什么是 VLAN？类型、优点、示例

下面的拓扑图描绘了一个所有主机都在同一个虚拟 LAN 中的网络

在没有 VLAN 的情况下，主机发出的广播很容易到达所有网络设备。每个设备都会处理接收到的广播帧。这会增加每个设备的 CPU 开销并降低整体网络安全性。

如果将两个交换机上的接口放在单独的 VLAN 中，主机 A 的广播只能到达同一 VLAN 内的设备。其他 VLAN 的主机甚至不会知道通信发生了。下图所示

网络中的 VLAN 是 LAN 的虚拟扩展。LAN 是在有限区域（如学校、实验室、家庭和办公楼）内连接的一组计算机和外围设备。它是一种广泛使用的网络，用于共享文件、打印机、游戏和其他应用程序等资源。

VLAN 如何工作

以下是 VLAN 如何工作的详细步骤

• 网络中的 VLAN 由编号标识。
• 有效范围是 1-4094。在 VLAN 交换机上，您将端口分配给正确的 VLAN 号。
• 然后，交换机允许数据在具有相同 VLAN 的各个端口之间传输。
• 由于几乎所有网络都比单个交换机更大，因此必须有一种方法可以在两个交换机之间传输流量。
• 一种简单易行的方法是在每个网络交换机上分配一个 VLAN 并连接它们。

VLAN 范围

以下是 VLAN 的重要范围

范围	描述
VLAN 0, 4095	保留的 VLAN，不可见或不可用。
VLAN 1	这是交换机的默认 VLAN。您无法删除或编辑此 VLAN，但可以使用它。
VLAN 2-1001	这是正常 VLAN 范围。您可以创建、编辑和删除它。
VLAN 1002-1005	这些范围是 CISCO 对令牌环和 FDDI 的默认值。您无法删除此 VLAN。
VLAN 1006-4094	这是 VLAN 的扩展范围。

VLAN 示例

在下面的示例中，有 6 台交换机有 6 个主机，具有不同的 VLAN。您需要 6 个端口来连接交换机。这意味着，如果您有 24 个不同的 VLAN，那么在 45 端口交换机上您将只有 45 个主机。

VLAN 的特性

以下是 VLAN 的重要特性

• 虚拟局域网为创建设备组提供了结构，即使它们的网络不同。
• 它增加了 LAN 中可能的广播域。
• 实施 VLAN 可降低安全风险，因为连接到广播域的主机数量减少了。
• 这是通过为仅拥有敏感信息的那些主机配置单独的虚拟 LAN 来完成的。
• 它具有灵活的网络模型，可以根据部门对用户进行分组，而不是根据网络位置。
• 更改 VLAN 上的主机/用户相对容易。只需进行新的端口级别配置。
• 通过共享流量，可以将拥塞减少，因为各个 VLAN 可以作为单独的 LAN 工作。
• 工作站可以在每个端口上以完整带宽使用。
• 终端重新分配变得容易。
• 一个 VLAN 可以跨越多个交换机。
• 干线链路可以承载多个 LAN 的流量。

VLAN 类型

以下是 VLAN 的重要类型

基于端口的 VLAN

基于端口的 VLAN 按端口对虚拟局域网进行分组。在此类虚拟 LAN 中，交换机端口可以手动配置为 VLAN 的成员。

连接到此端口的设备将属于同一个广播域，因为所有其他端口都配置有相同的 VLAN 号。

这类网络的挑战在于了解哪些端口适用于每个 VLAN。仅凭查看交换机的物理端口无法了解 VLAN 成员身份。您可以通过检查配置信息来确定。

基于协议的 VLAN

此类 VLAN 根据可用于定义标签（未标记数据包）的过滤条件的协议来处理流量。

在此类虚拟局域网中，帧承载的第 3 层协议用于确定 VLAN 成员身份。它适用于多协议环境。此方法在主要基于 IP 的网络中不实用。

基于 MAC 的 VLAN

基于 MAC 的 VLAN 允许将传入的未标记数据包分配给虚拟 LAN，从而根据数据包源地址对流量进行分类。您可以通过在 MAC 到 VLAN 表中配置映射条目来定义 MAC 地址到 VLAN 的映射。

此条目使用源 MAC 地址 的正确 VLAN ID 来指定。表配置在所有设备端口之间共享。

LAN 和 VLAN 的区别

以下是 LAN 和 VLAN 的重要区别

LAN	VLAN
LAN 可以定义为在有限区域内连接的一组计算机和外围设备。	VLAN 可以定义为从一个或多个局域网创建的自定义网络。
LAN 的全称是 Local Area Network（局域网）	VLAN 的全称是 Virtual Local Area Network（虚拟局域网）。
LAN 的延迟很高。	VLAN 的延迟较低。
LAN 的成本很高。	VLAN 的成本较低。
在 LAN 中，网络数据包会广播到每个设备。	在 VLAN 中，网络数据包仅发送到特定的广播域。
它使用环，FDDI（光纤分布式数据接口）是一种协议。	它使用 ISP 和 VTP 作为协议。

VLAN 的优点

以下是 VLAN 的重要优点/好处

• 它解决了广播问题。
• VLAN 减小了广播域的大小。
• VLAN 允许您添加额外的安全层。
• 它可以使设备管理更简单、更容易。
• 您可以按功能而不是按位置对设备进行逻辑分组。
• 它允许您创建逻辑上连接的设备组，这些设备就像在自己的网络上一样。
• 您可以根据部门、项目团队或功能逻辑地分割网络。
• VLAN 有助于地理结构化您的网络，以支持不断增长的公司。
• 更高的性能和更低的延迟。
• VLAN 提供了更高的性能。
• 用户可能处理敏感信息，这些信息不能被其他用户查看。
• VLAN 消除了物理边界。
• 它可以让您轻松地分割网络。
• 它有助于增强网络安全。
• 您可以将主机按 VLAN 分隔开。
• 您不需要额外的硬件和布线，这有助于节省成本。
• 由于用户的 IP 子网更改在软件中完成，因此具有操作优势。
• 它减少了特定网络拓扑的设备数量。
• VLAN 使物理设备的管理不那么复杂。

VLAN 的缺点

以下是 VLAN 的重要缺点/不足

• 数据包可能会从一个 VLAN 泄露到另一个 VLAN。
• 注入的数据包可能导致网络攻击。
• 单一系统中的威胁可能通过整个逻辑网络传播病毒。
• 您需要额外的路由器来控制大型网络的工作负载。
• 您可能会遇到互操作性问题。
• VLAN 无法将网络流量转发到其他 VLAN。

VLAN 的应用/目的

以下是 VLAN 的重要用途

• 当您的 LAN 上有 200 多台设备时，可以使用 VLAN。
• 当 LAN 上有很多流量时，它很有帮助。
• 当一组用户需要更高的安全性或因大量广播而导致速度变慢时，VLAN 是理想选择。
• 当用户不在同一个广播域时使用。
• 将单个交换机变成多个交换机。

摘要

• VLAN 定义为从一个或多个局域网创建的自定义网络。
• 网络中的 VLAN 由编号标识。
• 有效范围是 1-4094。在 VLAN 交换机上，您将端口分配给正确的 VLAN 号。
• 虚拟局域网为创建设备组提供了结构，即使它们的网络不同。
• LAN 和 VLAN 的主要区别在于，在 LAN 中，网络数据包会广播到每个设备，而在 VLAN 中，网络数据包仅发送到特定的广播域。
• VLAN 的主要优点是它减小了广播域的大小。
• VLAN 的缺点是注入的数据包可能导致网络攻击。
• 当您的 LAN 上有 200 多台设备时，可以使用 VLAN。