虚拟局域网定义划分标准

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我是靠谱客的博主迷你飞鸟，最近开发中收集的这篇文章主要介绍虚拟局域网定义划分标准，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

局域网的发展是虚拟局域网的基础，局域网（LAN）通常是一个单独的广播域，主要由网桥或交换机等网络设备连接同一网段内的所有节点形成。处于同一个局域网之内的网络节点之间可以直接通信，而处于不同局域网段的设备之间的通信则必须经过路由器才能通信。
随着网络的不断扩展，接入设备逐渐增多，网络结构也日趋复杂，必须使用更多的路由器才能将不同的用户划分到各自的广播域中，在不同的局域网之间提供网络互联,但这样做存在两个缺陷：
·随着网络中路由器数量的增多，网络延时逐渐加长，从而导致网络数据传输速度的下降。
·用户是按照它们的物理连接被自然地划分到不同的用户组（广播域）中。这种分割方式并不是根据工作组中所有用户的共同需要和带宽的需求来进行的。因此，尽管不同的工作组或部门对带宽的需求有很大的差异，但它们却被机械地划分到同一个广播域中争用相同的带宽。
另外，局域网中广播和组播流量被发送到每台主机会带来大量的网络流量，处于某些安全因素需要禁止任意站之间的通信。
为了解决大型多用途交换网络运行中的问题，IEEE提出了虚拟局域网（VLAN）的概念。

定义

虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN）是一组逻辑上的设备和用户，通过端口分配、MAC地址分配等方式将同一局域网内的主机划分为不同的区域（VLAN），不同区域之间的主机无法直接通信（即使它们都在同一个有线局域网中），而同一区域内的主机之间可以正常通信，这就好像一个局域网一样，因此叫做虚拟局域网。与传统的局域网技术相比较，VLAN技术更加灵活，它具有以下优点：网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少；可以控制广播活动；可提高网络的安全性。
在计算机网络中，一个二层网络可以被划分为多个不同的广播域，一个广播域对应了一个特定的用户组，默认情况下这些不同的广播域是相互隔离的。不同的广播域之间想要通信，需要通过一个或多个路由器。这样的一个广播域就称为VLAN。

划分标准

工作站到VLAN的映射有几种方法。通过端口、基于MAC地址是常见的划分标准。

按端口划分

通过端口分配VLAN是许多VLAN厂商常采用的划分方法。交换机端口被分成不同的VLAN（例如一个交换机有6个端口，将其中三个划为一个VLAN，另外三个划为另一个VLAN），则端口所连接的站就被分配在一个特定的VLAN中，成为这个VLAN中的成员。这种划分方式简单明了，允许共享网络的升级，但这种划分模式将VLAN限制在了交换机上。

按MAC地址划分

基于MAC地址的VLAN中，交换机使用表将一个站的MAC地址映射到一个VLAN，即对每个MAC地址的主机都划分到一个特定组中。这种划分VLAN方法的最大优点是当用户的物理位置改变（如从一个交换机换到其他交换机）时，VLAN不用重新配置。但这么划分的缺点是，这需要为每一个用户配置VLAN，当VLAN中的用户数量增多且由于某些原因MAC地址需要变化时，都要重新配置VLAN，这会让VLAN变得难以管理。

按IP地址划分

IP地址中有一类组播地址，这类地址是天然的VLAN，因为组播地址符合VLAN的大体定义。但按IP地址划分的方法效率不高。

VLAN标签

当不同的VLAN中的站连接在同一交换机时，交换机确保流量不在两个VLAN之间泄漏，无论这些站使用哪种类型的以太网接口。当多个VLAN跨越多个交换机（中继）时，在以太网帧发送到另一台交换机之前，需要使用VLAN来标记该帧的归属。本功能使用一个VLAN标签的标记（在以太网帧中占2字节），其中包含12位VLAN标识符（提供4096个VLAN，但保留VLAN 0和VLAN 4095）。它还包含支持QoS（Quality of Service）的3位优先级字段，不同的数值表示不同的服务级别。VLAN标签如图所示：

在很多情况下，管理员必须配置交换机端口，以便发送802.1p/q帧时能中继到适当的端口。有些交换机通过中继端口支持本地VLAN选项，即默认情况下未标记的帧与本地VLAN有关。中继端口用于互连带VLAN功能的交换机，其他端口通常用于直接连接工作站。
IEEE颁布的802.1p标准规定其帧头部包括一个3位优先级字段，它用于表明一个QoS级别。它用3位有效位定义了8个服务级别。0级为最低优先级用于传统的尽力而为的流量，7级为最高优先级，可用于关键路由或网管功能。这个标准规定了优先级如何被编码在分组中，其优先级划分在Linux中可以使用vconfig命令来操作。

本文摘自《TCP/IP详解卷1：协议（中文版）第2版》