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知识路径： > 计算机网络原理 > 局域网 > 虚拟局域网 > VLAN 的概念 >
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相关知识点：16个
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VLAN中的网络用户是通过LAN交换机来通信的，一个VLAN中的成员看不到另一个VLAN中的成员。同一个VLAN中的所有成员共同拥有一个VLAN ID，组成一个虚拟局域网络。同一个VLAN中的成员均能收到同一个VLAN中的其他成员发来的广播包，但收不到其他VLAN中成员发来的广播包。不同VLAN成员之间不可直接通信，需要通过路由支持才能通信，而同一VLAN中的成员通过VLAN交换机可以直接通信，不需路由支持。
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（1）提高管理效率：减少网络中站点的移动、增加和改变所带来的工作量，可以大大简化网络配置和调试工作。
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（2）控制广播数据：VLAN内成员共享广播域，VLAN间的广播被隔离，这样可以提高网络的传输效率，VLAN利用了交换网络的高速性能。
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（3）增强网络的安全性：广播可以将数据传向每一个站点，通过将网络划分为一个个互相独立的VLAN，对成员进行分组限制广播，并可根据MAC地址、应用类型、协议类型等限制成员或计算机对网络资源的访问。
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（4）实现虚拟工作组：按应用或功能组建虚拟工作组。
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VLAN划分方法指的是在一个VLAN中包含哪些站点（包括服务器和客户站）。VLAN划分的方法如下。
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（1）按交换端口号划分。将交换设备端口进行分组来划分VLAN。例如，一个交换设备上的端口1，2，5，7所连接的客户工作站可以构成VLAN A，而端口3，4，6，8则构成VLANB等。在最初的实现中，VLAN是不能跨越交换设备的，后来进一步的发展使得VLAN可以跨越多个交换设备。
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目前，按端口号划分VLAN仍然是构造VLAN的一个最常用的方法。这种方法比较简单并且非常有效。但仅靠端口分组而定义VLAN将无法使得同一个物理分段（或交换端口）同时参与到多个VLAN中，而且更重要的是当一个客户站从一个端口移至另一个端口时，网管人员将不得不对VLAN成员进行重新配置。
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（2）按MAC地址划分。这种方法由网管人员指定属于同一个VLAN中的各客户站的MAC地址。用MAC地址进行VLAN成员的定义既有优点也有缺点。由于MAC地址是固化在网卡中的，故移至网络中另外一个地方时将仍然保持其原先的VLAN成员身份而无须网管人员对之进行重新的配置，从这个意义上讲，用MAC地址定义的VLAN可以被看成是基于用户的VLAN。另外，在这种方式中，同一个MAC地址可以处于多个VLAN中。
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这种方法的缺点是所有的用户在最初都必须被配置到（手工方式）至少一个VLAN中，只有在这种手工配置之后方可实现对VLAN成员的自动跟踪。
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（3）按第三层协议划分。在决定VLAN成员身份时，主要考虑协议类型（支持多协议的情况下）或网络层地址（如TCP/IP网络的子网地址）。这种类型的VLAN划分需要将子网地址映射到VLAN，交换设备则根据子网地址而将各机器的MAC地址同一个VLAN联系起来。交换设备将决定不同网络端口上连接的机器属于同一个VLAN。
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在第三层定义VLAN有许多的优点。首先，可以根据协议类型进行VLAN的划分，这对于那些基于服务或基于应用VLAN策略的网管人员无疑是极具吸引力的。其次，用户可以自由地移动他们的机器而无须对网络地址进行重新配置。再次，在第三层上定义VLAN将不再需要报文标识，从而可以消除因在交换设备之间传递VLAN成员信息而花费的开销。
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与前两种方法相比，在第三层上定义VLAN的方法的最大缺点就是性能问题。对报文中的网络地址进行检查将比对帧中的MAC地址进行检查开销更大。正是由于这个原因，使用第三层信息进行VLAN划分的交换设备一般都比使用第二层信息的交换设备更慢。但第三层交换机的出现，大大改善了VLAN成员间的通信效率。
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在第三层上所定义的VLAN对于TCP/IP特别有效，但对于其他一些协议如IPX或Apple则要差一些，并且对于那些不可进行路由选择的一些协议，如NetBIOS，在第三层上实现VLAN划分将特别困难，因为使用这种协议的机器是无法互相区分的，因此也就无法将其定义成某个网络层VLAN的一员。
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（4）IP组播VLAN。在这种方法中，各站点可以自由地动态决定（通过编程的方法）参加到哪一个或哪一些IP组播组中。一个IP组播组实际上是用一个D类地址表示的，当向一个组播组发送一个IP报文时，此报文将被传送到此组中的各个站点处。从这个意义上讲，可以将一个IP组播组看成是一个VLAN。但此VLAN中的各个成员都只具有临时性的特点。由IP组播定义VLAN的动态特性可以达到很高的灵活性，并且借助于路由器，这种VLAN可以很容易地扩展到整个WAN上。
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（5）基于策略的VLAN。基于策略的方法允许网络管理员使用任何VLAN策略的组合来创建满足其需求的VLAN。通过上面列出的VLAN策略把设备指定给VLAN，当一个策略被指定到一个交换机时，该策略就在整个网络上应用，而设备被置入VLAN中。从设备发出的帧总是经过重新计算，以使VLAN成员身份能随着设备产生的流量类型而改变。
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基于策略的VLAN可以使用上面提到的任何一种划分VLAN的方法，并可以把不同方法组合成一种新的策略来划分VLAN。
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（6）按用户定义、非用户授权划分。基于用户定义、非用户授权来划分VLAN是指为了适应特别的VLAN网络，根据特殊的网络用户的特殊要求来定义和设计VLAN，而且可以让非VLAN群体用户访问VLAN，但是需要提供用户密码，在得到VLAN管理的认证后才可以加入一个VLAN。
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在上述6种划分方法中，各方法的侧重点不同，所达到的效果也不尽相同。目前在网络产品中融合多种划分VLAN的方法，以便根据实际情况寻找最合适的途径。同时，随着管理软件的发展，VLAN的划分逐渐趋向于动态化。
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当VLAN交换机从工作站接收到数据后，会对数据的部分内容进行检查，并与一个VLAN配置数据库（该数据库含有静态配置的或动态学习而得到的MAC地址等信息）中的内容进行比较后，确定数据去向。如果数据要发往一个VLAN设备，一个标签或VLAN标识就被加到这个数据上，根据VLAN标识和目的地址，VLAN交换机就可以将该数据转发到同一VLAN上适当的目的地；如果数据发往非VLAN设备，则VLAN交换机发送不带VLAN标识的数据。
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（1）MAC地址静态登记方式。MAC地址静态登记方式是预先在VLAN交换机中设置一张地址列表，这张表含有工作站的MAC地址及VLAN交换机的端口号、VLAN ID等信息，当工作站第一次在网络上发广播包时，交换机就将这张表的内容一一对应起来，并对其他交换机广播。这种方式的缺点在于，网络管理员要不断修改和维护MAC地址静态条目列表，且大量的MAC地址静态条目列表的广播信息容易导致主干网络拥塞。
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（2）帧标签方式。帧标签方式采用的是标签技术，即给每个数据包都加上一个标签，用来标明数据包属于哪个VLAN。这样，VLAN交换机就能够将来自不同VLAN的数据流复用到相同的VLAN交换机上。帧标签方式给每个数据包加上标签，使得网络的负载也相应增加了。
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（3）虚连接方式。网络用户A和B第一次通信时，发送ARP广播包，VLAN交换机将学习到的MAC和所连接的VLAN交换机的端口号保存到动态条目MAC地址列表中，当A有数据要传送时，VLAN交换机从其端口收到的数据包中识别出目的MAC地址，查询动态条目MAC地址列表，得到目的站点所在的VLAN交换机端口，这样两个端口间就建立起一条虚连接，数据包就可从源端口转发到目的端口。数据包一旦转发完毕，虚连接即被撤销。这种方式使带宽资源得到了很好利用，提高了VLAN交换机效率。
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（4）路由方式。在按IP划分的VLAN中，很容易实现路由，即将交换功能和路由功能融合在VLAN交换机中。这种方式既达到了控制广播风暴的最基本目的，又不需要外接路由器，但这种方式对VLAN成员之间的通信速度不是很理想。
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