虛擬局域網(wǎng)VLAN(Virtual Local Area Network)。VLAN是一種將局域網(wǎng)設備從邏輯上劃分成一個個網(wǎng)段，從而實現(xiàn)虛擬工作組的新興數(shù)據(jù)交換技術。這一新興技術主要應用于交換機和路由器中，但主流應用還是在交換機之中。但又不是所有交換機都具有此功能，只有VLAN協(xié)議的第三層以上交換機才具有此功能，這一點可以查看相應交換機的說明書即可得知。

IEEE于1999年頒布了用以標準化VLAN實現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標準草案。VLAN技術的出現(xiàn)，使得管理員根據(jù)實際應用需求，把同一物理局域網(wǎng)內的不同用戶邏輯地劃分成不同的廣播域，每一個VLAN都包含一組有著相同需求的計算機工作站，與物理上形成的LAN有著相同的屬性。由于它是從邏輯上劃分，而不是從物理上劃分，所以同一個VLAN內的各個工作站沒有限制在同一個物理范圍中，即這些工作站可以在不同物理LAN網(wǎng)段。由VLAN的特點可知，一個VLAN內部的廣播和單播流量都不會轉發(fā)到其他VLAN中，從而有助于控制流量、減少設備投資、簡化網(wǎng)絡管理、提高網(wǎng)絡的安全性。

交換技術的發(fā)展，也加快了新的交換技術(VLAN)的應用速度。通過將企業(yè)網(wǎng)絡劃分為虛擬網(wǎng)絡VLAN網(wǎng)段，可以強化網(wǎng)絡管理和網(wǎng)絡安全，控制不必要的數(shù)據(jù)廣播。在共享網(wǎng)絡中，一個物理的網(wǎng)段就是一個廣播域。而在交換網(wǎng)絡中，廣播域可以是有一組任意選定的第二層網(wǎng)絡地址(MAC地址)組成的虛擬網(wǎng)段。這樣，網(wǎng)絡中工作組的劃分可以突破共享網(wǎng)絡中的地理位置限制，而完全根據(jù)管理功能來劃分。這種基于工作流的分組模式，大大提高了網(wǎng)絡規(guī)劃和重組的管理功能。在同一個VLAN中的工作站，不論它們實際與哪個交換機連接，它們之間的通訊就好象在獨立的交換機上一樣。同一個VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽到，而不會傳輸?shù)狡渌��?VLAN中去，這樣可以很好的控制不必要的廣播風暴的產生。同時，若沒有路由的話，不同VLAN之間不能相互通訊，這樣增加了企業(yè)網(wǎng)絡中不同部門之間的安全性。網(wǎng)絡管理員可以通過配置VLAN之間的路由來全面管理企業(yè)內部不同管理單元之間的信息互訪。交換機是根據(jù)用戶工作站的MAC地址來劃分VLAN的。所以，用戶可以自由的在企業(yè)網(wǎng)絡中移動辦公，不論他在何處接入交換網(wǎng)絡，他都可以與VLAN內其他用戶自如通訊。

VLAN網(wǎng)絡可以是有混合的網(wǎng)絡類型設備組成，比如：10M以太網(wǎng)、100M以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、FDDI、CDDI等等，可以是工作站、服務器、集線器、網(wǎng)絡上行主干等等。

VLAN除了能將網(wǎng)絡劃分為多個廣播域，從而有效地控制廣播風暴的發(fā)生，以及使網(wǎng)絡的拓撲結構變得非常靈活的優(yōu)點外，還可以用于控制網(wǎng)絡中不同部門、不同站點之間的互相訪問。

VLAN是為解決以太網(wǎng)的廣播問題和安全性而提出的一種協(xié)議，它在以太網(wǎng)幀的基礎上增加了VLAN頭，用VLAN ID把用戶劃分為更小的工作組，限制不同工作組間的用戶互訪，每個工作組就是一個虛擬局域網(wǎng)。虛擬局域網(wǎng)的好處是可以限制廣播范圍，并能夠形成虛擬工作組，動態(tài)管理網(wǎng)絡。

VLAN的目的

VLAN(Virtual Local Area Network，虛擬局域網(wǎng))的目的非常的多。通過認識VLAN的本質，將可以了解到其用處究竟在哪些地方。

第一，要知道192.168.1.2/30和192.168.1.6/30都屬于不同的網(wǎng)段，都必須要通過路由器才能進行訪問，凡是不同網(wǎng)段網(wǎng)段間要互相訪問，都必須通過路由器。

第二，VLAN本質就是指一個網(wǎng)段，之所以叫做虛擬的局域網(wǎng)，是因為它是在虛擬的路由器的接口下創(chuàng)建的網(wǎng)段。

比如一個路由器只有一個用于終端連接的端口(當然這種情況基本不可能發(fā)生，只不過簡化舉例)，這個端口被分配了192.168.1.1/24的地址。然而由于公司有兩個部門，一個銷售部，一個企劃部，每個部門要求單獨成為一個子網(wǎng)，有單獨的服務器。那么當然可以劃分為192.168.1.0--127/25、192.168.1.128--255/25。但是路由器的物理端口只應該可以分配一個IP地址，那怎樣來區(qū)分不同網(wǎng)段了?這就可以在這個物理端口下，創(chuàng)建兩個子接口---邏輯接口實現(xiàn)。

邏輯接口 F0/0.1就分配IP地址192.168.1.1/25，用于銷售部，而F0/0.2就分配IP地址192.168.1.129/25，用于企劃部。這樣就等于用一個物理端口確實現(xiàn)了兩個邏輯接口的功能，這樣就將原本只能劃分一個網(wǎng)段的情形，擴展到了可以劃分2個或者更多個網(wǎng)段的情形。這些網(wǎng)段因為是在邏輯接口下創(chuàng)建的，所以稱之為虛擬局域網(wǎng)VLAN。

這是在路由器的層次上闡述了VLAN的目的。

第三，將在交換機的層次上闡述VLAN的目的。

在現(xiàn)實中，由于很多原因必須劃分出不同網(wǎng)段。比如就簡單的只有銷售部和企劃部兩個網(wǎng)段。那么可以簡單的將銷售部全部接入一個交換機，然后接入路由器的一個端口，把企劃部全部接入一個交換機，然后接入一個路由器端口。這種情況是LAN.然而正如上面所說，如果路由器就一個用于終端的接口，那么這兩個交換機就必須接入這同一個路由器的接口，這個時候，如果還想保持原來的網(wǎng)段的劃分，那么就必須使用路由器的子接口，創(chuàng)建VLAN.

同樣，比如兩個交換機，如果你想要每個交換機上的端口都分別屬于不同的網(wǎng)段，那么即使你有幾個網(wǎng)段，就提供幾個路由器的接口，這個時候，雖然在路由器的物理接口上可以定義這個接口可以連接哪個網(wǎng)段，但是在交換機的層次上，它并不能區(qū)分哪個端口屬于哪個網(wǎng)段，那么唯一實現(xiàn)能區(qū)分的方法，就是劃分VLAN，使用了VLAN就能區(qū)分出某個交換機端口的終端是屬于哪個網(wǎng)段的。

綜上，當一個交換機上的所有端口中有至少一個端口屬于不同網(wǎng)段的時候，當路由器的一個物理端口要連接2個或者以上的網(wǎng)段的時候，就是VLAN發(fā)揮作用的時候，這就是VLAN的目的。

VLAN的優(yōu)點

1. 廣播風暴防范：

限制網(wǎng)絡上的廣播，將網(wǎng)絡劃分為多個VLAN可減少參與廣播風暴的設備數(shù)量。LAN分段可以防止廣播風暴波及整個網(wǎng)絡。VLAN可以提供建立防火墻的機制，防止交換網(wǎng)絡的過量廣播。使用VLAN，可以將某個交換端口或用戶賦于某一個特定的VLAN組，該VLAN組可以在一個交換網(wǎng)中或跨接多個交換機， 在一個VLAN中的廣播不會送到VLAN之外。同樣，相鄰的端口不會收到其他VLAN產生的廣 播。這樣可以減少廣播流量，釋放帶寬給用戶應用，減少廣播的產生。

2. 安全：

增強局域網(wǎng)的安全性，含有敏感數(shù)據(jù)的用戶組可與網(wǎng)絡的其余部分隔離，從而降低泄露機密信息的可能性。不同VLAN內的報文在傳輸時是相互隔離的，即一個VLAN內的用戶不能和其它VLAN內的用戶直接通信，如果不同VLAN要進行通信，則需要通過路由器或三層交換機等三層設備。

3.成本降低：

成本高昂的網(wǎng)絡升級需求減少，現(xiàn)有帶寬和上行鏈路的利用率更高，因此可節(jié)約成本。

4.性能提高：

將第二層平面網(wǎng)絡劃分為多個邏輯工作組(廣播域)可以減少網(wǎng)絡上不必要的流量并提高性能。

5.提高IT員工效率：

VLAN為網(wǎng)絡管理帶來了方便，因為有相似網(wǎng)絡需求的用戶將共享同一個VLAN。

6.簡化項目管理或應用管理：

VLAN 將用戶和網(wǎng)絡設備聚合到一起，以支持商業(yè)需求或地域上的需求。通過職能劃分，項目管理或特殊應用的處理都變得十分方便，例如可以輕松管理教師的電子教學開發(fā)平臺。此外，也很容易確定升級網(wǎng)絡服務的影響范圍。

7. 增加了網(wǎng)絡連接的靈活性。

借助VLAN技術，能將不同地點、不同網(wǎng)絡、不同用戶組合在一起，形成一個虛擬的網(wǎng)絡環(huán)境 ，就像使用本地LAN一樣方便、靈活、有效。VLAN可以降低移動或變更工作站地理位置的管 理費用，特別是一些業(yè)務情況有經常性變動的公司使用了VLAN后，這部分管理費用大大降低。

組建VLAN的條件

VLAN是建立在物理網(wǎng)絡基礎上的一種邏輯子網(wǎng)，因此建立VLAN需要相應的支持VLAN技術的網(wǎng)絡設備。當網(wǎng)絡中的不同VLAN間進行相互通信時，需要路由的支持，這時就需要增加路由設備——要實現(xiàn)路由功能，既可采用路由器，也可采用三層交換機來完成。同時還嚴格限制了用戶數(shù)量.

VLAN的劃分

1.根據(jù)端口來劃分VLAN

許多VLAN廠商都利用交換機的端口來劃分VLAN成員。被設定的端口都在同一個廣播域中。例如，一個交換機的1，2，3，4，5端口被定義為虛擬網(wǎng)AAA，同一交換機的6，7，8端口組成虛擬網(wǎng)BBB。這樣做允許各端口之間的通訊，并允許共享型網(wǎng)絡的升級。但是，這種劃分模式將虛擬網(wǎng)限制在了一臺交換機上。

第二代端口VLAN技術允許跨越多個交換機的多個不同端口劃分VLAN，不同交換機上的若干個端口可以組成同一個虛擬網(wǎng)。

以交換機端口來劃分網(wǎng)絡成員，其配置過程簡單明了。因此，從目前來看，這種根據(jù)端口來劃分VLAN的方式仍然是最常用的一種方式。

2.根據(jù)MAC地址劃分VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機的MAC地址來劃分，即對每個MAC地址的主機都配置它屬于哪個組。這種劃分VLAN方法的最大優(yōu)點就是當用戶物理位置移動時，即從一個交換機換到其他的交換機時，VLAN不用重新配置，所以，可以認為這種根據(jù)MAC地址的劃分方法是基于用戶的VLAN，這種方法的缺點是初始化時，所有的用戶都必須進行配置，如果有幾百個甚至上千個用戶的話，配置是非常累的。而且這種劃分的方法也導致了交換機執(zhí)行效率的降低，因為在每一個交換機的端口都可能存在很多個VLAN組的成員，這樣就無法限制廣播包了。另外，對于使用筆記本電腦的用戶來說，他們的網(wǎng)卡可能經常更換，這樣，VLAN就必須不停地配置。

3.根據(jù)網(wǎng)絡層劃分VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機的網(wǎng)絡層地址或協(xié)議類型(如果支持多協(xié)議)劃分的，雖然這種劃分方法是根據(jù)網(wǎng)絡地址，比如IP地址，但它不是路由，與網(wǎng)絡層的路由毫無關系。

這種方法的優(yōu)點是用戶的物理位置改變了，不需要重新配置所屬的VLAN，而且可以根據(jù)協(xié)議類型來劃分VLAN，這對網(wǎng)絡管理者來說很重要，還有，這種方法不需要附加的幀標簽來識別VLAN，這樣可以減少網(wǎng)絡的通信量。

這種方法的缺點是效率低，因為檢查每一個數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡層地址是需要消耗處理時間的(相對于前面兩種方法)，一般的交換機芯片都可以自動檢查網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)幀頭，但要讓芯片能檢查IP幀頭，需要更高的技術，同時也更費時。當然，這與各個廠商的實現(xiàn)方法有關。

4.根據(jù)IP組播劃分VLAN

IP 組播實際上也是一種VLAN的定義，即認為一個組播組就是一個VLAN，這種劃分的方法將VLAN擴大到了廣域網(wǎng)，因此這種方法具有更大的靈活性，而且也很容易通過路由器進行擴展，當然這種方法不適合局域網(wǎng)，主要是效率不高。

5.基于規(guī)則的VLAN

也稱為基于策略的VLAN。這是最靈活的VLAN劃分方法，具有自動配置的能力，能夠把相關的用戶連成一體，在邏輯劃分上稱為“關系網(wǎng)絡”。網(wǎng)絡管理員只需在網(wǎng)管軟件中確定劃分VLAN的規(guī)則(或屬性)，那么當一個站點加入網(wǎng)絡中時，將會被“感知”，并被自動地包含進正確的VLAN中。同時，對站點的移動和改變也可自動識別和跟蹤。

采用這種方法，整個網(wǎng)絡可以非常方便地通過路由器擴展網(wǎng)絡規(guī)模。有的產品還支持一個端口上的主機分別屬于不同的VLAN，這在交換機與共享式Hub共存的環(huán)境中顯得尤為重要。自動配置VLAN時，交換機中軟件自動檢查進入交換機端口的廣播信息的IP源地址，然后軟件自動將這個端口分配給一個由IP子網(wǎng)映射成的VLAN。

6. 按用戶定義、非用戶授權劃分VLAN

基于用戶定義、非用戶授權來劃分VLAN，是指為了適應特別的VLAN網(wǎng)絡，根據(jù)具體的網(wǎng)絡用戶的特別要求來定義和設計VLAN，而且可以讓非VLAN群體用戶訪問VLAN，但是需要提供用戶密碼，在得到VLAN管理的認證后才可以加入一個VLAN。

* 以上劃分VLAN的方式中，基于端口的VLAN端口方式建立在物理層上;MAC方式建立在數(shù)據(jù)鏈路層上;網(wǎng)絡層和IP廣播方式建立在第三層上。

VLAN的標準

對VLAN的標準，我們只是介紹兩種比較通用的標準，當然也有一些公司具有自己的標準，比如Cisco公司的ISL標準，雖然不是一種大眾化的標準，但是由于Cisco Catalyst交換機的大量使用，ISL也成為一種不是標準的標準了。

· 802.10VLAN標準

在1995年，Cisco公司提倡使用IEEE802.10協(xié)議。在此之前，IEEE802.10曾經在全球范圍內作為VLAN安全性的同一規(guī)范。Cisco公司試圖采用優(yōu)化后的802.10幀格式在網(wǎng)絡上傳輸FramTagging模式中所必須的VLAN標簽。然而，大多數(shù)802委員會的成員都反對推廣802.10。因為，該協(xié)議是基于FrameTagging方式的。

· 802.1Q

在1996年3月，IEEE802.1Internetworking委員會結束了對VLAN初期標準的修訂工作。新出臺的標準進一步完善了VLAN的體系結構，統(tǒng)一了Frame-Tagging方式中不同廠商的標簽格式，并制定了VLAN標準在未來一段時間內的發(fā)展方向，形成的802.1Q的標準在業(yè)界獲得了廣泛的推廣。它成為VLAN史上的一塊里程碑。802.1Q的出現(xiàn)打破了虛擬網(wǎng)依賴于單一廠商的僵局，從一個側面推動了VLAN的迅速發(fā)展。另外，來自市場的壓力使各大網(wǎng)絡廠商立刻將新標準融合到他們各自的產品中。

· Cisco ISL 標簽

ISL(Inter-Switch Link)是Cisco公司的專有封裝方式，因此只能在Cisco的設備上支持。ISL是一個在交換機之間、交換機與路由器之間及交換機與服務器之間傳遞多個VLAN信息及VLAN數(shù)據(jù)流的協(xié)議，通過在交換機直接的端口配置ISL封裝，即可跨越交換機進行整個網(wǎng)絡的VLAN分配和配置。