什么是vlan

VLAN全稱“Virtual LAN”，中文意思為“虛擬局域網”，是對連接到的第二層交換機端口的網絡用戶的邏輯分段，不受網絡用戶的物理位置限制而根據用戶需求進行網絡分段。VLAN可以根據網絡用戶的位置、作用、部門或者根據網絡用戶所使用的應用程序和協議來進行分組。基于交換機的虛擬局域網能夠為局域網解決沖突域、廣播域、帶寬問題。

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什么是VLAN？

VLAN（Virtual LAN），翻譯成中文是“虛擬局域網”，是對連接到的第二層交換機端口的網絡用戶的邏輯分段，不受網絡用戶的物理位置限制而根據用戶需求進行網絡分段。一個VLAN可以在一個交換機或者跨交換機實現。VLAN可以根據網絡用戶的位置、作用、部門或者根據網絡用戶所使用的應用程序和協議來進行分組。基于交換機的虛擬局域網能夠為局域網解決沖突域、廣播域、帶寬問題。

傳統的共享介質的以太網和交換式的以太網中，所有的用戶在同一個廣播域中，會引起網絡性能的下降，浪費可貴的帶寬；而且對廣播風暴的控制和網絡安全只能在第三層的路由器上實現。

VLAN相當于OSI參考模型的第二層的廣播域，能夠將廣播風暴控制在一個VLAN內部，劃分VLAN后，由于廣播域的縮小，網絡中廣播包消耗帶寬所占的比例大大降低，網絡的性能得到顯著的提高。不同的VLAN之間的數據傳輸是通過第三層（網絡層）的路由來實現的，因此使用VLAN技術，結合數據鏈路層和網絡層的交換設備可搭建安全可靠的網絡。網絡管理員通過控制交換機的每一個端口來控制網絡用戶對網絡資源的訪問，同時VLAN和第三層第四層的交換結合使用能夠為網絡提供較好的安全措施。

另外，VLAN具有靈活性和可擴張性等特點，方便于網絡維護和管理，這兩個特點正是現代局域網設計必須實現的兩個基本目標，在局域網中有效利用虛擬局域網技術能夠提高網絡運行效率。

優點

• 廣播風暴防范

限制網絡上的廣播，將網絡劃分為多個VLAN可減少參與廣播風暴的設備數量。VLAN分段可以防止廣播風暴波及整個網絡。VLAN可以提供建立防火墻的機制，防止交換網絡的過量廣播。使用VLAN，可以將某個交換端口或用戶賦予某一個特定的VLAN組，該VLAN組可以在一個交換網中或跨接多個交換機，在一個VLAN中的廣播不會送到VLAN之外。同樣，相鄰的端口不會收到其他VLAN產生的廣播。這樣可以減少廣播流量，釋放帶寬給用戶應用，減少廣播的產生。

• 安全

增強局域網的安全性’含有敏感數據的用戶組可與網絡的其余部分隔離，從而降低泄露機密信息的可能性。不同VLAN內的報文在傳輸時是相互隔離的，即一個VLAN內的用戶不能和其他VLAN內的用戶直接通信，如果不同VLAN要進行通信，則需要通過路由器或三層交換機等三層設備。

• 成本降低

成本高昂的網絡升級需求減少，現有帶寬和上行鏈路的利用率更高，因而可節約成本。

• 性能提高

將第二層平面網絡劃分為多個邏輯工作組(廣播域)可以減少網絡上不必要的流量并提高性能。

• 提高人員工作效率

VLAN為網絡管理帶來了方便，因為有相似網絡需求的用戶將共享同一個VLAN。

• 簡化項目管理或應用管理

VLAN將用戶和網絡設備聚合到一起，以支持商業需求或地域上的需求。通過職能劃分，項目管理或特殊應用的處理都變得十分方便，例如可以輕松管理教師的電子教學開發平臺。此外，也很容易確定升級網絡服務的影響范圍。

• 增加了網絡連接的靈活性

借助VLAN技術，能將不同地點、不同網絡、不同用戶組合在一起，形成一個虛擬的網絡環境，就像使用本地VLAN一樣方便、靈活、有效。VLAN可以降低移動或變更工作站地理位置的管理費用，特別是一些業務情況有經常性變動的公司使用了VLAN后，這部分管理費用大大降低。

劃分依據

按端口劃分VLAN

許多VLAN廠商都利用交換機的端口來劃分VLAN成員。被設定的端口都在同一個廣播域中。例如，一個交換機的1，2，3，4，5端口被定義為虛擬網AAA，同一交換機的6，7，8端口組成虛擬網BBB。這樣做允許各端口之間的通訊，并允許共享型網絡的升級。但是，這種劃分模式將虛擬網限制在了一臺交換機上。

第二代端口VLAN技術允許跨越多個交換機的多個不同端口劃分VLAN，不同交換機上的若干個端口可以組成同一個虛擬網。

以交換機端口來劃分網絡成員，其配置過程簡單明了。因此，從目前來看，這種根據端口來劃分VLAN的方式仍然是最常用的一種方式。

按MAC地址劃分VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據每個主機的MAC地址來劃分，即對每個MAC地址的主機都配置它屬于哪個組。這種劃分VLAN方法的最大優點就是當用戶物理位置移動時，即從一個交換機換到其他的交換機時，VLAN不用重新配置，所以，可以認為這種根據MAC地址的劃分方法是基于用戶的VLAN，這種方法的缺點是初始化時，所有的用戶都必須進行配置，如果有幾百個甚至上千個用戶的話，配置是非常累的。而且這種劃分的方法也導致了交換機執行效率的降低，因為在每一個交換機的端口都可能存在很多個VLAN組的成員，這樣就無法限制廣播包了。另外，對于使用筆記本電腦的用戶來說，他們的網卡可能經常更換，這樣，VLAN就必須不停地配置。

按網絡層劃分

這種劃分VLAN的方法是根據每個主機的網絡層地址或協議類型(如果支持多協議)劃分的，雖然這種劃分方法是根據網絡地址，比如IP地址，但它不是路由，與網絡層的路由毫無關系。

這種方法的優點是用戶的物理位置改變了，不需要重新配置所屬的VLAN，而且可以根據協議類型來劃分VLAN，這對網絡管理者來說很重要，還有，這種方法不需要附加的幀標簽來識別VLAN，這樣可以減少網絡的通信量。

這種方法的缺點是效率低，因為檢查每一個數據包的網絡層地址是需要消耗處理時間的(相對于前面兩種方法)，一般的交換機芯片都可以自動檢查網絡上數據包的以太網幀頭，但要讓芯片能檢查IP幀頭，需要更高的技術，同時也更費時。當然，這與各個廠商的實現方法有關。

按IP組播劃分

IP組播實際上也是一種VLAN的定義，即認為一個組播組就是一個VLAN，這種劃分的方法將VLAN擴大到了廣域網，因此這種方法具有更大的靈活性，而且也很容易通過路由器進行擴展，當然這種方法不適合局域網，主要是效率不高。

基于規則的VLAN

也稱為基于策略的VLAN。這是最靈活的VLAN劃分方法，具有自動配置的能力，能夠把相關的用戶連成一體，在邏輯劃分上稱為“關系網絡”。網絡管理員只需在網管軟件中確定劃分VLAN的規則（或屬性），那么當一個站點加入網絡中時，將會被“感知”，并被自動地包含進正確的VLAN中。同時，對站點的移動和改變也可自動識別和跟蹤。

采用這種方法，整個網絡可以非常方便地通過路由器擴展網絡規模。有的產品還支持一個端口上的主機分別屬于不同的VLAN，這在交換機與共享式Hub共存的環境中顯得尤為重要。自動配置VLAN時，交換機中軟件自動檢查進入交換機端口的廣播信息的IP源地址，然后軟件自動將這個端口分配給一個由IP子網映射成的VLAN。

按用戶定義、非用戶授權劃分

基于用戶定義、非用戶授權來劃分VLAN，是指為了適應特別的VLAN網絡，根據具體的網絡用戶的特別要求來定義和設計VLAN，而且可以讓非VLAN群體用戶訪問VLAN，但是需要提供用戶密碼，在得到VLAN管理的認證后才可以加入一個VLAN。

以上劃分VLAN的方式中，基于端口的VLAN端口方式建立在物理層上；MAC方式建立在數據鏈路層上；網絡層和IP廣播方式建立在第三層上。