CISCO交換機(jī)VLAN配置指南

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1、有關(guān)VLAN的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.1Q早在1999年6月份就由IEEE委員正式頒布實(shí)施了， 而且最早的VLNA技術(shù)早在1996年Cisco （思科）公司就提出了。隨著幾年來(lái)的發(fā)展，VLAN 技術(shù)得到廣泛的支持，在大大小小的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)前最為熱門的一種以太局 域網(wǎng)技術(shù)。本篇就要為大家介紹交換機(jī)的一個(gè)最常見(jiàn)技術(shù)應(yīng)用-VLAN技術(shù)，并針對(duì)中、小 局域網(wǎng)VLAN的網(wǎng)絡(luò)配置以實(shí)例的方式向大家簡(jiǎn)單介紹其配置方法。 VLAN基礎(chǔ) VLAN（ Virtual Local Area Network ）的中文名為虛擬局域網(wǎng)，注意不是VPN （虛擬專 用網(wǎng)）。VLAN是一種將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯

2、上劃分（注意，不是從物理上劃分）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

3、，所以同一個(gè)VLAN內(nèi)的 各個(gè)工作站沒(méi)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

4、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(tīng)到，而不會(huì)傳輸?shù)狡渌腣LAN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(méi)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

5、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

6、，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)。 二、VLAN的劃分方法 VLAN 在交換機(jī)上的實(shí)現(xiàn)方法，可以大致劃分為六類: 1. 基于端口劃分的 VLAN 這是最常應(yīng)用的一種VLAN劃分方法，應(yīng)用也最為廣泛、最有效，目前絕大多數(shù)VLAN 協(xié)議的交換機(jī)都提供這種VLAN配置方法。這種劃分VLAN的方法是根據(jù)以太網(wǎng)交換機(jī)的 交換端口來(lái)劃分的，它是將VLAN交換機(jī)上的物理端口和VLAN交換機(jī)內(nèi)部的PVC （永久 虛電路）端口分成若干個(gè)組，每個(gè)組構(gòu)成一個(gè)虛擬網(wǎng)，相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的VLAN交換機(jī)。 對(duì)于不同部門需要互訪時(shí)，可通過(guò)路由器

7、轉(zhuǎn)發(fā)，并配合基于MAC地址的端口過(guò)濾。對(duì) 某站點(diǎn)的訪問(wèn)路徑上最靠近該站點(diǎn)的交換機(jī)、路由交換機(jī)或路由器的相應(yīng)端口上，設(shè)定可通 過(guò)的MAC地址集。這樣就可以防止非法入侵者從內(nèi)部盜用IP地址從其他可接入點(diǎn)入侵的 可能。 從這種劃分方法本身我們可以看出，這種劃分的方法的優(yōu)點(diǎn)是定義VLAN成員時(shí)非常 簡(jiǎn)單，只要將所有的端口都定義為相應(yīng)的VLAN組即可。適合于任何大小的網(wǎng)絡(luò)。它的缺 點(diǎn)是如果某用戶離開(kāi)了原來(lái)的端口，到了一個(gè)新的交換機(jī)的某個(gè)端口，必須重新定義。 2. 基于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)都配置他屬于哪個(gè)組，它實(shí)現(xiàn)

8、的機(jī)制就是每一塊網(wǎng)卡都對(duì)應(yīng)唯一的MAC地址，VLAN交 換機(jī)跟蹤屬于VLAN MAC的地址。這種方式的VLAN允許網(wǎng)絡(luò)用戶從一個(gè)物理位置移動(dòng) 到另一個(gè)物理位置時(shí)，自動(dòng)保留其所屬VLAN的成員身份。 由這種劃分的機(jī)制可以看出，這種 VLAN 的劃分方法的最大優(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，因?yàn)樗腔谟脩簦?而不是基于交換機(jī)的端口。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，所以這種劃分方法通常適用于小型局域網(wǎng)。 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

9、端口都可能存 在很多個(gè)VLAN組的成員，保存了許多用戶的MAC地址，查詢起來(lái)相當(dāng)不容易。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就必須經(jīng)常配置。 3. 基于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議劃分VLAN VLAN按網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議來(lái)劃分，可分為IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN 網(wǎng)絡(luò)。這種按網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議來(lái)組成的VLAN，可使廣播域跨越多個(gè)VLAN交換機(jī)。這對(duì)于希 望針對(duì)具體應(yīng)用和服務(wù)來(lái)組織用戶的網(wǎng)絡(luò)管理員來(lái)說(shuō)是非常具有吸引力的。而且，用戶可以 在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部自由移動(dòng)，但其VLAN成員身份仍然保留不變。 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

10、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)禎頭，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)IP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

11、且也很容易通過(guò) 路由器進(jìn)行擴(kuò)展，主要適合于不在同一地理范圍的局域網(wǎng)用戶組成一個(gè)VLAN,不適合局域 網(wǎng)，主要是效率不高。 5. 按策略劃分 VLAN 基于策略組成的VLAN能實(shí)現(xiàn)多種分配方法，包括VLAN交換機(jī)端口、MAC地址、IP 地址、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議等。網(wǎng)絡(luò)管理人員可根據(jù)自己的管理模式和本單位的需求來(lái)決定選擇哪種 類型的 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

12、理的認(rèn)證后才可以加入一個(gè)VLAN。 三、VLAN的優(yōu)越性 任何新技術(shù)要得到廣泛支持和應(yīng)用，肯定存在一些關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，VLAN技術(shù)也一樣，它的 優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1. 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。 □ 2. 控制網(wǎng)絡(luò)上的廣播 □ 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

13、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。 □ 3. 增加網(wǎng)絡(luò)的安全性 □ 因?yàn)橐粋€(gè)VLAN就是一個(gè)單獨(dú)的廣播域，VLAN之間相互隔離，這大大提高了網(wǎng)絡(luò)的 利用率，確保了網(wǎng)絡(luò)的安全保密性。人們?cè)贚AN上經(jīng)常傳送一些保密的、關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)。 保密的數(shù)據(jù)應(yīng) 提供訪問(wèn)控制等安全手段。一個(gè)有效和容易實(shí)現(xiàn)的方法是將網(wǎng)絡(luò)分段成幾個(gè) 不同的廣播組，網(wǎng)絡(luò)管理員限制了 VLAN中用戶的數(shù)量，禁止未經(jīng)允許而

14、訪問(wèn)VLAN中 的應(yīng)用。交換端口可以基 于應(yīng)用類型和訪問(wèn)特權(quán)來(lái)進(jìn)行分組，被限制的應(yīng)用程序和資源一 般置于安全性VLAN中。 四、VLAN網(wǎng)絡(luò)的配置實(shí)例 為了給大家一個(gè)真實(shí)的配置實(shí)例學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，下面就以典型的中型局域網(wǎng)VLAN配置為 例向各位介紹目前最常用的按端口劃分VLAN的配置方法。 某公司有 100 臺(tái)計(jì)算機(jī)左右，主要使用網(wǎng)絡(luò)的部門有：生產(chǎn)部(20) 、財(cái)務(wù)部(15) 、人事 部(8)和信息中心(12)四大部分，如圖1 所示。 網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)為：整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中干部分采用3臺(tái)Catalyst 1900網(wǎng)管型交換機(jī)(分別命名為: Switchl、Switch2和Switch3，各交換機(jī)根據(jù)需要

15、下接若干個(gè)集線器，主要用于非VLAN用 戶，如行政文書 VLAN 號(hào) VIAH 名 端口號(hào) 2 Fru d Switch 1 2-21 3 Fina Switch2 2-16 4 Hijjti a EwitchM 2_9 5 IrLiu Switch^ 10-21 【注】之所以把交換機(jī)的VLAN號(hào)從2號(hào)開(kāi)始，那是因?yàn)榻粨Q機(jī)有一個(gè)默認(rèn) 的VLAN，那就是1號(hào)VLAN，它包括所有連在該交換機(jī)上的用戶。 VLAN的配置過(guò)程其實(shí)非常簡(jiǎn)單，只需兩步：(1)為各VLAN組命名；(2) 把相應(yīng)的 VLAN 對(duì)應(yīng)到相應(yīng)的交換機(jī)端口。 下面是具體的配置過(guò)程： 第1 步：

16、設(shè)置好超級(jí)終端，連接上 1900 交換機(jī)，通過(guò)超級(jí)終端配置交換機(jī) 的VLAN，連接成功后出現(xiàn)如下所示的主配置界面(交換機(jī)在此之前已完成了基 本信息的配置)： 1 user(s) now active on Management Console. User Interface Menu [M] Menus [K] Command Line [I] IP Configuration Enter Selection: 【注】超級(jí)終端是利用Windows系統(tǒng)自帶的超級(jí)終端(Hypertrm)程序進(jìn)行 的，具體參見(jiàn)有關(guān)資料。 第2步：?jiǎn)螕鬕按鍵，選擇主界面菜單中[K] Command L

17、ine選項(xiàng)，進(jìn)入如 下命令行配置界面： CLI session with the switch is open. To end the CLI session,enter [Exit ]. > 此時(shí)我們進(jìn)入了交換機(jī)的普通用戶模式，就象路由器一樣，這種模式只能查 看現(xiàn)在的配置，不能更改配置，并且能夠使用的命令很有限。所以我們必須進(jìn)入 特權(quán)模式。 第3步：在上一步〉提示符下輸入進(jìn)入特權(quán)模式命令enable，進(jìn)入特權(quán)模式, 命令格式為>enable，此時(shí)就進(jìn)入了交換機(jī)配置的特權(quán)模式提示符： #config t Enter configuration commands,one per li

18、ne.End with CNTL/Z (config)# 第4步：為了安全和方便起見(jiàn)，我們分別給這3個(gè)Catalyst 1900交換機(jī)起 個(gè)名字，并且設(shè)置特權(quán)模式的登陸密碼。下面僅以 Switch1 為例進(jìn)行介紹。配置 代碼如下： (config)#hostname Switch1 Switch1(config)# enable password level 15 XXXXXX Switch1(config)# 【注】特權(quán)模式密碼必須是 4~8 位字符這，要注意，這里所輸入的密碼是以 明文形式直接顯示的，要注意保密。交換機(jī)用 level 級(jí)別的大小來(lái)決定密碼的 權(quán)限。Level 1是

19、進(jìn)入命令行界面的密碼，也就是說(shuō)，設(shè)置了 level 1的密碼 后，你下次連上交換機(jī)，并輸入 K 后，就會(huì)讓你輸入密碼，這個(gè)密碼就是 level 1 設(shè)置的密碼。而 level 15 是你輸入了 enable 命令后讓你輸入的特權(quán)模式密 碼。 第5步：設(shè)置VLAN名稱。因四個(gè)VLAN分屬于不同的交換機(jī)，VLAN命名的 命令為 vlan 'vlan 號(hào)'name 'vlan 名稱'，在 Swi tch1、Swi tch2、Swit ch3、交 換機(jī)上配置2、3、4、5號(hào)VLAN的代碼為： Switch1 (config)#vlan 2 name Prod Switch2 (config)#v

20、lan 3 name Fina Switch3 (config)#vlan 4 name Huma Switch3 (config)#vlan 5 name Info 【注】以上配置是按表 1規(guī)則進(jìn)行的。 第 6 步：上一步我們對(duì)各交換機(jī)配置了 VLAN 組，現(xiàn)在要把這些 VLAN 對(duì)應(yīng)于 表 1 所規(guī)定的交換機(jī)端口號(hào)。對(duì)應(yīng)端口號(hào)的命令是 vlan-membership static/ dynamic' VLAN號(hào)’。在這個(gè)命令中static(靜態(tài))和dynamic(動(dòng)態(tài))分配方式兩 者必須選擇一個(gè)，不過(guò)通常都是選擇static(靜態(tài))方式。VLAN端口號(hào)應(yīng)用配置 如下： (1) .

21、名為Switchl的交換機(jī)的VLAN端口號(hào)配置如下： Switch1(config)#int e0/2 Switch1(config-if)#vlan-membership static 2 Switch1(config-if)#int e0/3 Switch1(config-if)#vlan-membership static 2 Switch1(config-if)#int e0/4 Switch1(config-if)#vlan-membership static 2 Switch1(config-if)#int e0/20 Switch(config-if)#vlan-

22、membership static 3 Switch1(config-if)#int e0/21 Switch1(config-if)#vlan-membership static 3 Switch1(config-if)# 【注】int是nterface命令縮寫，是接口的意思。eO/3是ethernet 0/2的縮寫，代表交換 機(jī)的 0 號(hào)模塊 2 號(hào)端口。 (2) .名為Switch2的交換機(jī)的VLAN端口號(hào)配置如下： Switch2(config)#int e0/2 Switch2(config-if)#vlan-membership static 3 Switch2(c

23、onfig-if)#int e0/3 Switch2(config-if)#vlan-membership static 3 Switch2(config-if)#int e0/4 Switch2(config-if)#vlan-membership static 3 Switch2(config-if)#int e0/15 Switch2(config-if)#vlan-membership static 3 Switch2(config-if)#int e0/16 Switch2(config-if)#vlan-membership static 3 Switch2(con

24、fig-if)# (3).名為Switch3的交換機(jī)的VLAN端口號(hào)配置如下(它包括兩個(gè)VLAN組的配置), 先看 VLAN 4 (Huma)的配置代碼: Switch3(config)#int e0/2 Switch3(config-if)#vlan-membership static 4 Switch3(config-if)#int e0/3 Switch3(config-if)#vlan-membership static 4 Switch3(config-if)#int e0/4 Switch3(config-if)#vlan-membership static 4

25、Switch3(config-if)#int e0/8 Switch3(config-if)#vlan-membership static 4 Switch3(config-if)#int e0/9 Switch3(config-if)#vlan-membership static 4 Switch3(config-if)# 下面是VLAN5 (Info)的配置代碼： Switch3(config)#int e0/10 Switch3(config-if)#vlan-membership static 5 Switch3(config-if)#int e0/11 Switch

26、3(config-if)#vlan-membership static 5 Switch3(config-if)#int e0/12 Switch3(config-if)#vlan-membership static 5 Switch3(config-if)#int e0/20 Switch3(config-if)#vlan-membership static 5 Switch3(config-if)#int e0/21 Switch3(config-if)#vlan-membership static 5 Switch3(config-if)# 我們已經(jīng)按表 1 要求把 VLAN 都定義到了相應(yīng)交換機(jī)的端口上了。為了驗(yàn)證我們的配 置，可以在特權(quán)模式使用 show vlan 命令顯示出剛才所做的配置，檢查一下是否正確。 以上是就Cisco Catalyst 1900交換機(jī)的VLAN配置進(jìn)行介紹了，其它交換機(jī)的VLAN 配置方法基本類似，參照有關(guān)交換機(jī)說(shuō)明書即可。