03-二层技术配置指导

06-VLAN配置

1 VLAN配置

1.1 VLAN简介

1.1.1 VLAN概述

以太网是一种基于CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect，载波侦听多路访问/冲突检测）的共享通讯介质的数据网络通讯技术，当主机数目较多时会导致冲突严重、广播泛滥、性能显著下降甚至使网络不可用等问题。通过交换机实现LAN互联虽然可以解决冲突（Collision）严重的问题，但仍然不能隔离广播报文。在这种情况下出现了VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）技术，这种技术可以把一个LAN划分成多个虚拟的LAN——VLAN，每个VLAN是一个广播域，VLAN内的主机间通信就和在一个LAN内一样，而VLAN间则不能直接互通，这样，广播报文被限制在一个VLAN内，如图1-1所示。

图1-1 VLAN示意图

VLAN的划分不受物理位置的限制：不在同一物理位置范围的主机可以属于同一个VLAN；一个VLAN包含的用户可以连接在同一个交换机上，也可以跨越交换机，甚至可以跨越路由设备。

VLAN的优点如下：

· 限制广播域。广播域被限制在一个VLAN内，节省了带宽，提高了网络处理能力。

· 增强局域网的安全性。VLAN间的二层报文是相互隔离的，即一个VLAN内的用户不能和其它VLAN内的用户直接通信，如果不同VLAN要进行通信，则需通过路由设备或三层交换机等三层设备。

· 灵活构建虚拟工作组。用VLAN可以划分不同的用户到不同的工作组，同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围，网络构建和维护更方便灵活。

1.1.2 VLAN原理

要使网络设备能够分辨不同VLAN的报文，需要在报文中添加标识VLAN的字段。由于普通交换机工作在OSI模型的数据链路层，只能对报文的数据链路层封装进行识别。因此，如果添加识别字段，也需要添加到数据链路层封装中。

IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师学会）于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的IEEE 802.1Q协议标准草案，对带有VLAN标识的报文结构进行了统一规定。

传统的以太网数据帧在目的MAC地址和源MAC地址之后封装的是上层协议的类型字段，如图1-2所示。

图1-2 传统以太网帧封装格式

其中DA表示目的MAC地址，SA表示源MAC地址，Type表示报文所属协议类型。

IEEE 802.1Q协议规定在目的MAC地址和源MAC地址之后封装4个字节的VLAN Tag，用以标识VLAN的相关信息。

图1-3 VLAN Tag的组成字段

如图1-3所示，VLAN Tag包含四个字段，分别是TPID（Tag Protocol Identifier，标签协议标识符）、Priority、CFI（Canonical Format Indicator，标准格式指示位）和VLAN ID。

· TPID用来判断本数据帧是否带有VLAN Tag，长度为16bit，缺省取值为0x8100。

· Priority表示报文的802.1P优先级，长度为3bit。

· CFI字段标识MAC地址在不同的传输介质中是否以标准格式进行封装，长度为1bit，取值为0表示MAC地址以标准格式进行封装，为1表示以非标准格式封装，缺省取值为0。

· VLAN ID标识该报文所属VLAN的编号，长度为12bit，取值范围为0～4095。由于0和4095为协议保留取值，所以VLAN ID的取值范围为1～4094。

网络设备利用VLAN ID来识别报文所属的VLAN，根据报文是否携带VLAN Tag以及携带的VLAN Tag值，来对报文进行处理。详细的处理方式请参见“1.4.1 基于端口的VLAN简介”。

· 这里的帧格式以Ethernet II型封装为例，以太网还支持802.2 LLC和802.3 raw封装格式。对于这些封装格式的报文，也会添加VLAN Tag字段，用来区分不同VLAN的报文。

· 对于多VLAN Tag报文，设备会根据其最外层VLAN Tag进行处理，而内层VLAN Tag会被视为报文的普通数据部分。

1.1.3 VLAN划分

VLAN根据划分方式不同可以分为不同类型，下面列出了几种最常见的VLAN类型：

· 基于端口的VLAN

· 基于MAC地址的VLAN

1.1.4 协议规范

与VLAN相关的协议规范有：

· IEEE 802.1Q：IEEE Standards for Local and Metropolitan Area Networks: Virtual Bridged Local Area Networks

1.2 配置VLAN基本属性

表1-1 配置VLAN基本属性

配置	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
创建VLAN	vlan { vlan-id1 [ to vlan-id2 ] }	可选该命令主要用于批量创建VLAN
进入VLAN视图	vlan vlan-id	必选如果指定的VLAN不存在，则该命令先完成VLAN的创建，然后再进入该VLAN的视图缺省情况下，系统只有一个缺省VLAN（VLAN 1）
指定当前VLAN的名称	name text	可选缺省情况下，VLAN的名称为该VLAN的VLAN ID，如“VLAN 0001”
为VLAN指定一个描述字符串	description text	可选缺省情况下，VLAN的描述字符串为该VLAN的VLAN ID，如“VLAN 0001”

· VLAN 1为系统缺省VLAN，用户不能手工创建和删除。

· 不能通过undo vlan命令删除设备上动态学习到的VLAN。

1.3 配置VLAN接口基本属性

1.3.1 VLAN接口简介

不同VLAN间的主机不能直接通信，需要通过路由设备或三层交换机等网络层设备进行转发，设备提供VLAN接口实现对报文进行三层转发的功能。

VLAN接口是一种三层模式下的虚拟接口，主要用于实现VLAN间的三层互通，它不作为物理实体存在于设备上。每个VLAN对应一个VLAN接口，在为VLAN接口配置了IP地址后，该接口即可作为本VLAN内网络设备的网关，对需要跨网段的报文进行基于IP地址的三层转发。

1.3.2 配置VLAN接口基本属性

表1-2 配置VLAN接口基本属性

配置	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
创建VLAN接口并进入VLAN接口视图	interface vlan-interface vlan-interface-id	必选如果该VLAN接口已经存在，则直接进入该VLAN接口视图
配置VLAN接口的IP地址	ip address ip-address { mask \| mask-length } [ sub ]	可选缺省情况下，没有配置VLAN接口的IP地址
为VLAN接口指定一个描述字符串	description text	可选缺省情况下，VLAN接口的描述字符串为该VLAN接口的接口名，如“Vlan-interface1 Interface”
配置VLAN接口的MTU值	mtu size	可选缺省情况下，VLAN接口的MTU值为1500字节
恢复VLAN接口的缺省配置	default	可选
关闭VLAN接口	shutdown	可选缺省情况下，VLAN接口的状态为打开，此时VLAN接口状态受VLAN中端口状态的影响，即：当VLAN中所有以太网端口和空口的状态为down时，VLAN接口为down状态，即关闭状态；当VLAN中有一个或一个以上的以太网端口处于up状态时，则VLAN接口处于up状态。如果将VLAN接口的状态通过shutdown命令设置为DOWN(Administratively)，则VLAN接口的状态始终为DOWN(Administratively)，不受VLAN中端口状态的影响

在创建VLAN接口之前，对应的VLAN必须已经存在，否则将不能创建指定的VLAN接口。

1.3.3 VLAN接口配置举例

1. 组网需求

(1) 如图1-4所示，Client 1、Client 2通过AP接入网络。其中Client 1、 Client 2分别属于VLAN 5、VLAN 10，且处于不同网段，不能直接通信。通过在AP上创建并配置VLAN接口，实现不同网段的Client 之间可以跨VLAN三层互通。

(2) 不同VLAN间互通使用单臂路由器（外部路由器）实现。

2. 组网图

图1-4 通过VLAN接口实现VLAN间互通

3. 配置步骤

(1) 配置AP

# 创建WLAN BSS接口。

<AP> system-view

[AP] interface WLAN-BSS 1

[AP-WLAN-BSS1] quit

[AP] interface WLAN-BSS 2

[AP-WLAN-BSS2] quit

# 创建VLAN 5，并向VLAN 5中添加端口WLAN-BSS 1。

<AP> system-view

[AP] vlan 5

[AP-vlan5] port WLAN-BSS 1

# 创建VLAN 10，并向VLAN 10中添加端口WLAN-BSS 2。

[AP-vlan5] vlan 10

[AP-vlan10] port WLAN-BSS 2

[AP-vlan10] quit

# 对于无线客户端Client 1：配置WLAN服务模板为clear模式，SSID为service1，认证方式为开放系统认证，使能服务模板。

[AP] wlan service-template 1 clear

[AP-wlan-st-1] ssid service1

[AP-wlan-st-1] authentication-method open-system

[AP-wlan-st-1] service-template enable

[AP-wlan-st-1]quit

# 对于无线客户端Client 2：配置WLAN服务模板为clear模式，SSID为service2，认证方式为开放系统认证，使能服务模板。

[AP] wlan service-template 2 clear

[AP-wlan-st-2] ssid service2

[AP-wlan-st-2] authentication-method open-system

[AP-wlan-st-2] service-template enable

[AP-wlan-st-2]quit

# 在WLAN-Radio 1/0/1上绑定无线服务模板1和WLAN-BSS 1，无线服务模板2和WLAN-BSS 2。

[AP] interface WLAN-Radio 1/0/1

[AP-WLAN-Radio1/0/1] radio-type dot11g

[AP-WLAN-Radio1/0/1] channel 6

[AP-WLAN-Radio1/0/1] service-template 1 interface WLAN-BSS 1

[AP-WLAN-Radio1/0/1] service-template 2 interface WLAN-BSS 2

[AP-WLAN-Radio1/0/1] quit

# 配置接口GigabitEthernet1/0/1链路类型为Trunk类型，并允许VLAN 5和VLAN 10通过。

<AP> system-view

[AP] interface GigabitEthernet 1/0/1

[AP-GigabitEthernet1/0/1] port link-type trunk

[AP-GigabitEthernet1/0/1] port trunk permit vlan 5 10

(2) 配置Router

# 创建接口GigabitEthernet1/0/1的子接口GigabiEthernet1/0/1.1，配置其能够终结VLAN 5的Dot1q报文，IP地址为192.168.0.10/24。

<Router> system-view

[Router] interface GigabitEthernet 1/0/1.1

[Router-GigabitEthernet1/0/1.1] vlan-type dot1q vid 5

[Router-GigabitEthernet1/0/1.1] ip address 192.168.0.100 24

[Router-GigabitEthernet1/0/1.1] quit

# 创建接口GigabitEthernet1/0/1的子接口GigabitEthernet1/0/1.2，配置其能够终结VLAN 10的Dot1q报文，IP地址为192.168.1.20/24。

[Router] interface GigabitEthernet1/0.2

[Router-GigabitEthernet1/0/1.2] vlan-type dot1q vid 10

[Router-GigabitEthernet1/0/1.2] ip address 192.168.1.200 24

(3) 配置Client 1

# 将其默认网关配为192.168.0.10。

(4) 配置Client 2

# 将其默认网关配为192.168.1.20。

4. 显示与验证

(1) Client 1与Client 2可以相互ping通。

(2) 通过查看显示信息验证配置是否成功。

# 在Client 1上ping Client 2，验证以上配置是否生效。

C:\Documents and Settings\Administrator>ping 192.168.1.20

Pinging 192.168.1.20 with 32 bytes of data:

Reply from 192.168.1.20: bytes=32 time<1ms TTL=128

Ping statistics for 192.168.1.20:

Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0

Approximate round trip times in milli-seconds:

Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms

1.4 配置基于端口的VLAN

1.4.1 基于端口的VLAN简介

基于端口划分VLAN是VLAN最简单、最有效的划分方法。它按照设备端口来定义VLAN成员，将指定端口加入到指定VLAN中之后，端口就可以转发指定VLAN的报文。

1. 端口的链路类型

根据端口在转发报文时对Tag标签的不同处理方式，可将端口的链路类型分为三种：

· Access连接：端口发出去的报文不带tag标签。一般用于和不能识别VLAN tag的终端设备相连，或者不需要区分不同VLAN成员时使用。如图1-5所示，Device A和普通的PC相连，PC不能识别带VLAN tag的报文，所以需要将Device A和PC相连端口的链路类型设置为Access。

· Trunk连接：端口发出去的报文，端口缺省VLAN内的报文不带tag，其它VLAN内的报文都必须带tag。通常用于网络传输设备之间的互连。如图1-5所示，Device A和Device B之间需要传输VLAN 2和VLAN 3的报文，所以，需要将Device A和Device B相连端口的链路类型设置为Trunk，并允许VLAN 2和VLAN 3通过。

· Hybrid连接：端口发出去的报文可根据需要设置某些VLAN内的报文带tag，某些VLAN内的报文不带tag。通常用于相连的设备是否支持VLAN tag不确定的情况。如图1-5所示，Device C与一个小局域网相连，局域网中有些PC属于VLAN 2，有些PC属于VLAN 3，此时需要将Device B与Device C该局域网相连端口的链路类型设置为Hybrid，并允许VLAN 2和VLAN 3的报文不带tag通过。

图1-5 链路类型配置示意图

2. 缺省VLAN

除了可以设置端口允许通过的VLAN，还可以设置端口的缺省VLAN。在缺省情况下，所有端口的缺省VLAN均为VLAN 1，但用户可以根据需要进行配置。

· Access端口的缺省VLAN就是它所在的VLAN，修改端口所在的VLAN即可更改端口的缺省VLAN。

· Trunk端口和Hybrid端口可以允许多个VLAN通过，能够配置缺省VLAN。

· 当执行undo vlan命令删除的VLAN是某个端口的缺省VLAN时，对Access端口，端口的缺省VLAN会恢复到VLAN 1；对Trunk或Hybrid端口，端口的缺省VLAN配置不会改变，即它们可以使用已经不存在的VLAN作为缺省VLAN。

· 建议本端设备端口的缺省VLAN ID和相连的对端设备端口的缺省VLAN ID保持一致。

· 建议保证端口的PVID属于端口所在的VLAN。如果端口不在某VLAN内，但是端口的PVID仍然为该VLAN，当端口收到该VLAN的报文或者不带VLAN Tag的报文（包括MSTP等协议报文）都会被过滤。

在配置了端口链路类型和缺省VLAN后，端口对报文的接收和发送的处理有几种不同情况，具体情况请参看表1-3。

表1-3 不同链路类型端口收发报文的差异

端口类型	对接收报文的处理		对发送报文的处理
端口类型	当接收到的报文不带Tag时	当接收到的报文带有Tag时	对发送报文的处理
Access端口	为报文添加缺省VLAN的Tag	· 当VLAN ID与缺省VLAN ID相同时，接收该报文 · 当VLAN ID与缺省VLAN ID不同时，丢弃该报文	去掉Tag，发送该报文
Trunk端口	· 当缺省VLAN ID在端口允许通过的VLAN ID列表里时，接收该报文，给报文添加缺省VLAN的Tag · 当缺省VLAN ID不在端口允许通过的VLAN ID列表里时，丢弃该报文	· 当VLAN ID在端口允许通过的VLAN ID列表里时，接收该报文 · 当VLAN ID不在端口允许通过的VLAN ID列表里时，丢弃该报文	· 当VLAN ID与缺省VLAN ID相同，且是该端口允许通过的VLAN ID时：去掉Tag，发送该报文 · 当VLAN ID与缺省VLAN ID不同，且是该端口允许通过的VLAN ID时：保持原有Tag，发送该报文
Hybrid端口			当报文中携带的VLAN ID是该端口允许通过的VLAN ID时，发送该报文，并可以通过port hybrid vlan命令配置端口在发送该VLAN（包括缺省VLAN）的报文时是否携带Tag

1.4.2 配置基于Access端口的VLAN

配置基于Access端口的VLAN有两种方法：一种是在VLAN视图下进行配置，另一种是在接口视图下进行配置。

表1-4 配置基于Access端口的VLAN（在VLAN视图下）

配置	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入VLAN视图	vlan vlan-id	必选如果指定的VLAN不存在，则该命令先完成VLAN的创建，然后再进入该VLAN的视图
向当前VLAN中添加一个或一组Access端口	port interface-list	必选缺省情况下，系统将所有端口都加入到VLAN 1

表1-5 配置基于Access端口的VLAN（在接口视图）

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入以太网接口视图	interface interface-type interface-number	必选进入接口视图后，下面进行的配置只在当前端口下生效
配置端口的链路类型为Access类型	port link-type access	可选缺省情况下，端口的链路类型为Access类型
将当前Access端口加入到指定VLAN	port access vlan vlan-id	可选缺省情况下，所有Access端口均属于且只属于VLAN 1

在将Access端口加入到指定VLAN之前，要加入的VLAN必须已经存在。

1.4.3 配置基于Trunk端口的VLAN

Trunk端口可以允许多个VLAN通过，只能在接口视图下进行配置。

表1-6 配置基于Trunk端口的VLAN

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入以太网接口视图	interface interface-type interface-number	必选进入接口视图后，下面进行的配置只在当前端口下生效
配置端口的链路类型为Trunk类型	port link-type trunk	必选
允许指定的VLAN通过当前Trunk端口	port trunk permit vlan { vlan-id-list \| all }	必选缺省情况下，Trunk端口只允许VLAN 1的报文通过
设置Trunk端口的缺省VLAN	port trunk pvid vlan vlan-id	可选缺省情况下，Trunk端口的缺省VLAN为VLAN 1

· Trunk端口和Hybrid端口之间不能直接切换，只能先设为Access端口，再设置为其它类型端口。例如：Trunk端口不能直接被设置为Hybrid端口，只能先设为Access端口，再设置为Hybrid端口。

· 配置缺省VLAN后，必须使用port trunk permit vlan命令配置允许缺省VLAN的报文通过，出接口才能转发缺省VLAN的报文。

1.4.4 配置基于Hybrid端口的VLAN

Hybrid端口的支持情况与设备的型号有关，请参见“配置指导导读”中的“特性差异情况”部分的介绍。

Hybrid端口可以允许多个VLAN通过，只能在以太网接口和BSS接口视图下进行配置。

表1-7 配置基于Hybrid端口的VLAN

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入以太网接口视图	interface interface-type interface-number	必选进入接口视图后，下面进行的配置只在当前端口下生效
配置端口的链路类型为Hybrid类型	port link-type hybrid	必选
允许指定的VLAN通过当前Hybrid端口	port hybrid vlan vlan-id-list { tagged \| untagged }	必选缺省情况下，Hybrid端口只允许VLAN 1的报文以untagged方式通过（即VLAN 1的报文从该端口发送出去后不携带VLAN Tag）
设置Hybrid端口的缺省VLAN	port hybrid pvid vlan vlan-id	可选缺省情况下，Hybrid端口的缺省VLAN为VLAN 1

· 在设置允许指定的VLAN通过Hybrid端口之前，允许通过的VLAN必须已经存在。

· 配置缺省VLAN后，必须使用port hybrid vlan命令配置允许缺省VLAN的报文通过，出接口才能转发缺省VLAN的报文。