运维锅总详解VLAN

news2024/11/13 15:23:52

本文介绍了VLAN作用、公司多个部门VLAN举例、VLAN间路由、VLAN协议控制字段解释及工作流程、VLAN历史演进等方面对VLAN技术进行详细分析。希望对您理解VLAN有所帮助!

一、VLAN作用

VLAN(Virtual Local Area Network,虚拟局域网)是一种通过划分网络资源以实现逻辑分段的方法。VLAN的主要作用包括以下几个方面:

  1. 网络分段:VLAN能够将一个物理网络划分成多个逻辑网络,从而将不同部门、工作组或功能的设备分隔开来。这有助于减少广播域的大小,提高网络效率。

  2. 安全性:通过将不同的设备分配到不同的VLAN,可以限制它们之间的通信,从而提高网络的安全性。只有在同一VLAN中的设备才能直接相互通信,除非通过路由器或三层交换机进行配置。

  3. 简化网络管理:VLAN使网络管理更加灵活,可以轻松地根据需求重新配置网络拓扑,而无需物理重新布线。这对动态变化的企业环境尤其有用。

  4. 提高性能:通过减少广播流量和冲突域的大小,VLAN可以提高网络的整体性能。广播流量只在同一VLAN内传播,不会影响其他VLAN。

  5. 简化故障排除:由于VLAN划分了不同的网络段,管理员可以更容易地隔离和诊断网络问题,减少故障排除的复杂性和时间。

VLAN在现代网络中是一个非常重要的工具,用于优化网络性能、增强安全性和简化管理。

二、公司多个部门VLAN举例

以下是一个公司不同部门的VLAN示例。假设公司有以下几个部门:行政部、财务部、研发部、销售部和IT部门。每个部门可以分配一个独立的VLAN,以确保网络资源的隔离和安全性。

VLAN 配置示例

  1. 行政部(Administration)

    • VLAN ID: 10
    • IP 地址范围: 192.168.10.0/24
  2. 财务部(Finance)

    • VLAN ID: 20
    • IP 地址范围: 192.168.20.0/24
  3. 研发部(R&D)

    • VLAN ID: 30
    • IP 地址范围: 192.168.30.0/24
  4. 销售部(Sales)

    • VLAN ID: 40
    • IP 地址范围: 192.168.40.0/24
  5. IT部门(IT Department)

    • VLAN ID: 50
    • IP 地址范围: 192.168.50.0/24

配置示例

假设使用的是Cisco交换机,可以通过以下命令来配置VLAN:

Switch> enable
Switch# configure terminal

# 创建VLAN并分配名称
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name Administration
Switch(config-vlan)# exit

Switch(config)# vlan 20
Switch(config-vlan)# name Finance
Switch(config-vlan)# exit

Switch(config)# vlan 30
Switch(config-vlan)# name RnD
Switch(config-vlan)# exit

Switch(config)# vlan 40
Switch(config-vlan)# name Sales
Switch(config-vlan)# exit

Switch(config)# vlan 50
Switch(config-vlan)# name IT
Switch(config-vlan)# exit

# 分配接口到VLAN
Switch(config)# interface range gigabitEthernet 0/1 - 10
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 10

Switch(config)# interface range gigabitEthernet 0/11 - 20
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 20

Switch(config)# interface range gigabitEthernet 0/21 - 30
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 30

Switch(config)# interface range gigabitEthernet 0/31 - 40
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 40

Switch(config)# interface range gigabitEthernet 0/41 - 50
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 50

说明

  1. 创建VLAN:使用vlan命令创建VLAN,并分配一个名称。
  2. 分配接口到VLAN:使用interface range命令选择一组接口,并将它们配置为访问模式,接着使用switchport access vlan命令将它们分配到指定的VLAN。

说明

  1. 子图Switch:表示连接到交换机的各个部门VLAN。
  2. 虚线连接:表示VLAN间路由,打通IT部门和研发部之间的通信。

这种图示直观地展示了公司各部门的VLAN配置及其网络拓扑结构。

通过这种配置,公司可以将不同部门的网络流量隔离,提升安全性和网络性能。

三、VLAN间路由

为了在IT部门(VLAN 50)和研发部(VLAN 30)之间实现通信,需要配置VLAN间路由。这通常通过三层交换机或路由器来实现。以下是如何配置VLAN间路由的示例:

配置示例

假设使用的是Cisco三层交换机,可以通过以下步骤来配置VLAN间路由。

步骤 1:配置SVI(Switched Virtual Interface)

在三层交换机上为每个VLAN配置SVI。这些SVI将充当每个VLAN的默认网关。

Switch> enable
Switch# configure terminal

# 为VLAN 30配置SVI
Switch(config)# interface vlan 30
Switch(config-if)# ip address 192.168.30.1 255.255.255.0
Switch(config-if)# no shutdown

# 为VLAN 50配置SVI
Switch(config)# interface vlan 50
Switch(config-if)# ip address 192.168.50.1 255.255.255.0
Switch(config-if)# no shutdown
步骤 2:启用IP路由

启用交换机上的IP路由功能,以便处理不同VLAN之间的流量。

Switch(config)# ip routing
步骤 3:配置接口和VLAN

确保交换机的接口已正确分配到相应的VLAN。

# 配置VLAN 30的接口
Switch(config)# interface range gigabitEthernet 0/21 - 30
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 30

# 配置VLAN 50的接口
Switch(config)# interface range gigabitEthernet 0/41 - 50
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 50

配置说明

  1. 配置SVI:在三层交换机上为每个VLAN配置一个虚拟接口(SVI),并分配IP地址,这个IP地址将作为VLAN内设备的默认网关。
  2. 启用IP路由:启用交换机的IP路由功能,使其能够在不同VLAN之间路由流量。
  3. 配置接口和VLAN:确保物理接口正确分配到相应的VLAN。

验证配置

配置完成后,可以通过以下命令验证VLAN间路由是否正常工作。

Switch# show ip interface brief
Switch# show ip route
Switch# ping 192.168.50.1 source 192.168.30.1

通过这些步骤,IT部门(VLAN 50)和研发部(VLAN 30)之间应该能够正常通信。

可以用Mermaid来表示网络拓扑图。以下是如何表示公司不同部门VLAN的网络拓扑图,并且打通IT部门和研发部之间的通信的示例:

在这里插入图片描述

说明

  1. 子图Switch:表示连接到交换机的各个部门VLAN。
  2. 虚线连接:表示VLAN间路由,打通IT部门和研发部之间的通信。

该图示直观地展示了公司各部门的VLAN配置及其网络拓扑结构。

四、VLAN协议控制字段解释及工作流程

VLAN(虚拟局域网)协议通过在数据帧中添加额外的标记字段来实现网络分段。最常见的VLAN协议是IEEE 802.1Q,它在以太网帧中增加了一个VLAN标签。以下是VLAN标签的字段解释及其工作流程:

VLAN 标签字段解释

802.1Q标签插入在以太网帧的源MAC地址和类型字段之间,占用4个字节,具体字段如下:

  1. Tag Protocol Identifier (TPID):

    • 长度:16位
    • 值:0x8100
    • 描述:标识该帧是一个带有802.1Q标签的以太网帧。
  2. Priority Code Point (PCP):

    • 长度:3位
    • 描述:定义了优先级,允许在VLAN内实现不同的服务质量(QoS)。
  3. Drop Eligible Indicator (DEI):

    • 长度:1位
    • 描述:指示该帧是否可以在网络拥塞时被丢弃。
  4. VLAN Identifier (VID):

    • 长度:12位
    • 描述:标识该帧属于哪个VLAN,取值范围为0到4095,其中0和4095是保留值,实际可用范围为1到4094。

工作流程

  1. 帧打标签(Tagging)

    • 当一个数据帧从VLAN中的一个设备发送时,交换机会在帧中插入802.1Q标签。这包括TPID、PCP、DEI和VID字段,以标识该帧属于哪个VLAN。
  2. 交换机处理

    • 交换机根据VLAN标签中的VID来决定如何处理帧。它会检查交换机上的VLAN配置表,以确定该帧应该被发送到哪些端口。
    • 如果帧的目的地端口属于同一个VLAN,交换机会将帧转发到相应的端口,而不需要进行任何修改。
    • 如果帧需要跨VLAN传输(如VLAN间路由),则需要通过三层交换机或路由器进行处理。
  3. 帧解标签(Untagging)

    • 当带有VLAN标签的帧到达目标设备时,交换机会移除802.1Q标签,使帧变为标准的以太网帧,再传输到设备。

VLAN 间通信

要实现不同VLAN之间的通信,需要通过路由器或三层交换机进行VLAN间路由。其工作流程如下:

  1. 帧进入三层交换机

    • 当一个VLAN的设备发送给另一个VLAN的设备时,数据帧首先到达三层交换机。
  2. 检查VLAN表

    • 三层交换机会检查帧的VLAN标签,并在其VLAN接口表中查找目的VLAN的网关。
  3. 路由决定

    • 根据路由表,三层交换机会决定如何转发该帧。它可能会修改帧的VLAN标签以适应目标VLAN。
  4. 转发帧

    • 三层交换机将帧转发到目标VLAN的出口端口,并移除或修改VLAN标签,使其适应目标设备。

通过这种方式,VLAN间的通信可以在网络层上实现,从而确保不同VLAN之间的网络流量可以互通,而又保持每个VLAN内的隔离性。

五、VLAN历史演进

VLAN(虚拟局域网)技术的发展历程经历了多个阶段,从最初的概念到广泛应用,随着网络需求的变化而不断演进。以下是VLAN技术的历史演进过程:

1. 初期阶段:物理网络隔离

1980年代

  • 在早期的局域网(LAN)中,网络隔离主要通过物理方式实现。每个部门或功能组都有各自独立的网络,通过路由器连接。这种方法增加了硬件成本和管理复杂度。

2. VLAN的概念提出

1990年代初

  • 随着网络规模和复杂性的增加,物理隔离的局限性变得显著。为了更灵活地管理网络资源,VLAN的概念被提出。VLAN通过逻辑方式划分网络,使得一个物理网络可以被分成多个逻辑网络。

3. VLAN技术的标准化

1998年

  • IEEE发布了802.1Q标准,这是第一个正式的VLAN标准。802.1Q定义了在以太网帧中插入4字节的VLAN标签,包括VLAN标识符(VID)、优先级字段(PCP)、Drop Eligible Indicator(DEI)和Tag Protocol Identifier(TPID)。这使得不同厂商的设备可以互操作,推动了VLAN技术的广泛应用。

4. VLAN的广泛应用

2000年代

  • 随着802.1Q标准的普及,VLAN技术在企业网络中得到了广泛应用。VLAN用于提高网络性能、安全性和管理的灵活性。三层交换机和路由器的引入,使得VLAN间路由成为可能,进一步增强了网络的灵活性。

5. 高级VLAN技术的发展

2010年代

  • 随着数据中心和大规模网络的需求增加,VLAN技术也在不断发展。例如:
    • Private VLANs (PVLANs):用于进一步隔离VLAN内的通信,增强安全性。
    • VxLAN (Virtual Extensible LAN):解决传统VLAN的扩展性问题,支持更大规模的虚拟网络,适用于云计算和大规模数据中心环境。

6. SDN和网络虚拟化的兴起

2020年代

  • 软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的兴起,推动了VLAN技术的新发展。SDN允许通过集中控制器管理VLAN和网络流量,提高了网络配置的灵活性和自动化水平。
  • VxLAN等技术继续演进,支持更大规模的虚拟网络环境。

未来展望

  • 随着网络需求的不断变化,特别是在5G、物联网(IoT)和边缘计算等领域,VLAN技术预计将继续发展,以适应新的应用场景和技术要求。

通过这些阶段,VLAN技术从最初的概念发展到今天,已经成为现代网络中不可或缺的一部分。它不仅提高了网络的性能和安全性,还大大简化了网络的管理和配置。


完。

六、一个秘密

希望对您有所帮助!关注锅总,及时获得更多花里胡哨的运维实用操作!

图片

锅总个人博客

https://gentlewok.blog.csdn.net/

锅总微信公众号

图片

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1943661.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

FreeSWITCH 1.10.10 简单图形化界面26-在网页上播放SIP设备视频

​ FreeSWITCH 1.10.10 简单图形化界面26-在网页上播放SIP设备视频 1、前言2、大概流程3、测试环境4、安装流媒体服务器5、设置流媒体服务器接口6、简单写个web接口7、测试一下1、web播放在线播放器1在线播放器2本地video控件 2、vlc播放vlc播放rtmpvlc播放rtsp 8、总结 1、前…

简过网:公务员公示后是不是就没有问题了?

A:请问,公务员录用考试公示期过后是不是说明就正式录用了? Q:公务员已经公示录用,就说明前期政审已经过关,档案在前期的审查工作中没有发现问题,在入职前,档案会调入组织部&#xf…

10.发布确认

解决消息不丢失的一个重要环节。 前面说过消息持久化,可能出现一种情况就是: 尽管它告诉rabbitmq将消息保存到磁盘,但是依然存在当消息刚准备存储到磁盘的时候,但是还没有存储完,消息还在缓存的一个间隔点。此时消息…

充电桩--交流充电桩硬件原理以及竞品方案

聚焦光伏领域、深耕储能市场、探究充电技术 微信公众号 小Q下午茶 聚焦光伏领域,深耕储能市场,探究充电技术 47篇原创内容 公众号 一、交流充电桩系统介绍 为了实现能源安全和“双碳”目标的达成,充电桩是需要智能电网支持,…

Linux 各目录

Linux 是一个非常严谨的操作系统,每个目录都有自己的作用,这些作用是固定的,没有特殊情况,应严格执行; Linux 中所有东西以文件形式存储和管理,命令也不例外; 以下四个 bin 是二进制文件&…

linux C++ onnxruntime yolov8 视频检测Demo

linux C onnxruntime yolov8 视频检测Demo 目录 项目目录 效果 ​编辑CMakeLists.txt 代码 下载 项目目录 效果 ./yolov8_demo --help ./yolov8_demo -c2 -ptrue ./yolov8_demo -c1 -strue CMakeLists.txt # cmake needs this line cmake_minimum_required(VERSION 3…

力扣最热一百题——3.最长连续序列

目录 题目链接:128. 最长连续序列 - 力扣(LeetCode) 题目描述 示例 提示 解法一:排序双指针剪枝 思路 1. 获取数组长度并进行特判 2. 对数组进行排序 3. 初始化变量 4. 遍历数组并寻找最长连续子序列 5. 返回结果 总结…

Linux笔记-对.a静态库的进一步理解(2024-04-09)

过程 问: Linux中生成.a库时候,如果代码里面调用了一些只引用未定义的函数,gcc不报错,但能生成对应的.a文件,这是为什么?再写一个执行程序去调用.a库时,链接时就会报这个.a库未定义的引用&…

列举excel中调整行高列宽的五种方法

列举excel中调整行高列宽的五种方法 在Excel中调整行高列宽的方法有以下五种: 使用鼠标手动调整行高列宽:将鼠标悬停在行或列的边界上,光标会变成双向箭头,此时按住鼠标左键并拖动边界即可调整行高或列宽。 使用快捷键调整行高列…

node和npm安装;electron、 electron-builder安装

1、node和npm安装 参考: https://blog.csdn.net/sw150811426/article/details/137147783 下载: https://nodejs.org/dist/v20.15.1/ 安装: 点击下载msi直接运行安装 安装完直接cmd打开可以,默认安装就已经添加了环境变量&…

vue3通过html2canvas dom转图片复制到剪贴板和dom转图片并下载

代码实现 <template><div class"page"><div id"to-img-dom"><strong>我是图片标题</strong><p>我是内容&#xff0c;我是内容&#xff0c;我是内容&#xff0c;我是内容&#xff0c;我是内容&#xff0c;我是内容&am…

Jupyter notebook 快速入门

1、什么是jupyter notebook Jupyter Notebook是一个交互式笔记本环境&#xff0c;可以在其中同时编写和运行代码&#xff0c;以及进行数据分析和可视化。它支持多种编程语言&#xff08;如Python、R、Julia等&#xff09;&#xff0c;并提供了丰富的功能和工具供用户使用。Jup…

如何减少网站延迟?

什么是网络延迟&#xff1f; Web 延迟描述了网站响应用户请求所花费的时间。它是网络性能的一个重要因素&#xff0c;因为它决定了用户访问网站内容并与之交互的速度。当延迟很高时&#xff0c;网站会变得缓慢且反应迟钝&#xff0c;从而导致用户不满意。延迟可能由多种因素引…

如何用 WinDbg 调试Linux上的 .NET程序

一&#xff1a;背景 1. 讲故事 最新版本 1.2402.24001.0 的WinDbg真的让人很兴奋&#xff0c;可以将自己伪装成 GDB 来和远程的 GDBServer 打通来实现对 Linux 上 .NET程序进行调试&#xff0c;这样就可以继续使用熟悉的WinDbg 命令&#xff0c;在这个版本中我觉得 WinDbg 不…

数据结构C++——二叉树和树

文章目录 一、树二、二叉树三、二叉树的特性特性1. 包含n (n> 0 )个元素的二叉树边数为n-1特性 2: 若二叉树的高度为h,h≥0,则该二叉树最少有h个元素,最多有2^h-1 个元素特性3:包含n(n≥0)个元素的二叉树的高度最大为n,最小为ceiling(log2(n+1))特性4. 完全二叉树四、二…

基于微信小程序+SpringBoot+Vue的高校校园交友(带1w+文档)

基于微信小程序SpringBootVue的高校校园交友(带1w文档) 基于微信小程序SpringBootVue的高校校园交友(带1w文档) 在目前的情况下&#xff0c;可以引进一款高校校园交友微信小程序这样的现代化管理工具&#xff0c;这个工具就是解决上述问题的最好的解决方案。它不仅可以实时完成…

代码随想录 day 21 二叉树

第六章 二叉树part08 669. 修剪二叉搜索树 这道题目比较难&#xff0c;比 添加增加和删除节点难的多&#xff0c;建议先看视频理解。 题目链接/文章讲解&#xff1a; https://programmercarl.com/0669.%E4%BF%AE%E5%89%AA%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%90%9C%E7%B4%A2%E6%A0%91.html…

行业、客户双认可!路凯智行精彩亮相新疆煤博会

7月18日&#xff0c;2024丝路矿业合作论坛、第14届中国新疆国际矿业与装备博览会、第19届中国新疆国际煤炭工业博览会在新疆国际会展中心举行&#xff0c;此次论坛和展会吸引了全国26个省区市和德国、美国、日本、挪威、芬兰、法国、巴基斯坦、俄罗斯、白俄罗斯、乌兹别克斯坦等…

企业如何应对大模型落地的四大挑战?

近年来&#xff0c;人工智能&#xff08;AI&#xff09;和机器学习&#xff08;ML&#xff09;技术取得了突飞猛进的发展&#xff0c;其中大模型&#xff08;如GPT-3、GPT-4、BERT等&#xff09;因其强大的数据处理和分析能力&#xff0c;受到了企业的高度重视。大模型在自然语…

使用nginx实现一个端口和ip访问多个vue前端

前言&#xff1a;由于安全组要求&#xff0c;前端页面只开放一个端口&#xff0c;但是项目有多个前端&#xff0c;此前一直使用的是一个前端使用单独一个端口进行访问&#xff0c;现在需要调整。 需要实现&#xff1a;这里以80端口为例&#xff0c;两个前端分别是&#xff1a;p…