局域网实现VLAN实例计算机网络技术的发展犹如戏剧舞台，你方唱罢我登台。从传统的以太网（10Mb/s）发展到快速以太网（100Mb/s）和千兆以太网（1000Mb/s）也不过几年的时间，其迅猛的势头实在令人吃惊。而现在中大型规模网络建设中，以千兆三层交换机为核心的所谓“千兆主干跑、百兆到桌面”的主流网络模型已不胜枚举。 现在，网络业界对“三层交换”和VLAN这两词已经不感到陌生了。

一、什么是三层交换和VLAN要回答这个问题我们还是先看看以太网的工作原理。以太网的工作原理是利用二进制位形成的一个个字节组合成一帧帧的数据（其实是一些电脉冲）在导线中进行传播。

首先，以太网网段上需要进行数据传送的节点对导线进行监听，这个过程称为CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection带有冲突监测的载波侦听多址访问）的载波侦听。如果，这时有另外的节点正在传送数据，监听节点将不得不等待，直到传送节点的传送任务结束。如果某时恰好有两个工作站同时准备传送数据，以太网网段将发出“冲突”信号。这时，节点上所有的工作站都将检测到冲突信号，因为这时导线上的电压超出了标准电压。这时以太网网段上的任何节点都要等冲突结束后才能够传送数据。也就是说在CSMA/CD方式下，在一个时间段，只有一个节点能够在导线上传送数据。而转发以太网数据帧的联网设备是集线器,它是一层设备，传输效率比较低。冲突的产生降低了以太网的带宽，而且这种情况又是不可避免的。所以，当导线上的节点越来越多后，冲突的数量将会增加。显而易见的解决方法是限制以太网导线上的节点，需要对网络进行物理分段。将网络进行物理分段的网络设备用到了网桥与交换机。网桥和交换机的基本作用是只发送去往其他物理网段的信息。所以，如果所有的信息都只发往本地的物理网段，那么网桥和交换机上就没有信息通过。这样可以有效减少网络上的冲突。网桥和交换机是基于目标MAC（介质访问控制）地址做出转发决定的，它们是二层设备。

我们已经知道了以太网的缺点及物理网段中冲突的影响，现在，我们来看看另外一种导致网络降低运行速度的原因：广播。广播存在于所有的网络上，如果不对它们进行适当的控制，它们便会充斥于整个网络，产生大量的网络通信。广播不仅消耗了带宽，而且也降低了用户工作站的处理效率。由于各种各样的原因，网络操作系统（NOS）使用了广播，TCP/IP使用广播从IP地址中解析MAC地址，还使用广播通过RIP和IGRP协议进行宣告，所以，广播也是不可避免的。网桥和交换机将对所有的广播信息进行转发，而路由器不会。所以，为了对广播进行控制，就必须使用路由器。路由器是基于第3层报头、目标IP寻址、目标IPX寻址或目标Appletalk寻址做出转发决定。路由器是3层设备。

在这里，我们就容易理解三层交换技术了，通俗地讲，就是将路由与交换合二为一的技术。路由器在对第一个数据流进行路由后，将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据此映射表直接从二层进行交换而不是再次路由，提供线速性能，从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率。采用此技术的交换机我们常称为三层交换机。

那么，什么是VLAN呢？VLAN（Virtual Local Area Network）就是虚拟局域网的意思。VLAN可以不考虑用户的物理位置，而根据功能、应用等因素将用户从逻辑上划分为一个个功能相对独立的工作组，每个用户主机都连接在一个支持VLAN的交换机端口上并属于一个VLAN。同一个VLAN中的成员都共享广播，形成一个广播域，而不同VLAN之间广播信息是相互隔离的。这样，将整个网络分割成多个不同的广播域（VLAN）。一般来说，如果一个VLAN里面的工作站发送一个广播，那么这个VLAN里面所有的工作站都接收到这个广播，但是交换机不会将广播发送至其他VLAN上的任何一个端口。如果要将广播发送到其它的VLAN端口，就要用到三层交换机。

二、如何配置三层交换机创建VLAN

以下的介绍都是基于Cisco交换机的VLAN。Cisco的VLAN实现通常是以端口为中心的,与节点相连的端口将确定它所驻留的VLAN。将端口分配给VLAN的方式有两种，分别是静态的和动态的.
形成静态VLAN的过程是将端口强制性地分配给VLAN的过程。即我们先在VTP （VLAN Trunking Protocol）Server上建立VLAN，然后将每个端口分配给相应的VLAN的过程。这是我们创建VLAN最常用的方法。
动态VLAN形成很简单，由具体的机器决定自己属于哪个VLAN。即我们先建立一个VMPS（VLAN Membership Policy Server）VLAN管理策略服务器，里面包含一个文本文件，文件中存有与VLAN映射的MAC地址表。交换机根据这个映射表决定将端口分配给何种VLAN。这种方法有很大的优势，但创建数据库是一项非常艰苦而且非常繁琐的工作。

下面以实例说明如何在一个典型的快速以太局域网中实现VLAN。

所谓典型局域网就是指由一台具备三层交换功能的核心交换机接几台分支交换机（不一定具备三层交换能力）。我们假设核心交换机名称为：COM；分支交换机分别为：PAR1、PAR2、PAR3，分别通过Port 1的光线模块与核心交换机相连；并且假设VLAN名称分别为COUNTER、MARKET、MANAGING……

需要做的工作：
1、设置VTP DOMAIN（核心、分支交换机上都设置）
2、配置中继（核心、分支交换机上都设置）
3、创建VLAN（在server上设置）
4、将交换机端口划入VLAN
5、配置三层交换


1、设置VTP DOMAIN。 VTP DOMAIN 称为管理域。

交换VTP更新信息的所有交换机必须配置为相同的管理域。如果所有的交换机都以中继线相连，那么只要在核心交换机上设置一个管理域，网络上所有的交换机都加入该域，这样管理域里所有的交换机就能够了解彼此的VLAN列表。

COM#vlan database 进入VLAN配置模式
COM(vlan)#vtp domain COM 设置VTP管理域名称 COM
COM(vlan)#vtp server 设置交换机为服务器模式

PAR1#vlan database 进入VLAN配置模式
PAR1(vlan)#vtp domain COM 设置VTP管理域名称COM
PAR1(vlan)#vtp Client 设置交换机为客户端模式

PAR2#vlan database 进入VLAN配置模式
PAR2(vlan)#vtp domain COM 设置VTP管理域名称COM
PAR2(vlan)#vtp Client 设置交换机为客户端模式

PAR3#vlan database 进入VLAN配置模式
PAR3(vlan)#vtp domain COM 设置VTP管理域名称COM
PAR3(vlan)#vtp Client 设置交换机为客户端模式

注意：这里设置核心交换机为Server模式是指允许在该交换机上创建、修改、删除VLAN及其他一些对整个VTP域的配置参数，同步本VTP域中其他交换机传递来的最新的VLAN信息；Client模式是指本交换机不能创建、删除、修改VLAN配置，也不能在NVRAM中存储VLAN配置，但可同步由本VTP域中其他交换机传递来的VLAN信息。

2、配置中继为了保证管理域能够覆盖所有的分支交换机，必须配置中继。

Cisco交换机能够支持任何介质作为中继线，为了实现中继可使用其特有的ISL标签。ISL（Inter－Switch Link）是一个在交换机之间、交换机与路由器之间及交换机与服务器之间传递多个VLAN信息及VLAN数据流的协议，通过在交换机直接相连的端口配置ISL封装，即可跨越交换机进行整个网络的VLAN分配和进行配置。

在核心交换机端配置如下：

COM(config)#interface gigabitEthernet 2/1
COM(config-if)#switchport
COM(config-if)#switchport trunk encapsulation isl 配置中继协议
COM(config-if)#switchport mode trunk

COM(config)#interface gigabitEthernet 2/2
COM(config-if)#switchport
COM(config-if)#switchport trunk encapsulation isl 配置中继协议
COM(config-if)#switchport mode trunk

COM(config)#interface gigabitEthernet 2/3
COM(config-if)#switchport
COM(config-if)#switchport trunk encapsulation isl 配置中继协议
COM(config-if)#switchport mode trunk

在分支交换机端配置如下：

PAR1(config)#interface gigabitEthernet 0/1
PAR1(config-if)#switchport mode trunk

PAR2(config)#interface gigabitEthernet 0/1
PAR2(config-if)#switchport mode trunk

PAR3(config)#interface gigabitEthernet 0/1
PAR3(config-if)#switchport mode trunk

……

此时，管理域算是设置完毕了。


3、创建VLAN一旦建立了管理域，就可以创建VLAN了。

COM(vlan)#Vlan 10 name COUNTER 创建了一个编号为10 名字为COUNTER的 VLAN
COM(vlan)#Vlan 11 name MARKET 创建了一个编号为11 名字为MARKET的 VLAN
COM(vlan)#Vlan 12 name MANAGING 创建了一个编号为12 名字为MANAGING的 VLAN

……

注意，这里的VLAN是在核心交换机上建立的，其实，只要是在管理域中的任何一台VTP 属性为Server的交换机上建立VLAN，它就会通过VTP通告整个管理域中的所有的交换机。但如果要将具体的交换机端口划入某个VLAN，就必须在该端口所属的交换机上进行设置。


4、将交换机端口划入VLAN

例如，要将PAR1、PAR2、PAR3……分支交换机的端口1划入COUNTER VLAN，端口2划入MARKET VLAN，端口3划入MANAGING VLAN……

PAR1(config)#interface fastEthernet 0/1 配置端口1
PAR1(config-if)#switchport access vlan 10 归属COUNTER VLAN

PAR1(config)#interface fastEthernet 0/2 配置端口2
PAR1(config-if)#switchport access vlan 11 归属MARKET VLAN

PAR1(config)#interface fastEthernet 0/3 配置端口3
PAR1(config-if)#switchport access vlan 12 归属MANAGING VLAN


PAR2(config)#interface fastEthernet 0/1 配置端口1
PAR2(config-if)#switchport access vlan 10 归属COUNTER VLAN

PAR2(config)#interface fastEthernet 0/2 配置端口2
PAR2(config-if)#switchport access vlan 11 归属MARKET VLAN

PAR2(config)#interface fastEthernet 0/3 配置端口3
PAR2(config-if)#switchport access vlan 12 归属MANAGING VLAN


PAR3(config)#interface fastEthernet 0/1 配置端口1
PAR3(config-if)#switchport access vlan 10 归属COUNTER VLAN

PAR3(config)#interface fastEthernet 0/2 配置端口2
PAR3(config-if)#switchport access vlan 11 归属MARKET VLAN

PAR3(config)#interface fastEthernet 0/3 配置端口3
PAR3(config-if)#switchport access vlan 12 归属MANAGING VLAN

……


5、配置三层交换

到这里，VLAN已经基本划分完毕。但是，VLAN间如何实现三层（网络层）交换呢？这时就要给各VLAN分配网络（IP）地址了。给VLAN分配IP地址分两种情况，其一，给VLAN所有的节点分配静态IP地址；其二，给VLAN所有的节点分配动态IP地址。下面就这两种情况分别介绍。

假设给VLAN COUNTER分配的接口Ip地址为172.16.58.1/24，网络地址为：172.16.58.0，
VLAN MARKET 分配的接口Ip地址为172.16.59.1/24，网络地址为：172.16.59.0，
VLAN MANAGING分配接口Ip地址为172.16.60.1/24， 网络地址为172.16.60.0
……
如果动态分配IP地址，则设网络上的DHCP服务器IP地址为172.16.1.11。

(1)给VLAN所有的节点分配静态IP地址。

首先在核心交换机上分别设置各VLAN的接口IP地址。核心交换机将vlan做为一种接口对待，就象路由器上的一样，如下所示：

COM(config)#interface vlan 10
COM(config-if)#ip address 172.16.58.1 255.255.255.0 VLAN10接口IP

COM(config)#interface vlan 11
COM(config-if)#ip address 172.16.59.1 255.255.255.0 VLAN11接口IP

COM(config)#interface vlan 12
COM(config-if)#ip address 172.16.60.1 255.255.255.0 VLAN12接口IP

……

再在各接入VLAN的计算机上设置与所属VLAN的网络地址一致的IP地址，并且把默认网关设置为该VLAN的接口地址。这样，所有的VLAN也可以互访了。

(2)给VLAN所有的节点分配动态IP地址。

首先在核心交换机上分别设置各VLAN的接口IP地址和同样的DHCP服务器的IP地址，如下所示：

COM(config)#interface vlan 10
COM(config-if)#ip address 172.16.58.1 255.255.255.0 VLAN10接口IP
COM(config-if)#ip helper-address 172.16.1.11 DHCP Server IP

COM(config)#interface vlan 11
COM(config-if)#ip address 172.16.59.1 255.255.255.0 VLAN11接口IP
COM(config-if)#ip helper-address 172.16.1.11 DHCP Server IP

COM(config)#interface vlan 12
COM(config-if)#ip address 172.16.60.1 255.255.255.0 VLAN12接口IP
COM(config-if)#ip helper-address 172.16.1.11 DHCP Server IP

……

再在DHCP服务器上设置网络地址分别为172.16.58.0，172.16.59.0，172.16.60.0的作用域，并将这些作用域的“路由器”选项设置为对应VLAN的接口IP地址。这样，可以保证所有的VLAN也可以互访了。

最后在各接入VLAN的计算机进行网络设置，将IP地址选项设置为自动获得IP地址即可。


三、总结

本文是笔者在实际工作中的一些总结。笔者力图用通俗易懂的文字来阐述创建VLAN的全过程。并且给出了详细的设置步骤，只要你对Cisco交换机的IOS有所了解，看懂本文并不难。按照本文所示的步骤一步一步地做，你完全可以给一个典型的快速以太网络建立多个VLAN。

三、VLAN的优越性

任何新技术要得到广泛支持和应用，肯定存在一些关键优势，VLAN技术也一样，它的优势主要体现在以下几个方面：

1. 增加了网络连接的灵活性

借助VLAN技术，能将不同地点、不同网络、不同用户组合在一起，形成一个虚拟的网络环境，就像使用本地LAN一样方便、灵活、有效。VLAN可以降低移动或变更工作站地理位置的管理费用，特别是一些业务情况有经常性变动的公司使用了VLAN后，这部分管理费用大大降低。

2. 控制网络上的广播

VLAN可以提供建立防火墙的机制，防止交换网络的过量广播。使用VLAN，可以将某个交换端口或用户赋于某一个特定的VLAN组，该VLAN组可以在一个交换网中或跨接多个交换机， 在一个VLAN中的广播不会送到VLAN之外。同样，相邻的端口不会收到其他VLAN产生的广播。这样可以减少广播流量，释放带宽给用户应用，减少广播的产生。

3. 增加网络的安全性

因为一个VLAN就是一个单独的广播域，VLAN之间相互隔离，这大大提高了网络的利用率，确保了网络的安全保密性。人们在LAN上经常传送一些保密的、关键性的数据。保密的数据应 提供访问控制等安全手段。一个有效和容易实现的方法是将网络分段成几个不同的广播组，网络管理员限制了VLAN中用户的数量，禁止未经允许而访问VLAN中的应用。交换端口可以基于应用类型和访问特权来进行分组，被限制的应用程序和资源一般置于安全性VLAN中。

四、VLAN网络的配置实例

为了给大家一个真实的配置实例学习机会，下面就以典型的中型局域网VLAN配置为例向各位介绍目前最常用的按端口划分VLAN的配置方法。

某公司有100台计算机左右，主要使用网络的部门有：生产部(20)、财务部(15)、人事部(8)和信息中心(12)四大部分，如图1所示。

网络基本结构为：整个网络中干部分采用3台Catalyst 1900网管型交换机（分别命名为：Switch1、Switch2和Switch3，各交换机根据需要下接若干个集线器，主要用于非VLAN用户，如行政文书、临时用户等）、一台Cisco 2514路由器，整个网络都通过路由器Cisco 2514与外部互联网进行连接。

所连的用户主要分布于四个部分，即：生产部、财务部、信息中心和人事部。主要对这四个部分用户单独划分VLAN，以确保相应部门网络资源不被盗用或破坏。

现为了公司相应部分网络资源的安全性需要，特别是对于像财务部、人事部这样的敏感部门，其网络上的信息不想让太多人可以随便进出，于是公司采用了 VLAN的方法来解决以上问题。通过VLAN的划分，可以把公司主要网络划分为：生产部、财务部、人事部和信息中心四个主要部分，对应的VLAN组名为： Prod、Fina、Huma、Info，各VLAN组所对应的网段如下表所示。

VLAN 号

VLAN 名 端口号

2 Prod Switch 1 2-21

3 Fina Switch2 2-16

4 Huma Switch3 2-9

5 Info Switch3 10-21

【注】之所以把交换机的VLAN号从"2"号开始，那是因为交换机有一个默认的VLAN，那就是"1"号VLAN，它包括所有连在该交换机上的用户。

VLAN的配置过程其实非常简单，只需两步：（1）为各VLAN组命名；（2）把相应的VLAN对应到相应的交换机端口。

下面是具体的配置过程：

第1步：设置好超级终端，连接上1900交换机，通过超级终端配置交换机的VLAN，连接成功后出现如下所示的主配置界面（交换机在此之前已完成了基本信息的配置）：

1 user(s) now active on Management Console.

User Interface Menu

[M] Menus

[K] Command Line

[I] IP Configuration

Enter Selection:

【注】超级终端是利用Windows系统自带的"超级终端"（Hypertrm）程序进行的，具体参见有关资料。

第2步：单击"K"按键，选择主界面菜单中"[K] Command Line"选项 ，进入如下命令行配置界面：

CLI session with the switch is open.

To end the CLI session,enter [Exit ].

此时我们进入了交换机的普通用户模式，就象路由器一样，这种模式只能查看现在的配置，不能更改配置，并且能够使用的命令很有限。所以我们必须进入"特权模式"。

第3步：在上一步">"提示符下输入进入特权模式命令"enable"，进入特权模式，命令格式为">enable"，此时就进入了交换机配置的特权模式提示符：

#config t

Enter configuration commands,one per line.End with CNTL/Z

(config)#

第4步：为了安全和方便起见，我们分别给这3个Catalyst 1900交换机起个名字，并且设置特权模式的登陆密码。下面仅以Switch1为例进行介绍。配置代码如下：

(config)#hostname Switch1

Switch1(config)# enable password level 15 XXXXXX

Switch1(config)#

【注】特权模式密码必须是4~8位字符这，要注意，这里所输入的密码是以明文形式直接显示的，要注意保密。交换机用 level 级别的大小来决定密码的权限。Level 1 是进入命令行界面的密码，也就是说，设置了 level 1 的密码后，你下次连上交换机，并输入 K 后，就会让你输入密码，这个密码就是 level 1 设置的密码。而 level 15 是你输入了"enable"命令后让你输入的特权模式密码。

第5步：设置VLAN名称。因四个VLAN分属于不同的交换机，VLAN命名的命令为" vlan vlan号 name vlan名称 ，在Switch1、Switch2、Switch3、交换机上配置2、3、4、5号VLAN的代码为：

Switch1 (config)#vlan 2 name Prod
Switch2 (config)#vlan 3 name Fina
Switch3 (config)#vlan 4 name Huma
Switch3 (config)#vlan 5 name Info

【注】以上配置是按表1规则进行的。

第6步：上一步我们对各交换机配置了VLAN组，现在要把这些VLAN对应于表1所规定的交换机端口号。对应端口号的命令是"vlan- membership static/ dynamic VLAN号 "。在这个命令中"static"(静态)和"dynamic"(动态)分配方式两者必须选择一个，不过通常都是选择"static"(静态)方式。 VLAN端口号应用配置如下：

（1）. 名为"Switch1"的交换机的VLAN端口号配置如下：

Switch1(config)#int e0/2
Switch1(config-if)#vlan-membership static 2
Switch1(config-if)#int e0/3
Switch1(config-if)#vlan-membership static 2
Switch1(config-if)#int e0/4
Switch1(config-if)#vlan-membership static 2
……
Switch1(config-if)#int e0/20
Switch(config-if)#vlan-membership static 2
Switch1(config-if)#int e0/21
Switch1(config-if)#vlan-membership static 2
Switch1(config-if)#

【注】"int"是"nterface"命令缩写，是接口的意思。"e0/3"是"ethernet 0/2"的缩写，代表交换机的0号模块2号端口。

（2）. 名为"Switch2"的交换机的VLAN端口号配置如下：

Switch2(config)#int e0/2
Switch2(config-if)#vlan-membership static 3
Switch2(config-if)#int e0/3
Switch2(config-if)#vlan-membership static 3
Switch2(config-if)#int e0/4
Switch2(config-if)#vlan-membership static 3
……
Switch2(config-if)#int e0/15
Switch2(config-if)#vlan-membership static 3
Switch2(config-if)#int e0/16
Switch2(config-if)#vlan-membership static 3
Switch2(config-if)#

（3）. 名为"Switch3"的交换机的VLAN端口号配置如下(它包括两个VLAN组的配置)，先看VLAN 4（Huma）的配置代码：

Switch3(config)#int e0/2
Switch3(config-if)#vlan-membership static 4
Switch3(config-if)#int e0/3
Switch3(config-if)#vlan-membership static 4
Switch3(config-if)#int e0/4
Switch3(config-if)#vlan-membership static 4
……
Switch3(config-if)#int e0/8
Switch3(config-if)#vlan-membership static 4
Switch3(config-if)#int e0/9
Switch3(config-if)#vlan-membership static 4
Switch3(config-if)#

下面是VLAN5（Info）的配置代码：

Switch3(config)#int e0/10
Switch3(config-if)#vlan-membership static 5
Switch3(config-if)#int e0/11
Switch3(config-if)#vlan-membership static 5
Switch3(config-if)#int e0/12
Switch3(config-if)#vlan-membership static 5
……
Switch3(config-if)#int e0/20
Switch3(config-if)#vlan-membership static 5
Switch3(config-if)#int e0/21
Switch3(config-if)#vlan-membership static 5
Switch3(config-if)#

好了，我们已经按表1要求把VLAN都定义到了相应交换机的端口上了。为了验证我们的配置，可以在特权模式使用"show vlan"命令显示出刚才所做的配置，检查一下是否正确。

以上是就Cisco Catalyst 1900交换机的VLAN配置进行介绍了，其它交换机的VLAN配置方法基本类似，参照有关交换机说明书即可。