cisco交换机学习-VLAN基础

VLAN简介
VLAN（virtual local area network）是一组与位置无关的逻辑端口。VLAN就相当于一个独立的三层网络。VLAN的成员无需局限于同一交换机的顺序或偶数端口。
Trunk
Trunk是在两个网络设备之间承载多于一种VLAN的端到端的连接，将VLAN延伸至整个网络。没有VLAN Trunk，VLAN也不会非常有用。VLAN Trunk允许VLAN数据流在交换机间传输，所以设备在同一VLAN，但连接到不同交换机，能够不通过路由器来进行通信

一、拓扑结构

1.常用的拓扑

常用的拓扑结构是两个交换机被一个路由器分离开来，如下图所示。这种情况下，每台交换机各连接一组节点。每个交换机上的各节点共享一个IP地址域，这里有两个网段：192.168.1.0和192.168.2.0。

2.两台交换机

两台交换机的VLAN相同。非本地网络数据流必须经过路由器转发。路由器不会转发二层单播，多播以及广播帧。这种拓扑逻辑在两个地方类似于多VLAN：同一VLAN下的节点共享一个通用地址域，非本地数据流（对应多VLAN情况不同VLAN的节点）需通过路由器转发。将在一台交换机上添加一个VLAN，去掉另一台交换机的话，结构如下所示

每一个VLAN相当于一个独立的三层IP网络，因此，192.168.1.0上的节点试图与192.168.2.0上的节点通信时，不同VLAN通信必须通过路由器，即使所有设备都连接到同一交换机。二层单播，多播和广播数据只会在同一VLAN内转发及泛洪，因此VLAN 1产生的数据不会为VLAN 2节点所见。只有交换机能看得到VLAN，节点和路由器都感觉不到VLAN的存在。添加了路由决策之后，可以利用3层的功能来实现更多的安全设定，更多流量以及负载均衡。

二、交换机间VLAN

1.两个交换机同一个VLAN

两个交换机VLAN相同，都是默认VLAN 1，即两个交换机之间的联系同在VLAN 1之内。路由器是所有节点的出口。

2.两个交换机不同VLAN

而下面这种连接方式就会有问题。由于VLAN在连接端口的主机之间创建了三层边界，它们将无法通信

原因：
1.所有主机都在同一IP网，尽管连接到不同的VLAN。
2.路由器在VLAN 1,因此与所有节点隔离。最后，两台交换机通过不同的VLAN互连。每一点都会造成通信阻碍，合在一起，网络各元素之间会完全无法通信。

3.trunk延伸至相邻交换机

交换机用满或同一管理单元物理上彼此分离的情形是很常见的。这种情况下，VLAN需要通过trunk延伸至相邻交换机。trunk能够连接交换机，在网络间传载VLAN信息。如下图所示

PC 1和PC 2分配到192.168.1.0网段以及VLAN 2。
PC 3和PC 4分配到192.168.2.0网段以及VLAN 3。
路由器接口连接到VLAN 2和VLAN 3。
交换机间通过trunk线互连。
注意到trunk端口出现在VLAN 1，他们没有用字母T来标识。trunk在任何VLAN都没有成员。现在VLAN跨越多交换机，同一VLAN下的节点可以物理上位于任何地方

三、Trunk的作用

一个VLAN trunk不属于某一特定VLAN，而是交换机和路由器间多个VLAN的通道。如下图所示，交换机S1和S2，以及S1和S3之间的链路，配置为传输从LAN10,20,30以及90的数据流。该网络没有VLAN trunk就无法工作

当安装好trunk线之后，帧在trunk线传输是就可以使用trunk协议来修改以太网帧。这也意味着交换机端口有不止一种操作模式。缺省情况下，所有端口都称为接入端口。当一个端口用于交换机间互连传输VLAN信息时，这种端口模式改变为trunk，节点也路由器通常不知道VLAN的存在并使用标准以太网帧或“untagged”帧。trunk线能够使用“tagged”帧来标记VLAN或优先级。因此，在trunk端口，运行trunk协议来允许帧中包含trunk信息。如下图所示：

数据流向

PC 1在经过路由表处理后向PC 2发送数据流。这两个节点在同一VLAN但不同交换机。步骤如下：
以太网帧离开PC 1到达Switch 1。
Switch 1的SAT表明目的地是trunk线的另一端。
Switch 1使用trunk协议在以太网帧中添加VLAN id。
新帧离开Switch 1的trunk端口被Switch 2接收。
Switch 2读取trunk id并解析trunk协议。
源帧按照Switch 2的SAT转发至目的地（端口4）