教学目标
📖 课前导入
上节课我们了解到交换机无法隔离广播域——广播帧会发送到所有端口。在一个大型网络中（比如学校有500台电脑），大量广播流量会严重影响网络性能。
怎么办？总不能给每个部门买一台独立的交换机吧？答案是使用VLAN（虚拟局域网）技术——在一台交换机上逻辑划分出多个独立的局域网！
📚 一、什么是VLAN？
VLAN的定义
VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）是一种将一个物理交换网络逻辑划分为多个独立广播域的技术。同一VLAN内的设备可以互相通信，不同VLAN之间的设备默认不能直接通信。
❌ 没有VLAN的情况
所有设备都在同一个广播域中，任何一台设备发送广播帧，其他所有设备都会收到。
- • 财务部的广播帧会干扰研发部
- • 安全性差：所有部门可以互相访问
- • 广播流量浪费带宽
✅ 使用VLAN后
逻辑划分为多个广播域，广播帧只在同一VLAN内传播。
- • 各部门广播互不干扰
- • 安全隔离：不同VLAN默认不互通
- • 减少广播流量，提高性能
VLAN的核心价值
安全隔离
不同部门数据隔离
减少广播
缩小广播域范围
灵活管理
不受物理位置限制
节省成本
无需额外购买设备
📚 二、VLAN的划分方式
基于端口的VLAN ⭐最常用
将交换机的端口分配到不同的VLAN中。连接到该端口的设备自动属于对应的VLAN。
例：端口1-10属于VLAN 10，端口11-20属于VLAN 20
✅ 简单直观，配置方便，性能好
基于MAC地址的VLAN
根据设备的MAC地址分配VLAN。无论设备连到哪个端口，都属于同一VLAN。
适合移动办公场景（笔记本经常换位置）
⚠️ 配置复杂，需维护MAC-VLAN映射表
VLAN划分示例
🌐 基于端口的VLAN划分
VLAN 10（财务部）
端口F0/1, F0/2 → PC1, PC2可以互通
VLAN 20（研发部）
端口F0/3, F0/4 → PC3, PC4可以互通
❌ VLAN 10的PC1 无法直接访问 VLAN 20的PC3（需要路由器或三层交换机中转）
📚 三、Trunk链路与802.1Q标签
为什么需要Trunk？
如果VLAN 10的设备分布在两台交换机上，交换机之间需要传输VLAN 10的帧。但交换机之间的连线只有一条——这条线怎么同时传输多个VLAN的数据？
答案是使用Trunk链路——一条可以传输多个VLAN流量的链路。
Access端口
只属于一个VLAN，用于连接终端设备（电脑、打印机等）。
帧进出Access口时不带VLAN标签。
Trunk端口
可以传输多个VLAN的流量，用于连接交换机与交换机、交换机与路由器之间。
帧通过Trunk口时会打上VLAN标签（802.1Q）。
802.1Q标签格式
当帧通过Trunk链路传输时，交换机会在以太网帧中插入一个4字节的802.1Q标签：
目的MAC
6字节
源MAC
6字节
802.1Q标签
4字节（新增）
类型
2字节
数据
FCS
4字节
802.1Q标签的4字节包含：
- • TPID（2字节）：固定值0x8100，标识这是一个802.1Q帧
- • 优先级（3位）：帧的QoS优先级（0-7）
- • CFI（1位）：规范格式指示
- • VLAN ID（12位）：VLAN编号，范围0-4095（实际可用1-4094）
💡 12位VLAN ID意味着最多支持4094个VLAN，对于大多数企业来说完全够用。
Trunk工作过程
1. PC-A（VLAN 10）发送帧到交换机SW1的Access端口，帧不带VLAN标签
2. SW1收到后，知道该端口属于VLAN 10，给帧打上VLAN 10标签
3. 帧通过Trunk链路发送到SW2，带着VLAN 10标签
4. SW2收到后，读取标签知道这是VLAN 10的帧，只转发到VLAN 10的Access端口
5. 从Access端口发出时，去除VLAN标签，恢复为普通帧
VLAN配置实战演示
在Packet Tracer中演示创建VLAN、分配端口、配置Trunk链路的完整过程
在Packet Tracer中演示创建VLAN、分配端口、配置Trunk链路的完整过程
📚 四、VLAN间通信（简介）
不同VLAN默认无法通信。如果财务部（VLAN 10）需要访问研发部（VLAN 20）的服务器，需要通过VLAN间路由：
方法一：路由器单臂路由
路由器的一个物理接口配置多个子接口，每个子接口对应一个VLAN。交换机通过Trunk连接路由器。
适合小型网络，但路由器接口是瓶颈。
方法二：三层交换机
使用三层交换机的SVI（虚拟接口），每个VLAN配一个虚拟网关IP，在交换机内部完成路由。
速度快、是企业网络的主流方案。
✅ 课堂小测
随堂测验
第 1/5 题VLAN的主要作用是什么？
📋 本课小结
VLAN在一台交换机上逻辑划分多个广播域，提高安全性和性能。
基于端口的VLAN划分最常用，将端口分配到不同VLAN。
Trunk链路用802.1Q标签标识VLAN，一条线路传输多个VLAN的流量。
VLAN间通信需要路由器或三层交换机进行VLAN间路由。