思科cisco交换机VLAN的配置

时间:2012-11-10 20:04 来源:未知 作者:云南新华电脑学院 点击:
一、VLAN基础 VLAN(Virtual Local Area Network)的中文名为虚拟局域网,注意不是VPN(虚拟专用网)。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分(注意,不是从物理上划分)成一个个网段,从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。这一新兴技术主要应用于交换机和路
一、VLAN基础

  VLAN(Virtual Local Area Network)的中文名为"虚拟局域网",注意不是"VPN"(虚拟专用网)。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分(注意,不是从物理上划分)成一个个网段,从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。这一新兴技术主要应用于交换机和路由器中,但主流应用还是在交换机之中。但又不是所有交换机都具有此功能,只有VLAN协议的第三层以上交换机才具有此功能,这一点可以查看相应交换机的说明书即可得知。

  VLAN技术的出现,使得管理员根据实际应用需求,把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域,每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站,与物理上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分,而不是从物理上划分,所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中,即这些工作站可以在不同物理LAN网段。由VLAN的特点可知,一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中,从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。

  交换技术的发展,也加快了新的交换技术(VLAN)的应用速度。通过将企业网络划分为虚拟网络VLAN网段,可以强化网络管理和网络安全,控制不必要的数据广播。在共享网络中,一个物理的网段就是一个广播域。而在交换网络中,广播域可以是有一组任意选定的第二层网络地址(MAC地址)组成的虚拟网段。这样,网络中工作组的划分可以突破共享网络中的地理位置限制,而完全根据管理功能来划分。这种基于工作流的分组模式,大大提高了网络规划和重组的管理功能。在同一个VLAN中的工作站,不论它们实际与哪个交换机连接,它们之间的通讯就好象在独立的交换机上一样。同一个VLAN中的广播只有VLAN中的成员才能听到,而不会传输到其他的 VLAN中去,这样可以很好的控制不必要的广播风暴的产生。同时,若没有路由的话,不同VLAN之间不能相互通讯,这样增加了企业网络中不同部门之间的安全性。网络管理员可以通过配置VLAN之间的路由来全面管理企业内部不同管理单元之间的信息互访。交换机是根据用户工作站的MAC地址来划分VLAN的。所以,用户可以自由的在企业网络中移动办公,不论他在何处接入交换网络,他都可以与VLAN内其他用户自如通讯。

  VLAN网络可以是有混合的网络类型设备组成,比如:10M以太网、100M以太网、令牌网、FDDI、CDDI等等,可以是工作站、服务器、集线器、网络上行主干等等。

  VLAN除了能将网络划分为多个广播域,从而有效地控制广播风暴的发生,以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外,还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问。 VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议,它在以太网帧的基础上增加了VLAN头,用VLAN ID把用户划分为更小的工作组,限制不同工作组间的用户互访,每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围,并能够形成虚拟工作组,动态管理网络。

  二、VLAN的划分方法

  VLAN在交换机上的实现方法,可以大致划分为六类:

  1. 基于端口划分的VLAN

  这是常应用的一种VLAN划分方法,应用也为广泛、有效,目前绝大多数VLAN协议的交换机都提供这种VLAN配置方法。这种划分VLAN的方法是根据以太网交换机的交换端口来划分的,它是将VLAN交换机上的物理端口和VLAN交换机内部的PVC(永久虚电路)端口分成若干个组,每个组构成一个虚拟网,相当于一个独立的VLAN交换机。

  对于不同部门需要互访时,可通过路由器转发,并配合基于MAC地址的端口过滤。对某站点的访问路径上靠近该站点的交换机、路由交换机或路由器的相应端口上,设定可通过的MAC地址集。这样就可以防止非法入侵者从内部盗用IP地址从其他可接入点入侵的可能。

  这种划分的方法的优点是定义VLAN成员时非常简单,只要将所有的端口都定义为相应的VLAN组即可。适合于任何大小的网络。它的缺点是如果某用户离开了原来的端口,到了一个新的交换机的某个端口,必须重新定义。

  2. 基于MAC地址划分VLAN

  这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分,即对每个MAC地址的主机都配置他属于哪个组,它实现的机制就是每一块网卡都对应唯一的MAC地址,VLAN交换机跟踪属于VLAN MAC的地址。这种方式的VLAN允许网络用户从一个物理位置移动到另一个物理位置时,自动保留其所属VLAN的成员身份。

  由这种划分的机制可以看出,这种VLAN的划分方法的大优点就是当用户物理位置移动时,即从一个交换机换到其他的交换机时,VLAN不用重新配置,因为它是基于用户,而不是基于交换机的端口。这种方法的缺点是初始化时,所有的用户都必须进行配置,如果有几百个甚至上千个用户的话,配置是非常累的,所以这种划分方法通常适用于小型局域网。而且这种划分的方法也导致了交换机执行效率的降低,因为在每一个交换机的端口都可能存在很多个VLAN组的成员,保存了许多用户的MAC地址,查询起来相当不容易。另外,对于使用笔记本电脑的用户来说,他们的网卡可能经常更换,这样VLAN就必须经常配置。

  3. 基于网络层协议划分VLAN

  4. 根据IP组播划分VLAN

  5. 按策略划分VLAN

  6. 按用户定义、非用户授权划分VLAN

  三、VLAN的优越性

  任何新技术要得到广泛支持和应用,肯定存在一些关键优势,VLAN技术也一样,它的优势主要体现在以下几个方面:

  1. 增加了网络连接的灵活性

  借助VLAN技术,能将不同地点、不同网络、不同用户组合在一起,形成一个虚拟的网络环境 ,就像使用本地LAN一样方便、灵活、有效。VLAN可以降低移动或变更工作站地理位置的管 理费用,特别是一些业务情况有经常性变动的公司使用了VLAN后,这部分管理费用大大降低。

  2. 控制网络上的广播

  VLAN可以提供建立防火墙的机制,防止交换网络的过量广播。使用VLAN,可以将某个交换端口或用户赋于某一个特定的VLAN组,该VLAN组可以在一个交换网中或跨接多个交换机, 在一个VLAN中的广播不会送到VLAN之外。同样,相邻的端口不会收到其他VLAN产生的广 播。这样可以减少广播流量,释放带宽给用户应用,减少广播的产生。

  3. 增加网络的安全性

  因为一个VLAN就是一个单独的广播域,VLAN之间相互隔离,这大大提高了网络的利用率,确保了网络的安全保密性。人们在LAN上经常传送一些保密的、关键性的数据。保密的数据应 提供访问控制等安全手段。一个有效和容易实现的方法是将网络分段成几个不同的广播组, 网络管理员限制了VLAN中用户的数量,禁止未经允许而访问VLAN中的应用。交换端口可以基 于应用类型和访问特权来进行分组,被限制的应用程序和资源一般置于安全性VLAN中。

  四、VLAN网络的配置实例

  下面就以典型的中型局域网VLAN配置为例向各位介绍目前常用的按端口划分VLAN的配置方法。

  某公司有100台计算机左右,主要使用网络的部门有:生产部(20)、财务部(15)、人事部(8)和信息中心(12)四大部分,如图1所示。

  网络基本结构为:整个网络中干部分采用3台Catalyst 1900网管型交换机(分别命名为:Switch1、Switch2和Switch3,各交换机根据需要下接若干个集线器,主要用于非VLAN用户,如行政文书、临时用户等)、一台Cisco 2514路由器,整个网络都通过路由器Cisco 2514与外部互联网进行连接。

  所连的用户主要分布于四个部分,即:生产部、财务部、信息中心和人事部。主要对这四个部分用户单独划分VLAN,以确保相应部门网络资源不被盗用或破坏。

  现为了公司相应部分网络资源的安全性需要,特别是对于像财务部、人事部这样的敏感部门,其网络上的信息不想让太多人可以随便进出,于是公司采用了VLAN的方法来解决以上问题。通过VLAN的划分,可以把公司主要网络划分为:生产部、财务部、人事部和信息中心四个主要部分,对应的VLAN组名为:Prod、Fina、Huma、Info,各VLAN组所对应的网段如下表所示。


 

VLAN 号

 

VLAN 名

 

端口号

 

2

 

 

Prod

 

 

Switch 1 2-21

 

 

3

 

 

Fina

 

 

Switch2 2-16

 

 

4

 

 

Huma

 

 

Switch3 2-9

 

 

5

 

 

Info

 

 

Switch3 10-21



  【注】之所以把交换机的VLAN号从"2"号开始,那是因为交换机有一个默认的VLAN,那就是"1"号VLAN,它包括所有连在该交换机上的用户。

  VLAN的配置过程其实非常简单,只需两步:(1)为各VLAN组命名;(2)把相应的VLAN对应到相应的交换机端口。

  下面是具体的配置过程:

  第1步:设置好超级终端,连接上思科cisco1900交换机,通过超级终端配置交换机的VLAN,连接后出现如下所示的主配置界面(交换机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:

  M] Menus 是主菜单,主要是交换机的初始配置和监控交换机的运行状况。[K] Command Line 是命令行,很象路由器里面用命令来配置和监控路由器一样,主要是通过命令来操作。[I] IP Configuration 是配置IP地址、子网掩码和默认网管的一个选项。这是次连上交换机显示的界面,如果你已经配置好了IP Configuration,那么下次登陆的时候将没有这个选项。因为用命令配置简洁明了,清晰易懂,所以我们通过 [K] Command Line 来实现VLAN的配置的。

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