09-VLAN配置实验
00 分钟
2023-10-30
2023/10/16

实验目的

掌握VLAN的基本原理并了解如何在交换机上配置VLAN。通过实验加深对VLAN的理解并掌握相关配置命令。

实验原理

虚拟局域网（VLAN，Virtual Local Area Network）能够将地理位置上分散的主机集合到同一个局域网中。以太网交换机，作为网桥的一种发展形式，最初设计用于扩展物理网络的覆盖范围。通过利用交换机内的软件特性，我们可以将其上的端口进行逻辑上的分组。这样，每个逻辑端口组形成的虚拟网络可以被视为一个独立的物理网络。每个VLAN都代表一个广播域，而不同的VLAN之间的通信是相互隔离的。要实现不同VLAN间的通信，必须通过第三层的路由功能。VLAN的配置方式既灵活又多样。

实验设备

  • 操作系统：Windows 11
  • 网络环境：TJ-WIFI
  • 软件：Cisco Packet Tracer虚拟实验环境
    • Cisco2950交换机，具有24个默认10M百兆端口

实验步骤

  1. 按照下图连接设备，构成网络。
      2. notion image
  1. 通过Config图形化界面为三台PC机配置IP及掩码，依次如下：
      • PC0配置：192.168.1.1 mask 255.255.255.0 F0/1 VLAN10
      • PC1配置：192.168.1.11 mask 255.255.255.0 F0/2 VLAN20
      • PC2配置：192.168.1.21 mask 255.255.255.0 F0/3 VLAN 30
  1. 通过图形化界面，为PC0/PC1/PC2分别配置Vlan10, Vlan20, Vlan30
      2. notion image
      • 使用sh vlan命令查看配置
  1. 测试：PC0, PC1, PC2之间相互PING，查看结果。

实验现象

  1. 用PC0分别ping PC1、PC2，用PC1分别ping PC0、PC2，用PC2分别ping PC1、PC0，发现均请求失败
      2. notion image

分析讨论

  1. VLAN隔离原理：VLAN是通过按逻辑进行网络分组的方式来工作的。其核心特点是在不同的VLAN之间默认情况下是不允许通信的。这就意味着，尽管PC0、PC1和PC2都连接到同一交换机，但由于它们被配置在不同的VLAN（VLAN10、VLAN20和VLAN30）上，它们之间的通信是被隔离的。
  1. 实验结果与VLAN原理一致：在我们的实验中，所有PING请求均失败。这正符合VLAN的隔离性原理。每台PC在尝试PING其他VLAN上的PC时都未能成功，说明了VLAN在物理网络中成功地创建了逻辑隔离。
  1. 广播域的逻辑分隔：VLAN技术不仅隔离了数据流，还将一个物理广播域分割成了多个逻辑广播域。因此，一个VLAN内的广播消息不会影响到其他VLAN，进一步增强了网络的安全性和效率。
  1. 通信需求和VLAN隔离的矛盾：尽管VLAN提供了隔离，但在现实世界的应用中，有时还是需要不同VLAN之间的设备进行通信。解决这个问题的常见方法是引入三层设备，例如多层交换机或路由器，来进行VLAN间的路由。
  1. 故障排查与实验的完整性：为了确保实验的有效性，还需要确保每台PC的IP地址、子网掩码和VLAN配置都正确，以及交换机的VLAN配置无误，并且每个端口都被正确配置为了对应的VLAN。
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