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1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHUAWEI Confidential Security Level: VLAN原理ISSUE 1.0HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential lVLAN的产生为传统的LAN网络注入了新的活力，引起了LAN应用的一场变革。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 学习指南l本课程主要针对VLAN相关的技术和应用进行讲解。l共分四章，其中第一章为基础，第二章是VLAN学习的重点，第三、四章除VLAN特性部分需要会配置，其它内容作为
2、了解。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 参考资料lIEEE 802.1QlIEEE 802.1DlRFC3096lVRP手册HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential l学习完此课程，您将会：掌握VLAN的基本概念掌握VLAN的网络功能了解VLAN动态注册协议了解VLAN的网络应用HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 第第第第1 1 1 1章章章章 VLAN VLAN VLAN VLAN的基本概念的基本概念的基本概念的
3、基本概念第第2 2章章 VLAN VLAN的网络功能的网络功能第第3 3章章 VLAN VLAN动态注册协议动态注册协议第第4 4章章 VLAN VLAN的网络应用的网络应用HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN的产生广播广播广播广播HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 通过路由器将网络分段路由器路由器路由器路由器广播广播广播广播HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 通过VLAN划分广播域广播域广播域1 1V
4、LAN 10VLAN 10广播域广播域2 2VLAN 20VLAN 20广播域广播域3 3VLAN 30VLAN 30市场部市场部市场部市场部工程部工程部工程部工程部财务部财务部财务部财务部HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN的优点l隔离广播域，抑制广播报文.l分隔不同用户,提高网络安全性.l虚拟工作组,超越传统网络的工作方式.HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential IEEE802.1Q概述VLAN架构VLAN提供的服务VLAN涉及的协议和算法HUAWEI TECHN
5、OLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN的帧格式DADASASATypeTypeDataDataCRCCRC标准以太网帧标准以太网帧标准以太网帧标准以太网帧DADASASATypeTypeDataDataCRCCRCtagtagTPIDTPIDPriorityPriorityCFICFIVLAN IDVLAN IDTCITCI带有带有带有带有IEEE802.1QIEEE802.1QIEEE802.1QIEEE802.1Q标记的以太网帧标记的以太网帧标记的以太网帧标记的以太网帧HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Con
6、fidential 基于端口的VLANVLANVLAN表表表表主机主机主机主机A A A A主机主机主机主机B B B B主机主机主机主机C C C C主机主机主机主机D D D D以太网交换机以太网交换机以太网交换机以太网交换机Port 1Port 1Port 2Port 2Port 7Port 7Port 10Port 10端口所属VLANPort1VLAN5Port2VLAN10Port7VLAN5Port10VLAN10HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 基于MAC地址的VLANVLANVLAN表表表表MAC地址所属VLAN
7、MAC AVLAN5MAC BVLAN10MAC CVLAN5MAC DVLAN10主机主机主机主机A A A A主机主机主机主机B B B B主机主机主机主机C C C C主机主机主机主机D D D D以太网交换机以太网交换机以太网交换机以太网交换机MAC AMAC AMAC BMAC BMAC CMAC CMAC DMAC DHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 基于协议的VLANVLANVLAN表表表表协议类型所属VLANIPX协议VLAN5IP协议VLAN10主机主机主机主机A A A A主机主机主机主机B B主机主机主机主机
8、C C C C主机主机主机主机D D以太网交换机以太网交换机以太网交换机以太网交换机使用使用使用使用IPXIPXIPXIPX协议协议协议协议运行运行运行运行IPIP协议协议协议协议使用使用使用使用IPXIPXIPXIPX协议协议协议协议运行运行运行运行IPIP协议协议协议协议HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 基于子网的VLANVLANVLAN表表表表IP网络所属VLANIP 1.1.1.0/24VLAN5IP 1.1.2.0/24VLAN10主机主机主机主机A A A A主机主机主机主机B B B B主机主机主机主机C C C C
9、主机主机主机主机D D D D以太网交换机以太网交换机以太网交换机以太网交换机1.1.1.51.1.1.51.1.2.881.1.2.881.1.1.81.1.1.81.1.2.991.1.2.99HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 第第1 1章章 VLAN VLAN的基本概念的基本概念第第第第2 2 2 2章章章章 VLAN VLAN VLAN VLAN的网络功能的网络功能的网络功能的网络功能第第3 3章章 VLAN VLAN动态注册协议动态注册协议第第4 4章章 VLAN VLAN的网络应用的网络应用HUAWEI TECHNOL
10、OGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN的网络功能l二层交换l三层路由HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Access Link和Trunk Link接入链路接入链路接入链路接入链路干道链路干道链路干道链路干道链路HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 三种端口类型lAccess端口：以untagged形式属于一个VLANlTrunk端口：以tagged形式属于一个或多个VLANlHybrid端口：以untagged形式属于某些VLAN，
11、同时以tagged形式属于另外一些VLAN.HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN与二层交换lVLAN在一个交换机内部实现二层交换MAC端口端口VLANHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN与二层交换lVLAN跨交换机实现二层交换VLAN2标签报文标签报文非标签报文非标签报文Trunk 端口端口Trunk 端口端口VLAN2VLAN2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN 与三层路由lVLAN
12、在隔离广播的同时也限制了各个VLAN之间的数据流，分属不同VLAN的用户不能通过二层交换机实现通信。VLAN 100VLAN 200VLAN 300HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN与三层路由lVLAN之间的用户要实现通信,需要使用三层路由，通过路由将报文从一个VLAN转发到另外一个VLAN。VLAN 100VLAN 200VLAN 300HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN与三层路由l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
13、报文交给默认网关转发而不是直接发给目的主机。VLAN 100VLAN 1001.1.1.10/241.1.1.10/24VLAN 200VLAN 2002.2.2.20/242.2.2.20/24Ping 2.2.2.20非本地通信使用默认网关网络1.1.1.0/24在接口1网络2.2.2.0/24在接口2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN与三层路由VLAN TRUNKINGVLAN3标签报文标签报文VLAN2标签报文标签报文非标签报文非标签报文VLAN21.1.1.2/24VLAN32.1.1.2/24HUAWEI TE
14、CHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 交换和路由的集成l二层交换机上和路由器在功能上的集成构成了三层交换机，三层交换机在功能上实现了VLAN的划分、VLAN内部的二层交换和VLAN间路由的功能。VLAN 100VLAN 100VLAN 200VLAN 200VLAN 300VLAN 300VLAN 100VLAN 100VLAN 200VLAN 200VLAN 300VLAN 300HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 三层交换机功能模型10.110.0.113/2410.110.0.113/
15、24G:10.110.0.254G:10.110.0.25410.110.1.69/2410.110.1.69/24G:10.110.1.254G:10.110.1.25410.110.1.88/2410.110.1.88/24G:10.110.1.254G:10.110.1.25410.110.2.200/2410.110.2.200/24G:10.110.2.254G:10.110.2.254ETH0:10.110.0.254/24ETH0:10.110.0.254/24ETH1:10.110.1.254/24ETH1:10.110.1.254/24ETH2:10.110.2.254/24
16、ETH2:10.110.2.254/24HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 三层交换机中的路由和二层交换l二层交换引擎：实现同一网段内的快速二层转发l三层路由引擎：实现跨网段的三层路由转发HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 报文到报文的三层交换技术l传统三层技术对每个报文进行处理，并基于第三层地址转发报文。这一方法称为报文到报文（PXP）。1 12 23 31 12 23 31 12 23 31 12 23 3HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HU
17、AWEI Confidential 基于流交换的三层交换技术l不在三层处理所有报文的的方法称之为流交换（FS）。第一个报文后续报文1 12 23 31 12 23 31 12 23 31 12 23 3HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 网络地址子网掩码接口编号其他10.111.0.0255.255.0.03.10.111.1.0255.255.255.02.10.119.0.0255.255.0.02.最长匹配算法Intf 1Intf 2Intf 3SIP:10.110.0.113DIP:10.111.1.88.DA:xx-xx-
18、xx-xx-xx-xxSA:xx-xx-xx-xx-xx-xx.SIP:10.110.0.113DIP:10.111.1.88.DA:xx-xx-xx-xx-xx-xxSA:xx-xx-xx-xx-xx-xx.HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 网络地址路由接口端口号其他10.111.1.8812.10.111.1.9912.10.119.6.19933.精确匹配算法Port 1Port 2Port 3SIP:10.110.0.113DIP:10.111.1.88.DA:xx-xx-xx-xx-xx-xxSA:xx-xx-xx-xx
19、-xx-xx.SIP:10.110.0.113DIP:10.111.1.88.DA:xx-xx-xx-xx-xx-xxSA:xx-xx-xx-xx-xx-xx.HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 第第1 1章章 VLAN VLAN的基本概念的基本概念第第2 2章章 VLAN VLAN的网络功能的网络功能第第第第3 3 3 3章章章章 VLAN VLAN VLAN VLAN动态注册协议动态注册协议动态注册协议动态注册协议第第4 4章章 VLAN VLAN的网络应用的网络应用HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HU
20、AWEI Confidential GVRP协议lGVRP（GARP VLAN Registration Protocol）是一种基于GARP（ IEEE802.1d）的VLAN注册协议，它为处于同一个交换网内的交换成员之间提供了分发、传播、注册，注销VLAN信息的一种手段。声明声明注册注册回收声明回收声明注销注销HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential GVRP协议l当GVRP在交换机上启动的时候，每个启动GVRP的Trunk端口对应一个GVRP应用实体。lGVRP实体之间的VLAN信息的注册，注销通过具有特定MAC地址的报文交互来实现
21、。lGVRP五种报文类型：Leave all ,Join empty ,Join in ,Leave empty,leave in ,empty。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN的单向注册VLAN10VLAN10注册注册声明声明HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN的双向注册VLAN10VLAN10注册注册声明声明HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential GVRP-GVRP注册类型l NORMAL允
22、许在该聚合端口动态创建、注册和注销VLAN。lFIXED允许手工创建和注册VLAN，并且防止VLAN的注销和在其它trunk端口注册此端口所知的VLAN。lFORBIDDEN注销除VLAN 1之外的所有VLAN，并且禁止在该端口上创建和注册任何其它VLAN。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 第第1 1章章 VLAN VLAN的基本概念的基本概念第第2 2章章 VLAN VLAN的网络功能的网络功能第第3 3章章 VLAN VLAN动态注册协议动态注册协议第第第第4 4 4 4章章章章 VLAN VLAN VLAN VLAN的网络应
23、用的网络应用的网络应用的网络应用HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN在企业网中的应用lVLAN的引入，为企业网用户实现不同企业或同一企业不同部门间的隔离和互通提供了更加灵活的组网方式。下面以商务楼宇为例，说明VLAN在企业网中的应用。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 公司公司A A公司公司B B公司公司C C企业网虚拟工作组l商务楼宇内的中心交换机，根据楼宇内不同公司对端口需求，将每个公司所拥有的端口划分到不同的VLAN，实现公司间业务数据的完全隔离，可以认为每
24、个公司拥有独立的“虚拟交换机”，每个VLAN就是一个“虚拟工作组”。VLAN2 VLAN3 VLAN4HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 公司公司A A公司公司B B公司公司C C公司公司A A公司公司B B公司公司C CVLAN2VLAN3VLAN4VLAN2VLAN3VLAN4Trunk企业网跨交换机虚拟工作组l公司业务发展，部门需要跨越不同的商务楼宇，通过TRUNK端口连接不同楼宇的中心交换机，实现跨不同的交换机的不同公司的业务数据隔离，以及同一公司内业务数据的互通HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HU
25、AWEI Confidential 公司公司A A公司公司B B公司公司C C公司公司A A公司公司B B公司公司C C企业网多层级联虚拟工作组l随着商业楼宇内的用户的增多，需要通过级联交换机来达到扩展用户数量的目的，为了继续保证用户的隔离和互通，将在级联交换机间采用TRUNK连接，并且可以运行GVRP或VTP协议，来自动配置各个中心交换机上的VLAN。VLAN2VLAN3VLAN4TrunkVLAN3VLAN4VLAN2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN2VLAN2路由虚接口路由虚接口VLAN3VLAN3路由虚接口路由虚
26、接口VLAN4VLAN4路由虚接口路由虚接口公司公司A A公司公司B B公司公司C C公司公司A A公司公司B B公司公司C C企业网虚拟工作组互通l对于不同的公司之间的互通需求，可以通过VLAN间互通来解决。对于VLAN终结在一个三层交换机上的组网方式，可以直接在三层交换机上为每个VLAN配置路由虚接口，实现VLAN间路由。如果不允许VLAN之间互通，则可以配置ACL规则。VLAN2VLAN3VLAN4TrunkVLAN3VLAN4VLAN2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential VLAN2VLAN2路由虚接口路由虚接口VLAN3VL
27、AN3路由虚接口路由虚接口VLAN4VLAN4路由虚接口路由虚接口公司公司A A公司公司B B公司公司C C公司公司A A公司公司B B公司公司C C企业网虚拟工作组互通l为了管理上的方便，以及分担一定的互通流量，VLAN终结在不同的三层交换机。VLAN间的互通需要三层交换机之间的路由来实现，在交换机上需要配置配置静态路由或运行路由协议。VLAN2VLAN3VLAN4TrunkVLAN3VLAN4VLAN2三层路由三层路由HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 园区网Isolate-user-vlanl优点：节约交换机VLAN的使用数量
28、l特点：isolate-user-vlan是个纯二层的概念，在单个交换机上配置的VLAN对于其他交换机是不可见的,不能与Trunk同时使用HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Isolate-user-vlan-实现原理241vlan 1vlan 3vlan 2vlan 43Primary VLANSecondary VLANLanSwitchHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 园区网-Isolate-user-vlanIsolate-user-vlan 5Isolate-
29、uservlan 65612Secondary vlan10SecondaryVlan20L3L234Secondaryvlan10Secondaryvlan1078骨干网络骨干网络HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 园区网Isolate-user-vlan区别业务IPL3L3GKNMSVODL2L2HUBHUB服务器群服务器群HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 园区网-VLAN聚合lVLAN Aggregation：RFC 3069 SuperVLAN，SubVLANl
30、概念：在一个物理网络内，用VLAN隔离广播域，不同的VLAN属于同一个子网l优点：节约大量的IP地址：子网地址、广播地址、 网关地址，扩展容易HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 241Sub vlan 3Sub vlan 2Sub vlan 43Super VLAN 1路由接口路由接口1.1.1.1/24LanSwitchIP地址：地址：1.1.1.2/24网关：网关：1.1.1.1IP地址：地址：1.1.1.3/24网关：网关：1.1.1.1VLAN聚合-工作原理HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWE
31、I Confidential 园区网-VLAN聚合ARP ProxyL3L2SuperVLAN1骨干网络骨干网络网网 管管SubVLAN1SubVLAN2SubVLAN3SubVLAN4SuperVLAN2.m.m.m.mHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 城域网-异地局域网互联异地互联用户IP Address:192.1.1.2VLANVLAN TrunkVLAN 100IP Address:192.1.1.1VLAN 100二层交换层面异地互联用户HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confi
32、dential 虚拟城域网l虚拟城域网-双Tag交换MANDomain ADomain BHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 专线用户AIP Address:198.1.1.*专线用户BIP Address:198.1.2.*VLANVLAN TrunkPPP路由园区网-专线用户接入专线用户CIP Address:199.1.1.*VLAN 100三层路由平面VLAN 200VLAN100路由接口路由接口:198.1.1.1VLAN200路由接口路由接口:198.1.2.1VLAN100路由接口路由接口:199.1.1.1VLAN
33、100HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 园区网-PPPOE用户接入PPPoe用户A静态配置IP地址二层交换平面PPPoe用户BDHCP获得IP地址VLAN 100VLAN 200VLANVLAN TrunkPPP路由HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 园区网-VLAN绑定认证COREVlan2Vlan1Vlan1HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 问题lVLAN的产生解决了传统交换网络面临的什么问题？lVLAN有什么样的网络功能？lVLAN动态注册协议是怎么样工作的？l在实际组网中，VLAN都有哪些应用？HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential 总结lVLAN的产生引起了传统LAN的一场革命lVLAN可以实现二层交换、三层路由l通过GVRP协议可以实现VLAN动态配置lVLAN在企业网、园区网和城域网中广泛应用总总 结结谢谢
