以太网VLAN原理及配置
VLAN工作原理详解
VLAN工作原理（VLAN通信原理）详解VLAN工作原理即VLAN通信原理1、vlan基本通信原理为了提高处理效率，交换机内部的数据帧一律都带有VLAN Tag，以统一方式处理。
当一个数据帧进入交换机接口时，如果没有带VLAN Tag，且该接口上配置了PVID（Port Default VLAN ID），那么，该数据帧就会被标记上接口的PVID。
如果数据帧已经带有VLAN Tag，那么，即使接口已经配置了PVID，交换机不会再给数据帧标记VLAN Tag。
由于接口类型不同，交换机对数据帧的处理过程也不同。
下面根据不同的接口类型分别介绍。
由于设备所有的接口都默认加入VLAN1，因此当网络中存在VLAN1的未知单播、组播或者广播报文时，可能会引起广播风暴。
对于不需要加入VLAN1的接口及时退出VLAN1，避免环路。
2、VLAN内跨越交换机通信原理有时属于同一个VLAN的用户主机被连接在不同的交换机上。
当VLAN跨越交换机时，就需要交换机间的接口能够同时识别和发送跨越交换机的VLAN报文。
这时，需要用到Trunk Link技术。
Trunk Link有两个作用：1、中继作用：把VLAN报文透传到互联的交换机。
2、干线作用：一条Trunk Link上可以传输多个VLAN的报文。
图1 Trunk Link通信方式示意图例如在上图1所示的网络中，为了让DeviceA和DeviceB之间的链路既支持VLAN2内的用户通讯又支持VLAN3内的用户通讯，需要配置连接接口同时加入两个VLAN。
即应配置DeviceA的以太网接口Port2和DeviceB的以太网接口Port1同时加入VLAN2和VLAN3。
当用户主机Host A发送数据给用户主机Host B时，数据帧的发送过程如下：数据帧首先到达DeviceA的接口Port4。
接口Port4给数据帧加上Tag，Tag的VID字段填入该接口所属的VLAN的编号2。
DeviceA查询自己的MAC地址表中是否存在目的地址为DeviceB的MAC地址的转发表项。
vlan工作原理vlan通信原理)详解
VLAN 工作原理(VLAN 通信原理)详解VLAN 工作原理即VLAN 通信原理1、vlan 基本通信原理为了提高处理效率，交换机内部的数据帧一律都带有 VLAN Tag，以统一方式处理。
当一个数据帧进入交换机接口时，如果没有带 VLAN Tag，且该接口上配置了 PVID(Port Default VLAN ID)，那末，该数据帧就会被标记上接口的 PVID。
如果数据帧已经带有VLAN Tag，那末，即使接口已经配置了 PVID，交换机不会再给数据帧标记 VLAN Tag。
由于接口类型不同，交换机对数据帧的处理过程也不同。
下面根据不同的接口类型分别介绍。
各类型接口对数据帧的处理方式接口类型对接收不带 Tag 的报文对接收带 Tag 的报文处发送帧处理过程处理理Access 接接收该报文，并打上当 VLAN ID 与缺省 VLAN 先剥离帧的 PVID口缺省的 VLAN ID。
ID 相同时，接收该报文； Tag，然后再发送。
当 VLAN ID 与缺省 VLANID 不同时，丢弃该报文。
Trunk 接口打上缺省的 VLANID，当缺省 VLAN ID 在允许通过的 VLAN ID 列表里时，接收该报文；当 VLAN ID 在接口允许当 VLAN ID 与缺省通过的 VLAN ID 列表里时， VLAN ID 相同，且是该接接收该报文；口允许通过的 VLAN ID当 VLAN ID 不在接口允时，去掉 Tag，发送该报当缺省VLAN ID 不在许通过的 VLAN ID 列表里允许通过的 VLAN ID 列时，丢弃该报文。
表里时，丢弃该报文。
文；当 VLAN ID 与缺省VLAN ID 不同，且是该接口允许通过的 VLAN ID 时，保持原有 Tag，发送该报文。
Hybrid 接打上缺省的 VLAN 当 VLAN ID 在接口允许当VLAN ID 是该接口口 ID，当缺省 VLAN ID 在通过的 VLAN ID 列表里时，允许通过的 VLAN ID 时，允许通过的 VLAN ID 列接收该报文。
vlan的工作原理
vlan的工作原理
VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）是将一个物理局域网划分为多个逻辑上的局域网的技术。
其工作原理如下：
1. 以太网帧：VLAN基于以太网帧来实现逻辑分割。
以太网帧是实现数据传输的基本单元，由目的MAC地址、源MAC地址、VLAN标签等字段组成。
2. VLAN标签：VLAN标签用于识别帧属于哪个VLAN。
VLAN标签通常插入在以太网帧的头部，这个操作称为“打标签”（tagging）。
3. 端口绑定：每个交换机端口都可以配置为一个或多个VLAN。
配置端口的VLAN意味着该端口会过滤掉不属于该VLAN的帧。
一个端口只能隶属于一个VLAN，但一个VLAN可以包含多个端口。
4. VLAN间通信：默认情况下，不同的VLAN之间是相互隔离的，即VLAN内的主机可以互相通信，但不同VLAN内的主机不能直接通信。
要实现不同VLAN间的通信，需要通过一些设备（如交换机、路由器）来进行数据转发。
5. 交换机处理：当交换机收到一帧时，会根据帧头中的VLAN标签来判断该帧属于哪个VLAN。
如果交换机配置了该VLAN，那么它会将帧转发到该VLAN所对应的端口上；如果交换机未配置该VLAN，那么它会将帧丢弃。
总结来说，VLAN通过将一个物理局域网划分为多个逻辑上的局域网，实现了不同VLAN之间的隔离和控制。
它提供了更灵活、更安全的网络管理方式，使网络更易于扩展和维护。
交换机Vlan配置
实验三交换机的VLAN配置一、实验目的1. 理解理解Trunk链路的作用和VLAN的工作原理2. 掌握交换机上创建VLAN、接口分配3．掌握利用三层交换机实现VLAN间的路由的方法。
二、实验环境本实验在实验室环境下进行操作，需要的设备有：配置网卡的PC机若干台，双绞线若干条，CONSOLE线缆若干条，思科交换机cisco 2960两台。
三、实验内容1. 单一交换机的VLAN配置；2. 跨交换机VLAN配置，设置Trunk端口；3. 测试VLAN分配结果；4．在三层交换机上实现VLAN的路由；5．测试VLAN间的连通性四、实验原理1．什么是VLANVLAN是建立在局域网交换机上的，以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理，逻辑工作组的站点不受物理位置的限制，当一个站点从一个逻辑工作组移到另一个逻辑工作组时，只需要通过软件设定，而不需要改变它在网络中的物理位置；当一个站点从一个物理位置移动到另一个物理位置时，只要将该计算机连入另一台交换机，通过软件设定后该计算机可成为原工作组的一员。
相同VLAN内的主机可以相互直接通信，不同VLAN中的主机之间不能直接通信，需要借助于路由器或具有路由功能的第三层交换机进行转发。
广播数据包只可以在本VLAN内进行广播，不能传输到其他VLAN中。
2．交换机的端口以太网交换机的每个端口都可以分配给一个VLAN，分配给同一个VLAN的端口共享广播域，即一个站点发送广播信息，同一VLAN中的所有站点都可以接收到。
交换机一般都有三种类型的端口：TRUNK口、ACCESS口、CONSOLE口。
CONSOLE端口：它是专门用于对交换机进行配置和管理的。
通过Console端口连接并配置交换机，是配置和管理交换机必须经过的步骤。
ACCESS口（默认）：ACCESS端口只能通过缺省VLAN ID的报文。
TRUNK 口：为了让连接在不同交换机但属于同一VLAN 的计算机之间能够相互通信，必须把两个交换机相级联的那两个端口配置成TRUNK 口工作模式。
VLAN技术详解
VLAN技术详解1 前⾔VLAN技术的出现不仅仅给我们在⽹络设计和规划上提供了更多的选择，也更为安全和⽅便的管理⽹络，同时由VLAN技术引出的各种相关应⽤也是层出不穷。
可以说VLAN技术是以太⽹技术的⼀个⾰命性的变⾰，同时也是以太⽹中最为基础和关键的技术。
本⽂主要针对VLAN技术产⽣的背景、VLAN技术的原理、VLAN的相关应⽤等⼏个部分来逐⼀进⾏介绍。
2 为什么需要VLAN?为什么需要VLAN技术，它的优点在哪⾥呢？在TCP／IP协议规范中，没有VLAN的定义。
当第⼆层⽹络交换机发展到⼀定程度的时候，传统的路由器由于在性能上的不⾜，它作为⽹络节点的统治地位受到了很⼤的挑战。
既然传统路由器是⽹络的瓶颈，⽽交换机⼜有如此优越的性能，为什么不⽤交换机取代传统路由器，来构造⽹络呢？我们都知道，位于协议第2层的交换机虽然能隔离冲突域，提⾼每⼀个端⼝的性能，但并不能隔离⼴播域，不能进⾏⼦⽹划分，不能层次化规划⽹络，更⽆法形成⽹络的管理策略，因为这些功能全都属于⽹络的第三层———⽹络层。
因此，如果只⽤交换机来构造⼀个⼤型计算机⽹络，将会形成⼀个巨⼤的⼴播域，结果是，⽹络的性能反⽽降低以⾄⽆法⼯作，⽹络的管理束⼿⽆策，这样的⽹络是不可想象的。
按照TCP／IP的原理，⼀般来说，⼴播域越⼩越好，⼀般不应超过200个站点。
那么，如何在⼀个交换⽹络中划分⼴播域呢？交换机的设计者们借鉴了路由结构中⼦⽹的思路，得出了虚⽹的概念，即通过对⽹络中的IP地址或MAC地址或交换端⼝进⾏划分，使之分属于不同的部分，每⼀个部分形成⼀个虚拟的局域⽹络，共享⼀个单独的⼴播域。
这样就可以把⼀个⼤型交换⽹络划分为许多个独⽴的⼴播域，即VLAN。
VLAN（Virtual LAN）中⽂叫做虚拟局域⽹，它的作⽤就是将物理上互连的⽹络在逻辑上划分为多个互不相⼲的⽹络，这些⽹络之间是⽆法通讯的，就好像互相之间没有连接⼀样，因此⼴播也就隔离开了。
VLAN的实现原理⾮常简单，通过交换机的控制，某⼀VLAN成员发出的数据包交换机只发给同⼀VLAN的其它成员，⽽不会发给该VLAN成员以外的计算机。
VLAN的作用以及配置
VLAN的作⽤以及配置⽬录⼀、为什么需要VLAN1、什么是 VLAN(Virtual LAN)，翻译成中⽂是“虚拟局域⽹”。
LAN可以是由少数⼏台家⽤计算机构成的⽹络，也可以是数以百计的计算机构成的企业⽹络。
VLAN所指的LAN特指使⽤路由器分割的⽹络——也就是⼴播域。
简单来说，同⼀个VLAN中的⽤户间通信就和在⼀个局域⽹内⼀样，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，从⽽控制不必要的⼴播风暴的产⽣。
同时，若没有路由，不同VLAN之间不能相互通信，从⽽提⾼了不同⼯作组之间的信息安全性。
⽹络管理员可以通过配置VLAN之间的路由来全⾯管理⽹络内部不同⼯作组之间的信息互访。
2、未分割VLAN时将会发⽣什么? 那么，为什么需要分割VLAN(⼴播域)呢?那是因为，如果仅有⼀个⼴播域，有可能会影响到⽹络整体的传输性能。
具体原因，请参看附图加深理解。
图中，是⼀个由5台⼆层交换机(交换机1～5)连接了⼤量客户机构成的⽹络。
假设这时，计算机A需要与计算机B通信。
在基于以太⽹的通信中，必须在数据帧中指定⽬标MAC地址才能正常通信，因此计算机A必须先⼴播“ARP请求(ARP Request)信息”，来尝试获取计算机B的MAC 地址。
交换机1收到⼴播帧(ARP请求)后，会将它转发给除接收端⼝外的其他所有端⼝，也就是泛滥了。
接着，交换机2收到⼴播帧后也会泛滥。
交换机3、4、5也还会泛滥。
最终ARP请求会被转发到同⼀⽹络中的所有客户机上，这也就是⽹络风暴。
我们分析下，这个计算A的ARP请求原本是为了获得计算机B的MAC地址⽽发出的。
也就是说：只要计算机B能收到就万事⼤吉了。
可是事实上，数据帧却传遍整个⽹络，导致所有的计算机都收到了它。
如此⼀来，⼀⽅⾯⼴播信息消耗了⽹络整体的带宽，另⼀⽅⾯，收到⼴播信息的计算机还要消耗⼀部分CPU时间来对它进⾏处理。
造成了⽹络带宽和CPU运算能⼒的⼤量⽆谓消耗，可能会造成⽹络瘫痪。
VLAN技术原理与配置
运行IP协议
运行IPX协议
运行IP协议
运行IPX协议
Int e/0/0 protocol-vlan vlan 10 all
Page14
基于策略划分VLAN
Vlan 10 policy-vlan mac-address 0011-0011-0011 ip 1.1.1.1 int Ethernet 0/0/1
[Switch-Ethernet0/3]port trunk pvid vlan 3 \\配置Trunk-Link端口PVID
[Switch-Ethernet0/3]port trunk allow-pass vlan 5 \\配置Trunk-Link所允许通过的VLAN
Page20
Hybird端口VLAN属性
Page10
基于端口划分VLAN
Port 1
Port 4
Port 2 Port 3
主机A
主机B
主机C
主机D
VLAN信息表
VLAN 10 VLAN 20 VLAN 30
Port1
Port 2 Port 3
Port4
Page11
基于MAC划分VLAN
Vlan10 mac-vlan mac-address 0011-0011-0011
C
PRI F
I
2B VLAN ID（12b）
TCI
Page8
如何生成VLAN标签
Port 1
Port 10
Port 2 Port 7
主机A
主机B
主机C
主机D
端口
Port1 Port2 …… Port7 …… Port10
PVID
5 10 …… 5 …… 10
vlan配置
实验、VLan 的配置一.实验原理 1.1 VLAN 的作用虚拟局域网VLAN 逻辑上把网络资源和网络用户按照一定的原则进行划分，把一个物理上的网络划分成多个小的逻辑网络。
这些小的逻辑网络形成各自的广播域，也就是VLAN 。
如下图所示。
几个部门都使用一个中心交换机，但是各个部门属于不同的VLAN ，形成各自的广播域，广播报文不能跨越这些广播域传送。
广播域市场部工程部财务部21.2 VLAN 的帧格式标准规定，在原有的标准以太网帧格式中，增加一个特殊的标志域----Tag 域，用于标识数据帧所属的VLAN ID ，其帧格式如下图所示。
1.3 VLAN 端口从交换机处理VLAN 数据帧的不同，我们可以将交换机的端口分为两类：一类是只能传送标准以太网帧的端口，被称为Access 端口；另一类是既可以传送有VLAN 标签的数据帧，也可以传送标准以太网帧的端口，称为Trunk 端口。
带有IEEE802.1Q 标记的以太网Access端口一般是指那些连接不支持VLAN技术的终端设备的端口，这些端口收到的数据帧都不包含VLAN标签，发送帧中也必须不包含VLAN标签。
Trunk端口一般是指那些连接支持VLAN技术的网络设备的端口。
这些端口接收到的数据帧一般都包含VLAN标签，而向外发送数据帧时也常常需要添加VLAN标签。
1.4 VLAN的配置配置VLAN大致分为一下几个方面：（1）创建/删除VLAN（2）向当前VLAN中添加/删除端口（3）将当前端口添加/删除到指定VLAN（4）指定端口类型（5）指定/删除端口的缺省VLAN IDaccess的缺省VLAN ID就是它所属的VLAN ID，缺省情况下Trunk端口的VLAN ID是VLAN1。
注意：在修改Trunk端口的缺省VLAN ID时，要保证Trunk链路两端的缺省VLAN ID一致，否则，同一VLAN用户不能正常通信。
（6）指定/删除Trunk端口可以通过的VLAN数据帧二. 实验内容：VLAN基本配置三. 实验目的：掌握VLAN基本配置命令和配置注意事项四. 实验环境：2台交换机，6台PC，实验组网如图所示。
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文档密级： 文档密级：内部公开
VLAN间通信的路由选择 间通信的路由选择
Ping 2.2.2.20 非本地通信 使用默认网关
VLAN 100
VLAN 200
1.1.1.10/24
2.2.2.20/24
网络1.1.1.0/24在接口 网络1.1.1.0/24在接口1 在接口1 网络2.2.2.0/24在接口 在接口2 网络2.2.2.0/24在接口2
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VLAN间通信 间通信
VLAN 100
VLAN 200
VLAN 300 不同VLAN之间的流量不能直接跨越 不同VLAN之间的流量不能直接跨越VLAN的边界，需要使用路由，通 之间的流量不能直接跨越VLAN的边界 需要使用路由， 的边界， 过路由将报文从一个VLAN转发到另外一个 过路由将报文从一个VLAN转发到另外一个VLAN。 转发到另外一个VLAN。
在主机上配置默认网关，对于非本地的通信， 在主机上配置默认网关，对于非本地的通信，主机会自动寻找默认网 关，并把报文交给默认网关转发而不是直接发给目的主机。 并把报文交给默认网关转发而不是直接发给目的主机。
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每个VLAN一个物理连接 一个物理连接 每个
interface_list ：由端口类型和端口序号组成；端口序号由槽号和端 由端口类型和端口序号组成；
口号的二元组组成，如果是百兆口，则槽号为0 口号的二元组组成 ， 如果是百兆口 ， 则槽号为 0 ， 端口号取值范围为 1～24；如果是千兆口，则槽号为1或2，端口号取值为1。 24；如果是千兆口，则槽号为1 端口号取值为1
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设置/取消 端口中允许通过的VLAN 设置 取消Trunk端口中允许通过的 取消 端口中允许通过的
用途： 用途： 该命令用来设置或取消Trunk端口中允许通过的 该命令用来设置或取消Trunk端口中允许通过的VLAN 端口中允许通过的VLAN 命令格式： 命令格式： [undo] port trunk permit vlan { vlan_id_list | all } 缺省值：端口为非Trunk端口，不具备Trunk功能。 端口， 功能。 缺省值：端口为非Trunk端口 不具备Trunk功能
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Vlan Disable的配置 的配置
Vlan Disable的设置非常简单，在系统视图下，只需一条命令，具体操 Disable的设置非常简单 的设置非常简单， 系统视图下，只需一条命令， 作如下： 作如下： 使能Vlan Disable功能 使能Vlan Disable功能： 功能： [S3026] vlan disable [S3026] 使能Vlan Enable功能 使能Vlan Enable功能： 功能： [S3026] vlan enable [S3026]
不带VLAN标签的 不带VLAN标签的 以太网帧 带有VLAN 2标签的以太网帧 带有VLAN 2标签的以太网帧
VLAN 1
VLAN 2
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Trunk和VLAN 和
VLAN 1
广播报文发送
Trunk Link
VLAN 5
VLAN 2
VLAN 1 VLAN 3 VLAN 2 VLAN 1 VLAN 5 VLAN 5
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基于协议的VLAN 基于协议的
以太网交换机
VLAN表 VLAN表
协议类型 IPX协议 IPX协议 IP协议 IP协议 …… 所属VLAN 所属VLAN VLAN 5 VLAN 10 ……
主机A 主机A
主机B 主机B
主机C 主机C
主机D 主机D
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其它常用命令
指定/删除VLAN描述字符 指定/删除VLAN描述字符： 描述字符： description string undo description 查看VLAN设置： 查看VLAN设置： 设置 display vlan [vlan_id ] 开启/关闭VLAN接口： 开启/关闭VLAN接口： 接口 shutdown Undo shutdown
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设置Trunk端口的缺省 端口的缺省VLAN ID（pvid） 设置 端口的缺省 （ ）
用途： 用途： 该命令用来设置Trunk端口的缺省 该命令用来设置Trunk端口的缺省VLAN ID（pvid），此命令的undo 端口的缺省VLAN ID（pvid） 此命令的undo 形式用来恢复端口的缺省VLAN ID。 形式用来恢复端口的缺省VLAN ID。 命令格式： 命令格式： port trunk pvid vlan vlan_id undo port trunk pvid 缺省值：vlan_id的缺省值为1 的缺省值为1 缺省值：vlan_id的缺省值为
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给VLAN指定端口 指定端口
用途： 用途： 给指定vlan增加 给指定vlan增加/剔除以太网接口 增加/ 命令格式： 命令格式： port interface_list undo port interface_list 参数含义： 参数含义：
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给端口指定VLAN 给端口指定
用途： 用途： 给指定vlan增加 给指定vlan增加/剔除以太网接口 增加/ 命令格式： 命令格式： port access vlan vlan-id vlanUndo port access vlan vlan-id vlan参数说明： 参数说明： vlan-id：VLAN接口的 ，取值范围为1 4000。 vlan-id：VLAN接口的ID，取值范围为1～4000。 接口的ID
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通过路由器将网络分段
路由器
广播
……
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通过VLAN划分广播域 划分广播域 通过
广播域1 广播域1 VLAN 10
广播域2 广播域2 VLAN 20
广播域3 广播域3 VLAN 30
财务部
工程部
市场部
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设置/取消端口为 设置 取消端口为VLAN Trunk 取消端口为
用途： 用途： 打开/关闭以太网接口的vlan trunk功能 基于IEEE 802. 打开/关闭以太网接口的vlan trunk功能，基于IEEE 802.1Q标准 功能， 命令格式： 命令格式： port link-type { access | trunk | hybrid } link缺省值：缺省为关闭vlan trunk功能 缺省值：缺省为关闭vlan trunk功能
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Vlan Disable
S3526
S3026
S2403F
S2403F
S3026下挂的两台 下挂的两台2403F每个端口在二层进行两两隔离 并要 每个端口在二层进行两两隔离,并要 下挂的两台 每个端口在二层进行两两隔离 上所有的VLAN ID都要透传到 都要透传到S3526上。 求2403F上所有的 上所有的 都要透传到 上
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Access Link和Trunk Link 和
干道链路
接入链路
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帧在网络通信中的变化
VLAN 2
带有VLAN 1标签的以太网帧 带有VLAN 1标签的以太网帧
VLAN 1
以太网交换机VLAN原理及配置 原理及配置 以太网交换机
ISSUE 1.0
固网产品课程开发室
课程内容
第一章 VLAN 基础 第二章 VLAN间路由 间路由
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VLAN的产生原因－广播风暴 的产生原因－ 的产生原因
广播
……
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课程内容
第一章 VLAN 基础 第二章 VLAN 间路由
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VLAN 隔离二层广播域
VLAN 100
VLAN 200
VLAN 300 VLAN隔离了二层广播域 也就严格地隔离了各个VLAN之间的任何流 VLAN隔离了二层广播域，也就严格地隔离了各个VLAN之间的任何流 隔离了二层广播域， 量，分属于不同VLAN的用户不能互相通信。 分属于不同VLAN的用户不能互相通信 的用户不能互相通信。
VLAN 100
VLAN 200
VLAN 300
在二层交换机上配置VLAN，每一个VLAN使用一条独占的物理连接连 在二层交换机上配置VLAN，每一个VLAN使用一条独占的物理连接连 接到路由器的一个接口上。 接到路由器的一个接口上。