网络控必备,交换机 VLAN 重塑广播域之道

B站影视 2024-11-28 16:21 1

摘要:广播域是指网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合。在传统的局域网中,如果没有进行特殊处理,一个交换机所连接的所有设备都处于同一个广播域。这意味着,当其中一台设备发送广播信息时,如 ARP 请求(用于获取其他设备的 MAC 地址),该广播信息会被交换机

一、广播域与 VLAN 概述

广播域是指网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合。在传统的局域网中,如果没有进行特殊处理,一个交换机所连接的所有设备都处于同一个广播域。这意味着,当其中一台设备发送广播信息时,如 ARP 请求(用于获取其他设备的 MAC 地址),该广播信息会被交换机转发到所有其他连接的设备,无论这些设备是否真正需要接收该信息。随着网络规模的扩大,广播流量会不断增加,这将严重消耗网络带宽和设备资源,降低网络性能。

而 VLAN(虚拟局域网),则像是在这片广播域的天地中竖起的一道道隐形的屏障。它允许网络管理员将一个物理的局域网划分成多个逻辑上独立的虚拟局域网,每个 VLAN 都构成一个独立的广播域。这样,广播信息就只能在所属的 VLAN 内传播,而不会扩散到其他 VLAN,从而有效地减少了广播流量对整个网络的影响。

二、在交换机中划分 VLAN 的方法

(一)基于端口的 VLAN 划分

这是最常见且基础的 VLAN 划分方式。网络管理员可以根据交换机的端口来分配 VLAN。例如,一台 24 口的交换机,我们可以将端口 1 - 8 划分到 VLAN 10,端口 9 - 16 划分到 VLAN 20,端口 17 - 24 划分到 VLAN 30。
具体操作步骤如下(以 Cisco 交换机为例):
首先,进入交换机的全局配置模式:“configure terminal”。
然后,创建 VLAN。比如创建 VLAN 10,输入命令 “vlan 10”。接着,为 VLAN 10 命名,使用 “name [VLAN 名称,如 Office - VLAN - 10]” 命令。
之后,进入端口配置模式,将相应端口划分到 VLAN 10。假设要将端口 1 - 8 划分到 VLAN 10,先进入端口范围配置:“interface range gigabitEthernet 0/1 - 8”,然后将这些端口分配到 VLAN 10:“switchport access vlan 10”。按照同样的方法,可以创建并划分其他 VLAN。

(二)基于 MAC 地址的 VLAN 划分

这种方式是根据设备的 MAC 地址来划分 VLAN。每个设备的 MAC 地址都是全球唯一的,因此可以通过预先设定哪些 MAC 地址属于哪个 VLAN,来实现 VLAN 的划分。
操作过程如下:同样先进入交换机的全局配置模式。然后创建 VLAN,如 “vlan 20” 并命名。接着,配置基于 MAC 地址的 VLAN 映射。例如,“mac - address - table static [MAC 地址] vlan 20 interface [接口类型及编号]”,通过这样的命令将特定 MAC 地址的设备划分到 VLAN 20。这种划分方式的优点是设备可以在网络中移动,只要其 MAC 地址不变,就始终属于同一个 VLAN。但缺点是管理相对复杂,尤其是在大型网络中,需要记录大量的 MAC 地址与 VLAN 的对应关系。

(三)基于 IP 地址的 VLAN 划分

基于 IP 地址的 VLAN 划分是根据设备的 IP 地址所属的网段来划分 VLAN。它需要交换机支持三层功能。
首先,在交换机上启用三层功能(如果尚未启用)。然后创建 VLAN,如 “vlan 30” 并命名。之后,配置基于 IP 地址的 VLAN 划分规则。例如,“ip access - list standard [访问列表名称]”,进入访问列表配置模式,添加允许的 IP 网段,如 “permit [IP 网段]”,然后将该访问列表与 VLAN 关联:“vlan access - map [VLAN 映射名称] [顺序号]”,在映射中匹配访问列表并指定 VLAN:“match ip address [访问列表名称]”,“action forward vlan 30”。这种划分方式适用于网络中 IP 地址规划较为清晰的情况,能够根据不同的业务部门或用户群体的 IP 地址范围来划分 VLAN。

三、VLAN 划分后的优势与注意事项

(一)优势

减少广播流量:如前所述,VLAN 划分后,广播信息只在所属 VLAN 内传播,大大降低了广播流量对整个网络的冲击,提高了网络的整体性能。

增强网络安全性:不同 VLAN 之间的设备在二层是相互隔离的,只有通过三层路由才能实现互通。这就像在不同的城堡之间设置了坚固的城墙,使得未经授权的访问难以跨越 VLAN 边界,有效保护了网络中的敏感信息和资源。

提高网络灵活性:通过 VLAN 的划分,可以根据不同的需求,如部门划分、应用类型划分等,灵活地组织网络结构。例如,将财务部门的设备划分到一个 VLAN,研发部门的设备划分到另一个 VLAN,方便管理和维护。

(二)注意事项

VLAN 间通信:划分 VLAN 后,如果需要实现不同 VLAN 之间的通信,就需要配置三层设备,如路由器或三层交换机。可以通过在三层设备上配置路由接口或 SVI(交换虚拟接口)来实现 VLAN 间的路由转发。

配置一致性:在多台交换机组成的网络中,如果要划分 VLAN,需要确保 VLAN 配置在这些交换机上的一致性。否则,可能会导致网络连接问题或广播域划分混乱。可以通过 VTP(VLAN 中继协议)等方式来实现 VLAN 配置信息在交换机之间的同步,但使用 VTP 时也需要注意其版本兼容性和配置的准确性。

在同一台交换机里通过 VLAN 划分来分割广播域,就像是网络管理中的一场精妙魔法。它让我们能够巧妙地驾驭广播流量,构建出更加安全、高效、灵活的网络环境。

来源:牛人科技说

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