淺談ＶＬＡＮ技術(shù)的應(yīng)用

淺談ＶＬＡＮ技術(shù)的應(yīng)用

【摘要】虛擬局域網(wǎng)（VLAN）技術(shù)是目前局域網(wǎng)中的一項(xiàng)常用技術(shù)；VLAN技術(shù)是在不改變局域網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)物理位置的基礎(chǔ)上，按照功能、部門(mén)、應(yīng)用等因素劃分為若干“邏輯工作組”；VLAN技術(shù)有效避免了廣播風(fēng)暴，增強(qiáng)了局域網(wǎng)的安全性。本文介紹了VLAN的概念、原理、優(yōu)點(diǎn)以及其分類，并實(shí)現(xiàn)了VLAN在高校局域網(wǎng)上的配置和驗(yàn)證方法。

【關(guān)鍵詞】VLAN廣播風(fēng)暴虛擬局域網(wǎng)交換機(jī)

在高校局域網(wǎng)中，數(shù)據(jù)通信通常滿足20/80模式，即其中20%的流量屬于遠(yuǎn)程用戶，80%的流量屬于本地用戶，同時(shí)本地用戶又隸屬于不同的部門(mén)，如教務(wù)處、學(xué)生處及各個(gè)系部，怎樣保證同部門(mén)內(nèi)和部門(mén)間的資源安全，協(xié)調(diào)各部門(mén)工作則是十分重要的。那么VLAN技術(shù)會(huì)成為其中不可缺少的技術(shù)之一。

1VLAN的優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)介

VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）的中文名為“虛擬局域網(wǎng)”。是一種將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯上劃分成一個(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)用在有VLAN協(xié)議的第三層以上交換機(jī)之中。

VLAN技術(shù)允許網(wǎng)絡(luò)管理者將一個(gè)物理的局域網(wǎng)邏輯地劃分成不同的廣播域，每一個(gè)VLAN都是按照企業(yè)的一個(gè)職能部門(mén)來(lái)劃分，包含著一組具有相同工作特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)。它是按功能劃分而不是按物理劃分，同一個(gè)VLAN內(nèi)的各個(gè)工作站無(wú)須被放置在同一個(gè)物理空間里，這些工作站可以不屬于同一個(gè)物理局域網(wǎng)網(wǎng)段，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。因此使用VLAN技術(shù)可以控制流量，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。

2使用VLAN的優(yōu)點(diǎn)

2.1減少網(wǎng)絡(luò)管理開(kāi)銷

網(wǎng)絡(luò)管理員采用VLAN技術(shù)輕松管理整個(gè)學(xué)校局域網(wǎng)絡(luò)。例如，學(xué)校內(nèi)部由于業(yè)務(wù)調(diào)整，人員部門(mén)間相互調(diào)動(dòng)，需要將變動(dòng)的人員的計(jì)算機(jī)歸入相應(yīng)的新的工作組。如果局域網(wǎng)內(nèi)采用了VLAN技術(shù)，網(wǎng)管員只需更改交換機(jī)上的幾條設(shè)置，就能迅速地建立適應(yīng)新需要的VLAN網(wǎng)絡(luò)，不用花時(shí)間和人力去搬動(dòng)電腦。

2.2控制網(wǎng)絡(luò)上的廣播

大量的廣播可以形成廣播風(fēng)暴，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，可以將某個(gè)交換端口或用戶賦予某一個(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。

2.3增加網(wǎng)絡(luò)的安全性

VLAN就是一個(gè)單獨(dú)的廣播域之間相互隔離，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。

3VLAN的分類

3.1基于端口劃分的VLAN

基于端口劃分VLAN是最常應(yīng)用的一種VLAN劃分方法，應(yīng)用也最為廣泛有效，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(mén)需要互訪時(shí)，可通過(guò)路由器轉(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。

3.2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)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VLANMAC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。

3.3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。

3.4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。

3.5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。

3.6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管理的認(rèn)證后才可以加入一個(gè)VLAN。VLAN的配置過(guò)程其實(shí)非常簡(jiǎn)單，只需如下列舉兩步，我們以目前最為流行的Cisco交換機(jī)為例，說(shuō)明VLAN在局域網(wǎng)中的基本配置方法。

（1）為各VLAN組命名，在VLAN數(shù)據(jù)庫(kù)配置模式下，開(kāi)始創(chuàng)建VLAN，具體的配置指令如下：

Switch1>enable

Switch1#vlandatabase

Switch1(config)#vlan2nameJW

其他交換機(jī)的類似：

Switch2(config)#vlan3nameRS

Switch2(config)#vlan3nameCSSwitch3(config)#vlan4nameCS

Switch4(config)#vlan5nameBA

（2）把相應(yīng)的VLAN對(duì)應(yīng)到相應(yīng)的交換機(jī)端口

Switch1>enable

Switch1#config

Switch1(config)#interfacerangef0/2-21

Switch1(config-if-range)#switchportaccessvlan2

Switch1(config-if-range)#exit

添加其他的接口方法類似。把VLAN都定義到了相應(yīng)交換機(jī)的端口上之后，為了驗(yàn)證我們的配置，可以在特權(quán)模式使用"showvlan"命令顯示出剛才所做的配置，檢查一下是否正確。

5結(jié)束語(yǔ)

作者深切地認(rèn)識(shí)到，VLAN技術(shù)在局域網(wǎng)建設(shè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)VLAN技術(shù)也是局域網(wǎng)建設(shè)中的一種方便靈活的管理手段。所以希望有更多地朋友能系統(tǒng)地了解和掌握VLAN技術(shù)的原理和概念，能熟練配置交