计网实验一
实验一vlan的创建与划分
一、实验目的:
1.了解vlan的工作原理;
2.学习基于端口划分vlan的方法;
3.了解跨交换机的相同vlan之间的通信;
4.进一步学习交换机端口的配置命令。
二、实验原理:
VLAN(虚拟局域网)的创建与划分原理基于对第二层(数据链路层)网络流量的逻辑隔离,其核心目的是为了管理和优化大型网络环境,减少广播域的大小,提高网络的安全性和效率。以下是VLAN创建与划分的主要原理:
逻辑分段:VLAN允许网络管理员根据业务需求、组织结构、安全策略等因素,而不是物理位置,来组织网络中的设备。这意味着同一VLAN内的设备可以位于不同的物理位置,但逻辑上它们属于同一个广播域。
广播域隔离:在没有VLAN的情况下,一个局域网内的所有设备都属于同一个广播域,任何设备发送的广播帧都会被网络中的所有其他设备接收到,这可能导致广播风暴和网络性能下降。VLAN通过限制广播域的范围来解决这个问题,使得一个VLAN内的广播帧不会传播到其他VLAN中,从而有效控制了广播流量。
端口分配:VLAN的创建通常涉及到在交换机上分配端口。每个交换机端口可以被配置为属于特定的VLAN,这样连接到该端口的设备就自动成为该VLAN的一部分。此外,还可以基于MAC地址、IP地址、协议类型等更高级的规则来动态分配VLAN成员身份。
VLAN标识:每个VLAN都有一个唯一的标识符(VLAN ID),通常是一个12位的数字,取值范围从1到4094。这个ID用于区分不同的VLAN,并在交换机间传递VLAN信息时使用。
VLAN间通信:不同VLAN之间不能直接通信,需要通过路由器或具有三层(网络层)功能的交换机进行路由。这通常通过配置VLAN接口(VLAN Interface或SVI)来实现,每个VLAN可以有一个对应的逻辑接口,该接口具有IP地址,用于不同VLAN之间的数据包转发。
帧标记:为了使VLAN跨越多台交换机工作,需要对数据帧进行标记,常见的标准有802.1Q。标记过程在帧头中添加了一个标签,包含了VLAN ID,这样当帧在网络中传输时,每台交换机都能识别出帧属于哪个VLAN,并据此做出转发决策。
三、实验设备: Packet Tracer 5.2,6台计算机,标签名为PC0-PC5,1台二层交换机2960,标签名为Switch0
四、实验拓扑图
- 同一个交换机上的vlan划分:将六台计算机连接到一台交换机上,将其中两台计算机划分到一个vlan中,另两台计算机划分到另一个vlan中,验证同vlan中的计算机和不同vlan中的计算机之间的通信。
2.进行跨交换机的相同vlan之间的计算机和不同vlan之间的计算机的通信实验。
五、实验过程:
1.建立网络拓扑
添加6台计算机,标签名为PC0-PC5;
添加1台二层交换机2960,标签名为Switch0;
交换机划分的Vlan及端口根据如下拓扑图,使用直通线连接好计算机和交换机,并为每台计算机设置好相应的 IP和SM(Subnet Mask,子网掩码) 。
IP与SM的设置:
双击PC -> Desktop -> IP Configuration -> 设置IP、SM
以PC0为例,其他PC同理。
2.创建VLAN
3.Ping测试
六、实验总结:
本实验通过实践操作,加深了对VLAN概念的理解,掌握了VLAN创建、配置及VLAN间通信的基本技能。VLAN作为一种有效的网络管理手段,对于提升网络性能、增强安全性及简化网络维护具有显著作用。未来在复杂网络设计中,灵活运用VLAN技术将更加重要。