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1、第十三章 使用VLAN扩展交换网络,本章目标,通过本章的学习，您应该掌握以下内容: 了解什么是VLAN以及VLAN的基本知识 配置一个VLAN 配置VTP (VLAN Trunking Protocol)协议 配置交换机的主干连接功能 确认VLAN的连接性 确认生成树(spanning-tree)是否运行,VLAN概述,VLAN（Virtual Local Area Network） 即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术,VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的广播域，每个VLAN都包含一组有着相同需求的计
2、算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。 因为是逻辑地而不是物理地划分，所以同一个VLAN内的各工作站不需要被放置在同一个物理空间内，这些工作站不一定属于同一个物理LAN网段。,VLAN在交换机上实现的方法,基于端口划分 根据以太网交换机的端口来划分。属于同一VLAN的端口可以不连续，也可以跨越多个交换机。是目前定义VLAN最广泛的方法。 优点：定义简单，只要将端口定义就可以 缺点：如果VLAN用户离开了原来端口，到了一个新的交换机的某个端口，那就必须重新定义。 基于MAC地址的划分 根据每个主机的MAC地址来划分，对每个MAC地址的主机都定义 优点：当用户物理位置移动时，既从一个交换
3、机换到其他的交换机的时候，VLAN不需要重新配置。 缺点：初始化设置时，所有的用户都必须进行配置，工作量大,基于网络层划分VLAN 根据每个主机的网络层地址或协议划分的，根据生成树算法进行桥交换。 优点：用户改变物理位置，不需要重新配置VLAN，而且可以根据协议类型划分VLAN。这种方法不需要附加帧标签来识别VLAN，这样可以减小网络通信量。 缺点：效率低，需要更高的技术，同时也更费时。 根据IP组播划分VALN 认为一个组播组就是一个VLAN。 优点：有着很大的灵活性。 缺点：效率不高，不合适局域网。,VLAN的优点,控制网络的广播风暴 采用VLAN技术，可将某个交换端口划到某个VLAN中，
4、而一个VLAN的广播风暴不会影响其它VLAN的性能。 确保网络安全 VLAN能限制个别用户的访问，控制广播组的大小和位置，甚至能锁定某台设备的MAC地址 简化网络管理 网络管理员能借助VLAN轻松的管理整个网络,分段 灵活性 安全性,第三层,第二层,第一层,销售部,人力资源部,工程部,一个VLAN =一个广播域 = 逻辑网段 (子网),VLAN综述,交换机 A,绿色 VLAN,黑色 VLAN,红色 VLAN,每个逻辑的VLAN就象一个独立的物理桥 交换机上的每一个端口都可以分配给不同的VLAN 默认的情况下，所有的端口都属于VLAN1（Cisco）,VLAN运作,交换机A,交换机B,每个逻辑的
5、VLAN就象一个独立的物理桥 同一个VLAN可以跨越多个交换机,VLAN运作,绿色 VLAN,黑色 VLAN,红色 VLAN,绿色 VLAN,黑色 VLAN,红色 VLAN,交换机A,交换机B,干道连接,主干功能支持多个VLAN的数据 主干使用了特殊的封装格式支持不同的VLAN 只有快速以太网端口可以配置为主干端口,快速以太网,VLAN运作,绿色 VLAN,黑色 VLAN,红色 VLAN,绿色 VLAN,黑色 VLAN,红色 VLAN,VLAN Trunk,Switch B,Green VLAN,Black VLAN,Red VLAN,干道连接,快速以太网,交换机对帧进行VLAN标记有两种协议
6、：ISL和802.1Q,VLAN Trunk（cont.）,VLAN干道：对于多个VLAN交换机来说，VLAN干线就是两个交换机之间的连接，它在两个或两个以上的VLAN之间传输通信。每个交换机必须确定它所收到的帧属于哪个VLAN。 一个交换机的任何端口都必须属于且只能属于一个VLAN，但当端口配置成trunk干线后，该端口就失去了它自身的VLAN标识，可以为该交换机内的所有VLAN传输数据。,ISL标识（Cisco私有）,通过硬件(ASIC)实现 ISL标识不会出现在工作站，客户端并不知道ISL的封装信息 在交换机或路由器与交换机之间，在交换机与具有ISL网卡的服务器之间可以实现,ISL的主干
7、功能使得VLAN信息可以穿越主干线,进入主干线前加上VLAN标识,离开主干线后去掉VLAN标识,ISL支持VLAN的标识,ISL封装,ISL 头 26 bytes,以太帧数据,CRC 4 bytes,用ISL头与CRC进行帧封装 可以支持多个VLAN (1024) VLAN号 BPDU控制位,DA,Type,User,SA,LEN,AAAA03,HSA,VLAN,BPDU,BPDU,INDEX,RES,ISL封装（cont.）,DA,Type,User,SA,LEN,AAAA03,HSA,VLAN,BPDU,BPDU,INDEX,RES,DA：目的地址，是一个组播地址，总是相同的40位0100
8、0C0000，告诉接收方该帧是ISL格式封装的。 TYPE：指明所封装祯的类型，以太网0000、令牌环网0001、FDDI网0010、ATM 0011 USER：用户自定义 SA：发送该ISL帧的交换机接口的48位MAC地址 LEN：ISL帧的长度 HSA：源地址高位，含生产商的ID和MAC源地址。以00000C开头。 VLAN：VLAN的ID号 BPDU：如果是STP帧就置该位的值。,IEEE公共帧标记协议802.1Q,如果要跨越cisco交换机和其他厂商的交换机来建立多个VLAN，必须使用802.1Q协议,VLAN Tag added by incoming port,VLAN Tag s
9、tripped by forwarding port,802.1Q VLAN identifier,VLAN 间路由概述,VLAN 1,VLAN 2,ISL,10.1.1.2,10.2.2.2,网络层的设备使各个广播域之间可以互相通信 既可用单个路由器端口与交换机的trunk端口相连建立干道 也可以用多个路由器端口分别与每个VLAN相连，但浪费端口,Router on a stick,Application,TCP,IP,ISL,Ethernet,1.全局配置模式下,输入VLAN ID,进入VLAN配置模式: Switch(config)#vlan vlan-id 2.为VLAN设置名字.可选
10、: Switch(config-vlan)#name vlan-name 3.创建了以太网VLAN之后,接下来把交换机端口分配到特定的VLAN里.假如你把端口分配进了不存在的VLAN里,那么新的VLAN将自动被创建.进入接口配置模式: Switch(config)#interface interface 4.定义VLAN端口的成员关系,把它定义为层2接入端口: Switch(config-if)#switchport mode access 5.把端口分配进特定的VLAN里: Switch(config-if)#switchport access vlan vlan-id 6.配置中继端口,定
11、义中继模式: Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation isl|dot1q|negotiate 7.定义端口为层2的中继端口: Switch(config-if)#switchport mode dynamic auto|dynamic desirable|trunk,VLAN配置的步骤,配置实例,配置实例Cont.,交换机Asuqa配置如下: Asuqa#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Asuqa(config
12、)#vlan 2 Asuqa(config-vlan)#name Sales Asuqa(config-vlan)#vlan 3 Asuqa(config-vlan)#name Tech Asuqa(config-vlan)#interface f0/2 Asuqa(config-if)#switchport mode access Asuqa(config-if)#switchport access vlan 2 Asuqa(config-if)#no shutdown Asuqa(config-if)#interface f0/3 Asuqa(config-if)#switchport m
13、ode access Asuqa(config-if)#switchport access vlan 3 Asuqa(config-if)#no shutdown Asuqa(config-if)#interface f0/1 Asuqa(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q Asuqa(config-if)#switchport mode trunk Asuqa(config-if)#no shutdown Asuqa(config-if)#end Asuqa#,配置实例Cont.,交换机Aiko配置如下: Aiko#configur
14、e terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Aiko(config)#vlan 2 Aiko(config-vlan)#name Sales Aiko(config-vlan)#vlan 3 Aiko(config-vlan)#name Tech Aiko(config-vlan)#interface f0/3 Aiko(config-if)#switchport mode access Aiko(config-if)#switchport access vlan 2 Aiko(config-i
15、f)#no shutdown Aiko(config-if)#interface f0/5 Aiko(config-if)#switchport mode access Aiko(config-if)#switchport access vlan 3 Aiko(config-if)#no shutdown Aiko(config-if)#interface f0/1 Aiko(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q Aiko(config-if)#switchport mode trunk Aiko(config-if)#no shutd
16、own Aiko(config-if)#end Aiko#,配置实例Cont.,Asuqa#show vlan brief VLAN Name Status Ports - - - - 1 default active Fa0/1, Fa0/4, Fa0/5, Fa0/7 Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10, Fa0/11 Fa0/12, Fa0/13, Fa0/14, Fa0/15 Fa0/16, Fa0/17, Fa0/18, Fa0/19 Fa0/20, Fa0/21, Fa0/22, Fa0/23 Gi0/1, Gi0/2 2 Sales active Fa0/2 3 Tech
17、active Fa0/3 1002 fddi-default act/unsup 1003 token-ring-default act/unsup 1004 fddinet-default act/unsup 1005 trnet-default act/unsup Asuqa#,配置实例Cont.,Aiko#show vlan brief VLAN Name Status Ports - - - - 1 default active Fa0/1, Fa0/2, Fa0/4, Fa0/6 Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10 Fa0/11, Fa0/12, Fa0/13,
18、Fa0/14 Fa0/15, Fa0/16, Fa0/17, Fa0/18 Fa0/19, Fa0/20, Fa0/21, Fa0/22 Fa0/23, Gi0/1, Gi0/2 2 Sales active Fa0/3 3 Tech active Fa0/5 1002 fddi-default act/unsup 1003 token-ring-default act/unsup 1004 fddinet-default act/unsup 1005 trnet-default act/unsup,VTP协议 (VLAN Trunking Protocol ),一个能够宣告VLAN配置信息的
19、信息系统 通过一个共有的管理域，维持VLAN配置信息的一致性 VTP只能在主干端口发送要宣告的信息 支持混合的介质主干连接(快速以太网, FDDI, ATM),1.“新增一个vlan”,3.同步最新的vlan信息,2,VTP 域 “91L”,VTP模式,服务器模式,客户模式,透明模式,发送/转发 信息宣告 同步 不会存贮于NVRAM,创建vlan 修改vlan 删除vlan 发送/转发 信息宣告 同步 存贮于NVRAM,创建vlan 修改vlan 删除vlan 转发 信息宣告 不同步 存贮于NVRAM,Catalyst switches 上默认的VTP模式是服务器模式，这样在向VLAN中增加一
20、台交换机时必须注意这一点。,VTP是如何工作的,VTP信息宣告以多点传送的方式来进行 VTP服务器和客户模式下会同步最新版本的宣告信息 VTP信息宣告每隔5分钟或者有变化时发生,VTP信息宣告以多点传送的方式来进行 VTP服务器和客户模式下会同步最新版本的宣告信息 VTP信息宣告每隔5分钟或者有变化时发生,1.新增VLAN 2.版本3 版本4,服务器,客户,客户,4.版本3 版本4 5.同步新的VLAN信息,3,3,4.版本3 版本4 5.同步新的VLAN信息,VTP是如何工作的,通过阻止不必要数据的泛洪传送来增加可用的带宽 例如: 主机A发出广播，广播仅仅泛洪到已有端口被分配到红色VLAN的
21、所有交换机,交换机4,交换机2,交换机6,交换机3,交换机 1,端口 2,被泛洪的数据在 这些地方被阻止,红色 VLAN,端口 1,交换机5,A,B,VTP裁减,VTP配置步骤,1.全局配置模式下,定义VTP模式: Switch(config)#vtp mode server|client|transparent 2.定义VTP域名,在同一VLAN管理域的交换机的VTP域名必须相同.该域名长度为1到32字符: Switch(config)#vtp domain domain-name 3.设置VTP域的密码,同一VTP域里的交换机的VTP域的密码必须一致,密码长度为8到64字符.可选: Swi
22、tch(config)#vtp password password,配置实例,配置实例Cont.,交换机Asuqa配置如下: Asuqa#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Asuqa(config)#vtp domain Aiko Changing VTP domain name from NULL to Aiko Asuqa(config)#vtp mode server Device mode already VTP SERVER. Asuqa(config)#vt
23、p password Asuqa Setting device VLAN database password to Asuqa Asuqa(config)#end Asuqa# 交换机Aiko配置如下: Aiko#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Aiko(config)#vtp domain Aiko Changing VTP domain name from NULL to Aiko Aiko(config)#vtp mode client Setting devi
24、ce to VTP CLIENT mode. Aiko(config)#no vlan 2 VTP VLAN configuration not allowed when device is in CLIENT mode. Aiko(config)#vtp password Asuqa Setting device VLAN database password to Asuqa Aiko(config)#end Aiko#,VLAN 概 述,VLAN 1,VLAN 2,ISL,10.1.1.2,10.2.2.2,网络层设备连接多个广播域,Router on a stick,Applicatio
25、n,TCP,IP,ISL,Ethernet,Fast E0/0,将物理端口划分为多个子端口,FastEthernet 0/0,FastEthernet 0/0.2,FastEthernet 0/0.3,FastEthernet 0/0.1,物理端口能够划分为多个逻辑的子端口,ISL 封 装,在子端口上激活ISL封装,Router(config-subif)#encapsulation isl domain,不同VLAN间的路由,VLAN 1,VLAN 2,ISL,interface fastethernet 0/0 no ip address ! interface fastethernet 0/0.1 ip address 10.1.1.1 255.255.255.0 encapsulation isl 1 interface fastethernet 0/0.2 ip address 10.2.2.1 255.255.255.0 encapsulation isl 2,Fast E0/0,10.1.1.2,10.2.2.2,广域网间的路由,ISL,interface Serial0 ip address 172.16.1.1 255.255.255.0,S0,172.16.1.1,172.16.1.2,VLAN 1,VLAN 2,10.1.1.2,10.2.2.2,