设备，如PC机、服务器、打印服务器等。2、trunk:主要用在连接其它交换机，以便在线路上承载多个VLAN。3、multi:在一个线路中承载多个vlan，但不像trunk，它不对承载的数据打标签。主要用于接入支持多vlan的服务器或者一些网络分析设备。现在基本不使用此类接口，在Cisco的网络设备中，也基本不支持此类接口了。4、dot1q-tunnel:用在Q-in-Q隧道配置中。Cisco交换机接口模式的设置1、switchportmodeaccess：强制接口成为access接口，并且可以与对方主动进行协商，诱使对方成为access模式。2、switchportmodetrunk：强制接口成为trunk接口，并且主动诱使对方成为trunk模式，所以当邻居交换机接口为trunk/desirable/auto时会成为Trunk接口。3、switchportmodedynamicdesirable：主动协商建立trunk，发送并接收DTP信号。如果邻居交换机模式为trunk/desirable/auto之一，则接口将变成trunk接口。如果不能形成trunk模式，则工作在access模式。4、switchportmodedynamicauto：被动协商建立trunk，只接收不发送DTP信号。当邻居接口为trunk/desirable之一时，才会成为trunk。如果不能形成trunk模式，则工作在access模式。5、switchportnonegotiate：严格的说，这不算是种接口模式，它的作用只是阻止交换机接口发出DTP数据包，它必须与switchportmodetrunk或者switchportmodeaccess一起使用。6、switchportmodedot1q-tunnel：配置交换机接口为隧道接口（非trunk），以便与用户交换机的trunk接口形成不对称链路。VLAN实验【实验目的】了解VLAN交换机的特性与应用场合掌握VLAN交换机组网的基本配置方法【实验环境】：模拟软件CiscoPacketTracer5.2PacketTracer是思科公司为网络学员认证学习而开发的一套用来设计、配置和排除故障的网络模拟系统，目前最新版本为5.2。该软件支持大量的设备仿真模型：路由器、交换机、无线网络设备、服务器、各种连接电缆、终端等，还能仿真各种模块，这在实际实验设备中是无法配置齐全的。对设备均提供图型化和终端两种配置方法，各设备模型均有可视化的外观仿真。VLAN实验内容实验器材：3560交换机2台，PC机5台，连接线若干。网络拓扑图如下：图中：A1、A2、A3连接在Switch1上，B1、B2连接在Switch2上。假定应用场景是A1、A3属于技术部，B1、B2、A2属于销售部，要求同一部门的主机在同一个局域网上。VLAN实验内容Switch1InterfacesSwitch2InterfacesFromToFromToFastEthernet0/1A1FastEthernet0/1B1FastEthernet0/2A2FastEthernet0/2B2FastEthernet0/3A3FastEthernet0/11Switch1,FastEthernet0/11FastEthernet0/11Switch2,FastEthernet0/11交换机端口连接配置PC主机IP地址子网掩码A1192.168.1.1255.255.255.0A2192.168.1.2255.255.255.0A3192.168.1.3255.255.255.0B1192.168.1.4255.255.255.0B2192.168.1.5255.255.255.0主机IP地址配置配置各台主机配置主机IP地址点击主机图标，在弹出的窗口中，点击“Desktop”选项卡，在“IPConfiguration”里直接配置IP地址和子网掩码。或者在“CommandPrompt”里，输入命令•ipconfigip_addrnet_mask配置完主机IP地址，回答【问题1】：每台主机相互ping，查看哪些主机可以连通，哪些不可以？为什么？注：可以用ping-n1255.255.255.255发起一个受限广播，（参数-n1指明只发送一次，免得默认发送4次受到干扰），观察都收到了哪些主机的回复？在交换机上配置VLANVLAN配置如下：VLANnumVLANnameSwitchport2techSwitch1,port1,33salesSwitch1,port2;Switch2,port1,2点击交换机图标，在弹出的窗口中，点击“CLI”，进入交换机配置终端。在Switch上创建VLAN在Switch1上创建VLAN进入特权模式：Switchenable进入VLAN配置模式：Switch#vlandatabaseSwitch(vlan)#vlan2nametechSwitch(vlan)#vlan3namesalesSwitch(vlan)#exit进入全局设置模式Switch#configureterminal在Switch上创建VLAN将Switch1的各端口划分在VLAN中Switch(config)#interfaceFastEthernet0/1Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan2Switch(config-if)#interfaceFastEthernet0/2Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan3Switch(config-if)#interfaceFastEthernet0/3Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan2在Switch上创建VLAN配置与Switch2连接的Trunk接口Switch(config-if)#interfaceFastEthernet0/11Switch(config-if)#switchportmodetrunk在Switch2上创建VLANSwitchenableSwitch#vlandatabaseSwitch(vlan)#vlan3namesalesSwitch(vlan)#exitSwitch#configureterminal在Switch上创建VLAN将Switch2的各端口划分在VLAN中Switch(config)#interfaceFastEthernet0/1Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan3Switch(config-if)#interfaceFastEthernet0/2Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(c