计算机网络通信技术与协议（二）————————VLAN技术
摘要：随着企业业务的不断拓展和复杂化，对网络需求也越来越多样化。VLAN技术可以与其他网络技术（如VPN、防火墙等）相结合，构建出更加复杂、更加安全的网络架构，满足企业不断变化的网络需求。
目录
VLAN技术：
VLAN技术（Virtual Local Area Network,虚拟局域网）是一种将局域网（LAN）设备从逻辑上划分成多个网段，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。它在现代网络架构中扮演着至关重要的角色。其作用就是划分广播域，
特点：
一个VLAN = 一个广播域 = 一个网段
VLAN内的终端可以直接二层（数据链路层（第二层））互访设备就是基于MAC地址实现通信）
VLAN间的终端无法直接二层互访
划分广播域，限制广播域的范围
交换机出厂自带VLAN1，且所有接口都在VLAN1内（本征VLAN）
划分方式：
基于接口划分：是将交换机上的物理端口划分到不同的VLAN中
基于MAC地址划分：根据终端设备的MAC地址来划分。
基于IP子网划分：以IP子网进行划分
基于IP协议划分：根据网络层协议类型划分 。
基于策略划分：综合多种因素（如MAC地址、IP地址、端口、应用类型等）来制定划分策略。
图解：
| VLAN的划分方式 | VLAN10 | VLAN20 |
| 基于接口 | Fa0/1、Fa0/2 | Fa0/3 |
| 基于MAC地址 | MAC1、MAC3 | MAC2 |
| 基于IP子网划分 | 10.0.1.*、10.0.3.* | 10.0.2.* |
| 基于协议划分 | IP | IPv6 |
| 基于策略 | 10.0.1.* +Fa0/1 + MAC1 | 10.0.2.* + Fa0/3 + MAC2 |
端口角色：
思科：
access端口：接入口，是用来连接主机或者路由器，一个access口属于一个VLAN，只放行一个VLAN的流量
trunk端口：干道口，一般用来连接交换机，一个trunk口属于多个VLAN，可以放行多个VLAN的流量，默认放行所以的VLAN流量。
华为/华三：
access端口：与上述一致，连接主机或路由器
trunk端口：默认只放行VLAN1的流量，只对一个VLAN（PVID）不打标签，其他的都打VLAN标记
hybrid端口：混杂端口，可以自由定义打标记和不打标记的VLAN数量
解释：PVID/本征VLAN/缺省VLAN：
access端口：端口加入VLAN
trunk端口：默认为VLAN1
VTP技术：
VTP（VLAN Trunking Protocol，VLAN中继协议）是思科的专有协议，用于在交换机网络中集中管理和同步VLAN信息，减少人工配置错误并提升效率。
消息类型：
摘要通告（Summary Advertisements）：
有VTP服务器定期发送，用于向区域内其他交换机通告当前VTP域名、配置修订号及服务模式等信息。
触发条件：
默认每5s发送一次，或在VLAN配置变更时立即发送
子集通告（Subset Advertisement）：
包含完整的VLAN配置信息，用于响应通告请求或者主动同步变更。
触发条件：
在VLAN配置新增、删除或修改时，由VTP服务器生成并发送
通告请求（Request Advertisement）：
由VTP客户端或服务器自爱特定情况下发送，用于主动请求最新的VLAN配置信息。
触发条件：
交换机启动时
接受到的摘要通告中修订号高于本地值
VTP域名变更或交换机重启
VTP技术模式：
服务模式：可以创建、删除、修改VLAN信息，同时同步给其他启用VTP技术的交换机
客户模式：不可以创建、删除、修改VLAN信息，同步VLAN信息
透明模式:可以创建、删除、修改VLAN信息，VLAN信息不会同步以及被同步
单臂路由技术（Router－on－a－stick）
通过在路由器的单个物理接口上配置多个逻辑子接口，实现不同VLAN之间的通信，是中小型网络中常见的低成本跨VLAN通信方案。
逻辑子接口：路由器的物理接口被划分为多个子接口（例如：Fa0/1.10），每个子接口对一个VLAN网段的网关。
VLAN标签处理：子接口通过802.1Q封装协议，根据数据帧中的VLAN标签将流量转发至对应子接口，实现跨VLAN通信。例如，VLAN 10的流量被转发至子接口FastEthernet 0/0.1,VLAN 20的流量被转发至子接口FastEthernet 0/0.20.
Trunk链路：路由器与交换机之间的链路需要配置为Trunk模式，允许所有相关VLAN的流量通过。
技术实现：
路由器、交换机配置：
R1(config)#int e0/0.10 #虚拟子接口的构建
R1(config-subif)#encapsulation dot1Q 10 #启用802.1Q封装，绑定VLAN 10
R1(config-subif)#ip address 192.168.10.254 255.255.255.0
R1(config)#int e0/0.20
R1(config-subif)#encapsulation dot1Q 20
R1(config-subif)#ip add 192.168.20.254 255.255.255.0
实验与应用：
由于为教师、学生和其他群体分别划分了不同的 VLAN，的确提高了安全性，也便于管理与维护，但教师、学生和其他群体之同无法沟通和资源共车，这显然有悖于互连互通的网络精神。
于是将如图 11-12 所示的网络拓扑改造成如图11-13所示的结构，在这种网络结构中，期望不同 VLAN 之间在局域网内仍然无法相互访问，但可以在网络层实现资源共享与通信，这不影响 VLAN 的安全性和维管的便利性。
图中的3560-24PS为多层交换机，其他交换机则为二层交换机。各主机的IP 地址按图中标识配置，
子网掩码均为 255.255.255.0,VLAN11的默认网关地址192.168.11.1VLAN22的默认网关地址为192.168.22.1 VLAN 33 的默认网关地址 192.168.33.1。
MS三层交换机配置：
Switch>en
Switch#conf
Switch(config)#hostname MS
MS(config)#int f0/1
MS(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q #配置Trunk封装协议为IEEE802.1Q
MS(config-if)#switchport mode trunk #配置F0/1端口为Trunk模式
MS(config)#int f0/2
MS(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
MS(config-if)#switchport mode trunk
配置VTP服务器：
MS(config)#vtp mode server #配置交换机VTP Server
MS(config)#vtp domain vtpserver #设置VTP域名
MS(config)#vtp password cisco #设置密码
MS(config)#end
MS#show vtp status #查看VTP
VTP Version : 2
Configuration Revision : 0
Maximum VLANs supported locally : 1005
Number of existing VLANs : 5
VTP Operating Mode : Server
VTP Domain Name : vtpserver
VTP Pruning Mode : Disabled
VTP V2 Mode : Disabled
VTP Traps Generation : Disabled
MD5 digest : 0xA1 0x13 0xBF 0x5B 0x94 0xF0 0x24 0x91
Configuration last modified by 0.0.0.0 at 0-0-00 00:00:00
Local updater ID is 0.0.0.0 (no valid interface found)
MS#
创建VLAN：
MS(config)#vlan 11 #创建VLAN
MS(config-vlan)#name TeachPC #对VLAN进行命名
MS(config-vlan)#exi
MS(config)#vlan 22
MS(config-vlan)#name StuPC
MS(config-vlan)#exi
MS(config)#vlan 33
MS(config-vlan)#name Others
MS(config-vlan)#end
MS#show vlan #查看VLAN
配置SVI接口：
MS(config)#int vlan 11 #进入VLAN接口
MS(config-if)#ip address 192.168.11.1 255.255.255.0 #为VLAN接口指定IP地址
MS(config-if)#no shutdown #激活SVI接口
MS(config-if)#exi
MS(config)#int vlan 22
MS(config-if)#ip address 192.168.22.1 255.255.255.0
MS(config-if)#no shutdown
MS(config-if)#exi
MS(config)#int vlan 33
MS(config-if)#ip address 192.168.33.1 255.255.255.0
MS(config-if)#no shu
MS(config)#ip routing #启用路由功能
SW1进行配置：
Switch>
Switch>en
Switch#
Switch#conf
Switch(config)#hostname SW1
SW1(config)#int f0/4
SW1(config-if)#switchport mode trunk
SW1(config-if)#
SW1(config-if)#end
SW1#
SW1#conf
SW1(config)#vtp mode client
SW1(config)#vtp password cisco
SW1(config)#end
SW1#conf
SW1(config)#int rang f0/1-2
SW1(config-if-range)#switchport access vlan 11
SW1(config-if-range)#exi
SW1(config)#int f0/3
SW1(config-if)#switchport access vlan 22
SW1(config-if)#end
SW1#
SW2：
Switch>en
Switch#
Switch#conf
Switch(config)#hostname SW2
SW2(config)#int f0/1
SW2(config-if)#switchport mode trunk
SW2(config-if)#exi
SW2(config)#vtp mode client
SW2(config)#vtp password cisco
SW2(config)#
SW2(config)#int f0/2
SW2(config-if)#switchport access vlan 22
SW2(config-if)#exi
SW2(config)#int f0/3
SW2(config-if)#switchport access vlan 33
SW2(config-if)#exi
最后结果：
PC1与PC2与PC4，不同VLAN间都可以互通：
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