VLAN (Virtual Local Area Network,虚拟局域网)是一种通过软件逻辑划分网络的技术,它将物理上分散的设备连接到一个虚拟的局域网中,实现与传统物理 LAN 相同的功能,但更灵活、高效。
1.VLAN的核心原理
广播域隔离
物理 LAN 限制:传统LAN 中,所有设备处于同一个广播域,广播包会泛洪到所有端口。
VLAN 逻辑划分:通过 VLAN 技术,将设备划分到不同的虚拟广播域中,广播仅在VLAN 内传播。
标签识别(IEEE 802.1Q 标准)
帧标签:交换机在数据帧中添加4字节的VLAN 标签(包含 VID, VLAN ID),标识数据所属的 VLAN。
标签传递:支持 802.1Q 的交换机之间通过带标签的帧通信,而终端设备(如 PC)接收的帧通常是无标签的。
成员划分方式
基于端口:将交换机端口静态分配到特定VLAN(如端口 1-4 属于 VLAN 10)。
基于 MAC 地址:根据设备 MAC 地址动态分配 VLAN(如特定 MAC 地址的设备自动加入 VLAN 20)。
基于协议/IP 子网:根据数据包的协议类型或IP 地址划分 VLAN(如所有IP为192.168.1.0/24 的设备属于 VLAN 30)。
2.VLAN的主要作用
减少广播风暴
每个 VLAN是独立的广播域,缩小广播范围,提升网络性能。
增强网络安全性
不同VLAN之间默认无法直接通信,需通过三层设备(路由器或三层交换机)转发,降低跨部门数据泄露风险。
提高管理灵活性
设备移动时无需重新布线,只需调整VLAN 配置(如员工从A 部门转到B部门,仅需修改端口 VLAN 标签)。
优化网络资源分配
按业务需求划分 VLAN,不同 VLAN 可配置独立的 QoS 策略、访问控制列表(ACL)。
节省物理设备成本
通过 VLAN 共享物理交换机,減少企业对路由器、交换机的硬件投入。
3.VLAN间通信
二层隔离:同一交换机内不同 VLAN 的设备无法直接通信。
路由器:通过子接口连接多个 VLAN,实现路由。
三层交换机:内置路由功能,直接在交换机上配置 SVI(Switch Virtual Interface) 行 VLAN 同通信。
4.VLAN模式
4.1.acess模式
定义: 仅允许单个 VLAN 的无标签帧通过,通常连接终端设备(如 PC、打印机)。
接收数据: 若帧无标签,添加端口的默认 VLAN(PVID) 标签;若有标签且与 PVID 不一致,则丢弃。
发送数据: 剥离所有帧的 VLAN 标签,以普通帧形式转发。
应用场景:
终端设备接入、单 VLAN 网络环境。
4.2.trunk模式
定义: 允许多个 VLAN 的带标签帧通过,用于交换机之间或交换机与路由器的互联。
接收数据: 若帧无标签,添加端口的默认 VLAN(PVID)标签;若有标签且属于允许的VLAN 列表,则转发,否则丢弃。
发送数据: 若帧的 VLAN与 PVID 相同,剥离标签;否则保留标签发送。
应用场景:
交换机级联、跨设备 VLAN 通信。