内容发布更新时间 : 2024/5/27 0:21:33星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验5 虚拟局域网的配置和应用

一 实验目的

了解端口VLAN（port VLAN）的功能和配置方法，熟悉端口VLAN的应用。本实验将在一台交换机上实现VLAN的划分。

二 实验要求

1. 设备要求：计算机2台（装有Windows 2000/XP/2003操作系统、装有网卡），交换机1台，UTP直通线2根，console电缆1根； 2. 每组2人，合作完成。

三 实验预备知识

VLAN（Virtual Local Area Network）虚拟局域网是一种将局域网内的设备通过逻辑地划分成为一个个网段来进行管理的技术。IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准。

VLAN扩大了交换机的应用和管理功能。VLAN是建立在物理网络基础上的一种逻辑子网，因此建立VLAN需要相应的支持VLAN技术的网络设备。当网络中的不同VLAN间进行相互通信时，需要路由的支持，这时就需要增加路由设备——要实现路由功能，既可采用路由器，也可采用三层交换机来完成。

VLAN的最大特点是不受物理位置的限制，可以根据用户的需要进行灵活的划分。基于端口的VLAN划分方法是较为常用的，许多厂商的交换机产品都支持这一功能。本实验将在一台交换机上实现端口VLAN的划分，给学生一个从概念到应用的初步认识。

1. VLAN优点

使用VLAN具有以下优点： 分割广播域

一个VLAN就是一个逻辑广播域，通过对VLAN的创建，隔离了广播，缩小了广播范围，可以控制广播风暴的产生。 提高网络整体安全性

通过路由访问列表和MAC地址分配等VLAN划分原则，可以控制用户访问权限和逻辑网段大小，将不同用户群划分在不同VLAN，从而提高交换式网络的整体性能和安全性。 网络管理简单、直观

对于交换式以太网，如果对某些用户重新进行网段分配，需要网络管理员对网络系统的物理结构重新进行调整，甚至需要追加网络设备，增大网络管理的工作量。而对于采用VLAN技术的网络来说，一个VLAN可以根据部门职能、对象组或者应用将不同地理位置的网络用户划分为一个逻辑网段。在不改动网络物理连接的情况下可以任意地将工作站在工作组或子网之间移动。利用虚拟网络技术，大大减轻了网络管理和维护工作的负担，降低了网络维护费用。在一个交换网络中，VLAN提供了网段和机构的弹性组合机制。

2. VLAN的划分

从技术角度讲，VLAN的划分可依据不同原则，一般有以下三种划分方法：

? 基于端口的VLAN划分

这种划分是把一个或多个交换机上的几个端口划分一个逻辑组，这是最简单、最有效的划分方法。该方法只需网络管理员对网络设备的交换端口进行重新分配即可，不用考虑该端口所连接的设备。

? 基于MAC地址的VLAN划分

MAC地址其实就是指网卡的标识符，每一块网卡的MAC地址都是惟一且固化在网卡上的。MAC地址由12位16进制数表示，前8位为厂商标识，后4位为网卡标识。网络管理员可按MAC地址把一些站点划分为一个逻辑子网。

? 基于路由的VLAN划分

路由协议工作在网络层，相应的工作设备有路由器和路由交换机（即三层交换机）。该方式允许一个VLAN跨越多个交换机，或一个端口位于多个VLAN中。

就目前来说，对于VLAN的划分主要采取上述第1、3种方式，第2种方式为辅助性的方案。

端口VLAN根据交换机的端口来定义VLAN用户，即：先从逻辑上把局域网交换机的端口划分成VLAN，然后根据用户的IP地址在VLAN中划分子网。端口VLAN的划分方法分为单交换机端口VLAN划分和多交换机端口VLAN划分；前者支持在一台交换机上划分多个VLAN、再将不同的端口指定到不同的VLAN中进行管理；后者可以使一个VLAN跨越多个交换机并且同一台交换机上的不同端口可以属于不同的VLAN。

3.VLAN的配置操作

配置端口VLAN 时要考虑两个问题：

一是VLAN ID，每一个VLAN都需要一个唯一的VLAN号：VLAN ID。不同类型的交换机提供的VLAN号范围可能不同，但一般都支持1～98这一范围。

二是VLAN所包含的成员端口，设置时需要指定该端口的设备号和端口号；设备号是指成员端口所在的交换机号、即该交换机在堆叠单元中的编号、一般从0开始；端口号是指该端口在所属设备中的编号，一般在交换机的面板上都有明显标识。如：一台快速以太网交换机，设备号为0、端口号为5，一般写成Fastethernet 0/5,也可以简写成f 0/5。

（1）查看交换机的VLAN配置

查看交换机的VLAN配置可以使用show vlan命令。如图4.7所示，交换机返回的信息显示了当前交换机配置的VLAN个数、VLAN编号、VLAN名字、VLAN状态以及每个VLAN所包含的端口号。

Switch_A # (进入特权模式) Switch_A # show vlan

图5.1 查看VLAN的配置

（2）添加VLAN

如果要添加一个编号为10、名字为test 10虚拟网络，则添加步骤如下， Switch_A # configure terminal

Switch_A(config) # （进入全局配置模式） Switch_A(config) # VLAN 10 （添加VLAN 10）

Switch_A(config-vlan) # （自动进入VLAN 10的配置模式） Switch_A(config-vlan) # name test 10 （给VLAN 10命名为test 10） Switch_A(config-vlan) # exit （退出VLAN 10的配置模式）

添加VLAN之后，可以使用“show vlan”再次查看交换机的VLAN配置，确认新的VLAN已经添加成功。

（3）为VLAN分配端口

交换机将某一端口（例如端口1）分配给某一个VLAN的过程如下： ① 执行configure terminal命令进入全局配置模式； ② 利用interface Fa0/1通知交换机配置的端口号为1；

③ 使用switchport mode access和switchport access vlan10命令把交换机的端口1分配给VLAN 10；

④ 执行exit命令退出配置终端模式。

按照同样的方式，可以将交换机的端口2分配给VLAN 10。之后，利用show vlan命令显示交换机的VLAN配置信息，端口1和端口2将出现在VLAN10中。

（4）删除VLAN

当一个VLAN的存在没有任何意义时，可以将它删除。删除VLAN的步骤如下： ① 利用configure terminal命令进入VLAN的全局配置模式； ② 执行no vlan 10命令将VLAN 10删除； ③ 使用exit命令退出。

注意，在一个VLAN删除后，原来分配个这个VLAN的端口将处于非激活状态，它们不会自动分配给其他的VLAN。只有把它们再次分配给另一个VLAN，才能激活它们。

四 实验内容与步骤

1.根据拓扑图连网

（1）根据网络拓扑图，如图4.13所示，使用UTP线连接各种设备组成交换式以太网。

PC1 VLAN10 VLAN20 NIC f0/1~f0/6 f0/7~f0/12 NIC Com1 Console Switch_A PC2 图5.1 交换式以太网拓扑图

（2）使用特制电缆（Console线）将交换机的控制台端口和某一台计算机的串行口连接起来。

（3）设置PC的TCP/IP属性（将IP地址设置在同一个网段内），并使用ping命令测试网络的连通性。

2.实验前进行测试

设置PC1和PC2在一个子网内，例如， PC1 PC2 192.168.1.X 192.168.1.Y 255.255.255.0 255.255.255.0 在未对交换机进行VLAN划分时，PC1和PC2是可以通信的，用ping命令测试，两台主机是可以ping通的。这是由于在交换机中系统默认创建了一个VLAN1，同时所有的端口都添加在VLAN1中，所以任意端口之间是可以相互通信的。

如果ping不通，说明这台交换机并非默认状态。即曾被设置过其它的vlan，可以在用户状态下通过show vlan来查看vlan情况。

3. 创建VLAN并配置

（1）在交换机中添加两个VLAN。 Switch（config）#

Switch（config）# VLAN 10

Switch（config-vlan）# name test10 Switch（config-vlan）# exit Switch（config）# VLAN 20

Switch（config-vlan）# name test20 Switch（config-vlan）# exit

请将具体的设置情况填入下表： VLAN编号 VLAN名 添加VLAN的命令