虚拟局域网组网技术
虚拟局域网的组网方式及工作特点
计算机网络结课论文姓名: 院系: 班级: 学号:课题: 虚拟局域网的组网方式及工作特点概述: 虚拟局域网（Virtual Local Area Network，简称VLAN）是为解决以太网的广播风暴问题和安全性而提出的一种技术。
它以局域网交换机为基础，通过交换机软件实现根据功能、部门、应用等因素将设备或用户组成虚拟工作组或逻辑网段的技术.最大特点是在组成逻辑网时无须考虑用户或设备在网络中的物理位置。
关键词: 虚拟局域网（VLAN）组网方式静态VLAN 动态VLAN MAC正文:（一）VLAN的概念VLAN（Virtual Local Area Network）又称虚拟局域网，是指在交换局域网的基础上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。
一个VLAN组成一个逻辑子网，即一个逻辑广播域，它可以覆盖多个网络设备，允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。
VLAN是一种比较新的技术，工作在OSI参考模型的第2层和第3层，VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。
（二）虚拟局域网的组网方式组建VLAN的条件：VLAN是建立在物理网络基础上的一种逻辑子网，因此建立VLAN需要相应的支持VLAN技术的网络设备。
当网络中的不同VLAN间进行相互通信时，需要路由的支持，这是就需要增加路由设备—要实现路由功能，既可采用路由器，也可采用三层交换机来完成。
同时还严格限制了用户数量。
VLAN的划分可以是事先固定的、也可以是根据所连的计算机而动态改变设定。
前者被称为“静态VLAN”、后者自然就是“动态VLAN”了。
1.静态VLAN静态VLAN又被称为基于端口的VLAN（Port Based VLAN）。
顾名思义，就是明确规定各端口属于哪个VLAN的设定方法由于需要一个个端口地指定，因此当网络中的计算机数目超过一定数字（比如数百台）后，设定操作就会变得烦杂无比。
并且，客户机每次变更所连端口，都必须同时更改该端口所属VLAN的设定——这显然不适合那些需要频繁改变拓补结构的网络。
虚拟局域网
8.多交换机同一VLAN通信配置
[root@PCA root]#ping 10.65.1.1 通 (本机IP) [root@PCA root]#ping 10.65.1.3 不通 (中间连接线是vlan 1) [root@PCA root]#ping 10.66.1.1 不通 (不同网络，不同vlan) [root@PCA root]#ping 10.66.1.3 不通 (不同网络，不同vlan) [root@PCB root]#ping 10.66.1.3 不通 (中间连接线是vlan 1) 将PCA改接到SwitchA E0/2 (vlan 1) [root@PCA root]#ping 10.65.1.3 不通 (同网络，不同vlan) 将PCC改接到SwitchB E0/2 (vlan 1) [root@PCA root]#ping 10.65.1.3 通 (同网络，同在vlan 1
虚拟局域网
通信工程系 林 勇 lin-yong001@
1.VLAN技术产生背景和定义
VLAN产生背景 广播数据流随着网络的增长而增长。过多的广播会占 用用户的带宽，最坏的情况下，广播风暴可以使整个 网络瘫痪。 另一方面，在实现用户的LAN接入时，应 该考虑的一个重要问题就是用户之间的隔离。为了实 现LAN接入时各个接入用户的隔离以及减少广播泛滥， 虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN）技 术就应运而生。
8.多交换机同一VLAN通信配置
将计算机A接到2号端口，测试与B、C的连通 性，并分析原因得出结论。
将计算机C接到2号端口，测试与A的连通性，并分 析原因得出结论。 将计算机A、C恢复到3号端口。 配置Switch A和Switch B级连端口的主干道协议，并 允许VLAN 2、VLAN 3通过。 测试计算机A与计算机B、C、D标记
虚拟局域网的组网方式及工作特点
虚拟局域网的组网方式及工作特点计算机网络结课论文姓名: 院系: 班级: 学号:课题: 虚拟局域网的组网方式及工作特点概述: 虚拟局域网（Virtual Local Area Network，简称VLAN）是为解决以太网的广播风暴问题和安全性而提出的一种技术。
它以局域网交换机为基础，通过交换机软件实现根据功能、部门、应用等因素将设备或用户组成虚拟工作组或逻辑网段的技术.最大特点是在组成逻辑网时无须考虑用户或设备在网络中的物理位置。
关键词: 虚拟局域网（VLAN）组网方式静态VLAN 动态VLAN MAC正文:（一）VLAN的概念VLAN（Virtual Local Area Network）又称虚拟局域网，是指在交换局域网的基础上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。
一个VLAN组成一个逻辑子网，即一个逻辑广播域，它可以覆盖多个网络设备，允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。
VLAN是一种比较新的技术，工作在OSI参考模型的第2层和第3层，VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。
（二）虚拟局域网的组网方式组建VLAN的条件：VLAN是建立在物理网络基础上的一种逻辑子网，因此建立VLAN需要相应的支持VLAN 技术的网络设备。
当网络中的不同VLAN间进行相互通信时，需要路由的支持，这是就需要增加路由设备—要实现路由功能，既可采用路由器，也可采用三层交换机来完成。
同时还严格限制了用户数量。
VLAN的划分可以是事先固定的、也可以是根据所连的计算机而动态改变设定。
前者被称为“静态VLAN”、后者自然就是“动态VLAN”了。
1.静态VLAN静态VLAN又被称为基于端口的VLAN （Port Based VLAN）。
顾名思义，就是明确规定各端口属于哪个VLAN的设定方法由于需要一个个端口地指定，因此当网络中的计算机数目超过一定数字（比如数百台）后，设定操作就会变得烦杂无比。
几种常见的局域网络简介
几种常见的局域网络简介计算机网络发展到今天，在实际应用中已相当普及。
网络的发展，也遵循“优胜劣汰”的规律，好的网络系统被保留下来，而且发展的更好；不好的系统，其应用范围逐渐萎缩，最后面临的将是退出网络竞争舞台。
现在，保留下来的几种网络，也是最常见最普及的几种网络，都已形成自已的标准。
所谓网络标准，是指网络的通信标准、访问控制方式、传输媒介等符合某种公订的规则。
例如以太网的通信标准是IEEE802.3，访问控制方式是CSMA/CD，传输媒介是10BASE2（或10BASE5或10BASE-T）。
目前，网络市场上最常见的网络标准有Ethernet 、ARCnet、Token Ring 、FDDI、Fast Ethernet、ATM等。
下面就介绍这几种网络产品。
2.3.1 EthernetEthernet 网络标准是由Xerox、Digital与Intel三家公司于1970年初开发出来的，是目前世界上使用最为普遍的网络，被称为“乙太”网络。
它除广泛应用于PC LAN 外，也同样应用在大型电脑系统的连线上。
Ethernet网络属于“基频”（Baseband），即在一条传输线路上，一段时间内只能传送是一个数据，其媒介取得方法为CSMA/CD。
理论上而言，其速度可达10Mbps,&127;但实际上的速度只有2-3Mbps，尤其在数据传输量大时会变得很慢，故它不适用于大型或忙碌的网络上。
Ethernet网络的各项标准如下：（1）通信标准：IEEE802.3。
（2）传输速率：10Mbps。
（3）传送数据方法：CSMA/CD。
（4）网络拓朴：以10Base2与10BaseT而言，前者实体与逻辑拓朴均为Bus；&127;后者实际拓朴为Star，但逻辑拓朴为Bus。
（5）传输媒介：RG?8同轴电缆、UTP双绞线、光纤。
Ethernet 网络有三种架线方法，即10Base2、10Base5、10BaseT三种。
交换机及虚拟局域网组网技术
目 录
• 交换机基础概念与分类 • 虚拟局域网技术简介 • 交换机配置与VLAN设置实践 • 交换机安全防护策略部署 • 故障诊断与排除方法分享 • 总结与展望
01 交换机基础概念与分类
交换机定义及作用
交换机（Switch）是一种用于电（光）信号转发的网络设备， 它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通 路。
01
基于源/目的IP地址 过滤
通过配置ACL规则，允许或拒绝 特定IP地址或IP地址段的访问， 有效控制网络访问权限。
02
基于协议和端口过 滤
根据网络应用协议和端口号，限 制或允许特定类型的网络流量通 过交换机，提高网络安全性。
03
时间基础访问控制
结合时间因素，设置特定时间段 的访问控制规则，实现更精细化 的网络管理。
使用命令验证VLAN的配置是否正确， 包括VLAN ID、端口划分等信息。
跨交换机VLAN扩展技术
Trunk端口配置
在需要跨交换机扩展VLAN时，需要配置Trunk端口来传 输多个VLA许相应的VLAN通过。
验证VLAN扩展
使用命令验证VLAN的扩展是否正确，包括Trunk端口的 配置、VLAN间通信等。
千兆以太网交换机
千兆以太网交换机提供千兆级 别的传输速率，适用于大型网 络和高带宽应用。
ATM交换机
ATM交换机是用于ATM（异步传输 模式）网络的交换机，支持高速、
高带宽的数据传输和交换。
性能指标与选购建议
性能指标
交换机的性能指标主要包括端口数量、传输速率、背板带宽、包转发率、MAC地址表大小等。这些指标决定了交 换机的性能和适用范围。
三层交换机
具备路由功能的三层交换机可以直接 实现VLAN间通信，性能较高但成本 也相对较高。
虚拟局域网组网技术
提高安全性
VLAN可以限制不同工作组之 间的通信，增强网络的安全性
。
降低成本
通过共享物理网络资源， VLAN可以降低网络设备和维
护成本。
虚拟局域网的组网方式
基于端ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ划分
将交换机上的端口分配给不同的 VLAN，同一VLAN的设备连接 在相同的端口上。
基于MAC地址划分
根据设备的MAC地址将其划分 到不同的VLAN。
云数据中心网络建设
总结词
提高网络扩展性、灵活性、可靠性
详细描述
云数据中心是云计算的重要基础设施，需要 满足大量用户的需求并提供高可靠性的服务 。通过采用虚拟局域网技术，可以提高网络 的扩展性、灵活性和可靠性，提高云数据中 心的性能和可靠性。例如，可以将不同租户 的虚拟机划分到不同的虚拟局域网中，实现
SNMP协议
使用SNMP协议可以远程监控和管理 虚拟局域网设备。
图形界面
一些设备厂商提供了图形界面工具， 可以通过拖拽和点击方式进行虚拟局 域网的配置和管理。
虚拟局域网的故障排除和优化
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故障排除
当虚拟局域网出现故障时， 需要逐一排查网络设备和 链路，检查配置是否正确。
优化建议
根据网络流量和性能数据， 可以提出优化建议，如调 整VLAN参数、升级设备 等。
VLAN可以在一个物理网络上支持多个虚拟子网，这些子网 通过VLAN协议进行通信，实现网络的灵活管理和配置。
虚拟局域网的特点和优势
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灵活性
通过将设备逻辑分组，VLAN 可以轻松地重新配置网络而无
需改变物理连接。
控制广播流量
VLAN可以有效地控制广播流 量，减少网络拥塞，提高网络
局域网组网技术试题二及答案
局域网组网技术试题二及答案一、单项选择题（每小题2分，共20分）1.不属于局域网基本特征的是________。
A.地理范围和站点数都有限，建网、维护以及扩展等较容易，系统灵活性高。
B.数据传输速率高C.误码率高D.支持多种传输介质2.如果即要传输距离远，又要抗干扰性能好，应选择传输介质。
A.双绞线B.同轴电缆C.红外线D.光纤3. ADSL是一种非对称的DSL技术，它的有效传输距离为。
A.1～2kmB.2～4kmC.3～5kmD.5～8km4. 主要作用是信号放大和解决远距离传输的无线设备是__________。
A.无线网卡B.无线天线C.无线路由器D.无线交换机5. 在自动配置EtherChannel时，推荐将两边交换机都设置成模式。
A.onB.offC.autoD.desirable6. 下列关于计算机病毒的叙述中，错误的一条是。
A.感染过计算机病毒的计算机具有对该病毒的免疫性B.计算机病毒具有潜伏性C.计算机病毒具有传染性D.计算机病毒是一个特殊的寄生程序7. 本机可以ping通目标主机，但是在浏览器中输入目标主机的域名不能访问，则引起该故障的不可能原因是。
A.域名服务器配置错误B.浏览器设置错误C.路由器的路由表错误D.目标主机Web服务出错8. 假设一个主机的IP地址是192.168.5.121，而子网掩码位255.255.255.248，那么该主机的网络号部分（包括子网号部分）为。
A.192.168.5.12B.192.168.5.121C.192.168.5.120D.192.168.5.329.一个标准C类网络如果要进一步划分为6个子网，应向主机位借作为子网编号。
A.0位B.1位C.2位D.3位10. 选择局域网通信协议时，应综合考虑网络规模、网络间的兼容性和网络管理等方面。
对于不与外部连接的、小型的、单网段的网络，最好使用通信协议。
A.IPX/SPXBEUIC.TCP/IPD.NWLink IPX/SPX二、填空题（每空1分，共10分）1.按网络的地理位置划分，计算机网络可分为、和。
交换式和虚拟局域网实验,子网规划与实现,Intranet组建与服务器配置
R3
Loop0 172.16.1.1/24
Loop1 172.16.2.1/24
2.配置 IP 地址
配置各路由器的 ip 地址： R1(config)#interface loopback 0 R1(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0 R1(config-if)#exit R1(config)#interface loopback 1 R1(config-if)#ip address 10.2.2.1 255.255.255.224 R1(config-if)#exit R1(config)#interface s1/1 R1(config-if)#ip address 10.3.3.1 255.255.255.0 R1(config-if)#exit R2(config)#interface loopback 0 R2(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 R2(config-if)#exit R2(config)#interface s1/0 R2(config-if)#ip address 10.3.3.2 255.255.255.0 R2(config-if)#exit R2(config)#interface s1/1 R2(config-if)#ip address 172.16.3.2 255.255.255.0 R2(config-if)#exit R3(config)#interface loopback 0 R3(config-if)#ip address 172.16.1.1 255.255.255.0 R3(config-if)#exit R3(config)#interface loopback 1 R3(config-if)#ip address 172.16.2.1 255.255.255.0 R3(config-if)#exit R3(config)#interface s1/0 R3(config-if)#ip address 172.16.3.1 255.255.255.0 R3(config-if)#exit 配置R1路由器静态路由： R1(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.3.3.2 R1(config)#ip route 172.16.3.0 255.255.255.0 10.3.3.2 R1(config)#ip route 172.16.2.0 255.255.255.224 10.3.3.2 R1(config)#ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 10.3.3.2 配置R2路由器静态路由 R2(config)#ip route 10.1.1.0 255.255.255.0 10.3.3.1 R2(config)#ip route 10.2.2.0 255.255.255.224 10.3.3.1 R2(config)#ip route 172.16.2.0 255.255.255.0 172.16.3.1 R2(config)#ip route 172.16.1.0 255.255.255.224 172.16.3.1 配置R3路由器静态路由： R3(config)#ip route 10.1.1.0 255.255.255.0 172.16.3.2 R3(config)#ip route 10.2.2.0 255.255.255.224 172.16.3.2 R3(config)#ip route 10.3.3.0 255.255.255.224 172.16.3.2 R3(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 172.16.3.2
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? IEEE 802.1Q 技术是在原有帧的源 MAC地址字段后插入 4字 节的标记字段，同时用心的 CRC字段替代了原有的 CRC字 段。IEEE 802.1Q 是国际标准。
采用ISL 的Trunk
? 使用ASIC执行 ? 对计算机透明，计算机看不到
ISL头部 ? 可以在交换机与交换机之间、
交换机与路由器之间使用
ISL 帧格式
? 封装技术（Encapsulated） ? 协议无关的（Protocol independent） ? 将原有的帧封装在新的帧中
采用 802.1Q 的Trunk
802.1Q 帧格式
? VLAN的出现使之成为可能。
VLAN 简介
? 冲突域和广播域
? 交换机能隔离冲突域，但不能隔离广播域，通过多个交换机 连接在一起的所有计算机都在一个广播域中，任何一台计算 机发送的广播包，其他计算机都会收到，这样大大降低了带 宽的利用率。
? VLAN（Virtual LAN ）可以隔离广播域， VLAN工作在OSI模 型的第 2层，是交换机端口的逻辑组合。
不加限制，会产生广播风暴问题
广播
……
需求导致了 VLAN 的产生
? 需要有一种办法，在尽量不改动网络固有配置的前提下， 通过灵活的、标准的、基于软件的做法将具有相同需求的 用户放到一起，使之就象在一个LAN中那样工作。
? 它不但能够在物理上使网络延伸，还能使对网络实施更灵 活强大的控制功能成为可能。
虚拟局域网 组网技术
VLAN 的应用背景及实现功能
? 【背景描述】 ? 某企业有两个主要部门：技术部和销售部，其中销售部门的个人 计算机系统分散连接，也就有一名销售部的工作人员在技术部的 办公室，他的电脑连接在技术部的交换机上。技术部之间、销售 部之间需要相互进行通信，但为了数据安全起见，技术部和销售 部需要进行相互隔离。
VLAN 2
DTP（Dynamic Trunk Protocol ）简介
? 管理员可以手动指定交换机之间的链路是否形成Trunk， 也可以让交换机自动协商，这个协议称为DTP，DTP还可 以协商Trunk链路的封装类型。
? 配置了DTP的交换机会发送DTP协商包，或者对对方发送 来的DTP包进行响应，双方最终商讨他们之间的链路是否 形成Trunk，以及采用什么样的Trunk封装方式。
? Cisco网络设备支持动态协商端口的工作状态。 ? 根据动态协议的实现方式，Cisco网络设备接口有多种不
同的工作模式。
交换机接口模式
? cisco网络中，交换机在局域网中最终稳定状态的接口类型 主要有四种：access / trunk / multi / dot1q-tunnel。
? 1、access: 主要用来接入终端设备，如PC机、服务器、 打印服务器等。
VLAN 2
VLAN 1
VLAN 1
VLAN 2
VLAN 标记技术
? 直观的方法是为每一个VLAN增加连线，这样多个VLAN会 占用太多接口。
? 可以采用Trunk技术实现跨交换机的VLAN内通信，Trunk 技术使得在一条物理线路上可以传递多个VLAN的信息。
? 为了区别多个VLAN的数据帧，需要某种标记技术。有两 种常见的Trunk帧标记技术：ISL和IEEE 802.1Q。
? 4、dot1q-tunnel: 用在Q-in-Q隧道配置中。
Cisco 交换机接口模式的设置
? 1、switchport mode access：强制接口成为access接口，并且可以与对方主 动进行协商，诱使对方成为access模式。
? 2、switchport mode trunk：强制接口成为trunk接口，并且主动诱使对方成为 trunk模式，所以当邻居交换机接口为trunk/desirable/auto时会成为Trunk 接口 。
? 【拓扑图如下：】
技术需求
? 同一个部门的主机在同一个局域网上，并且部门内的数据 流量不希望其他部门收到，也不希望干扰其他部门，也就 是要求同一个部门在同一个“广播域”上。
? 显然对于以上的物理拓扑，所有主机通过交换机相连，处 在同一个广播域（没有划分VLAN的交换机上的各个端口 上的设备分别属于不同的冲突域，每一交换端口构成一个 冲突域，但同属于一个广播域）。如A1和A3之间的广播， A2、B1、B2也会收到，这不是我们所希望的。
? 标记技术（Tagged ） ? 协议相关的（Protocol dependent） ? 在原有帧中添加一个字段
采用Trunk 技术实现了 VLAN 的跨计算机通信
VLAN 2
带有VLAN 1 标签的以太网帧
带有 VLAN 2 标签的以太网帧
VLAN 1
不带 VLAN 标签的 以太网帧
VLAN 1
? 2、trunk: 主要用在连接其它交换机，以便在线路上承载多 个VLAN。
? 3、multi: 在一个线路中承载多个vlan，但不像trunk，它不 对承载的数据打标签。主要用于接入支持多vlan的服务器 或者一些网络分析设备。现在基本不使用此类接口，在 Cisco的网络设备中，也基本不支持此类接口了。
? VLAN的主要优点
? 广播风暴防范 ? 安全 ? 性能提高 ? 提高管理效率
VLAN 的划分
? 基于端口的VLAN
? 在这种定义方法中，某个交换机上的端口（例如端口 1、3、 5）构成VLAN A ，而该交换机上的其他端口构成 VLAN B 。 早期基于端口的 VLAN成员只能位于一个交换机中。第二代 基于端口的 VLAN支持多个交换机，例如交换机 X上的端口 1 和端口2与交换机 Y上的端口 3和端口4构成一个 VLAN 。
? 基于MAC地址的VLAN
? 在这种定义方法中，若干个 MAC地址构成 VLAN成员。用户 属于哪个 VLAN由其网卡中的 MAC地址决定。
Trunk 简介
? VLAN可以把在同一个交换机上端口组合成一个VLAN，也 可以不同交换机上的端口组合成一个VLAN。当一个VLAN 跨过不同的交换机时，在同一个VLAN上但是接在不同的 交换机上的计算机如何实现通信？