实用指南：网络工程师必备技能——vlan的原理与配置

一、VLAN 的特点与优势

1. 核心特点

不受地域限制

通过VLAN 是一种基于逻辑的网络划分方式，不依赖物理位置。同一 VLAN 内的设备，即使跨越不同楼层甚至不同建筑，只要凭借交换机或中继连接，依然能够直接进行二层通信。

二层通信隔离

只有同一 VLAN 内的终端设备才可以在二层直接互通，不同 VLAN 之间的通信需要三层设备（如路由器、三层交换机）进行转发。

2. 好处

灵活构建虚拟工作组：不依赖物理布线，减少了因为人员变动、部门调整带来的网络改动成本。

隔离广播域：在 VLAN 内部，广播包只能在该 VLAN 中传播，有效减少广播风暴风险，提升网络性能。

增强安全性与稳定性：不同业务隔离，限制未经授权的访问，降低广播攻击和 ARP 欺骗等风险。

二、VLAN 的基本原理

1. VLAN Tag 与 IEEE 802.1Q 协议

IEEE 802.1Q 协议规定，在以太网资料帧中插入一个4 字节的VLAN Tag，用来标识该帧所属的 VLAN。这种标签含有 VLAN ID 以及优先级等信息。

插入位置：在源 MAC 地址和类型字段之间。

常见 VLAN ID 范围：1~4094，其中 1 通常为管理 VLAN，1002-1005 为默认保留 ID，其余可用作自定义。

2. IEEE 802.1Q 数据帧格式

相比标准以太网帧，802.1Q 数据帧多了一个Tag 控制信息（TCI）字段，包括：

VLAN ID（12 位）

优先级（3 位）

CFI（1 位）

使交换机在多 VLAN 环境中能够识别数据所属的 VLAN。

三、VLAN 规划方法

1. 按业务划分

语音 VLAN（VoIP 设备）

视频 VLAN（会议系统）

信息 VLAN（PC、服务器）

2. 按组织架构划分

工程部 VLAN

财务部 VLAN

市场部 VLAN

3. 按应用场景划分

办公 VLAN

服务器 VLAN

教学 VLAN

实际案例如：

某园区网络结构如下：

VLAN	IP 地址段	用途
1	X.16.10.0/24	办公室用户
2	X.16.20.0/24	财务部
3	X.16.30.0/24	教室用户
100	Y.16.100.0/24	网络设备管理

这种规划既考虑了业务隔离，又方便基于子网的路由与 ACL策略调整。

四、典型应用场景

场景 1：商务楼多公司共用网络

问题：不同公司共用一台二层交换机，若不隔离，会造成网络广播干扰和安全风险。

解决方案：

将每个公司的接入口配置到独立的 VLAN，互不干扰，完成数据隔离。

统一出口接入三层设备，根据 VLAN 进行子网划分与 NAT 转换。

场景 2：公司内部部门隔离

需求：只有同一部门的员工可以访问部门内部资源，防止人员越权访问。

实施：

同部门员工接入统一VLAN。

配合三层交换机部署 ACL，建立跨 VLAN 的访问控制。

对接入交换机启用 端口安全，防止未授权设备接入。

场景3：基于 MAC 地址的 VLAN

部分场景下，可能没办法凭借接口固定 VLAN。这时可以采用基于 MAC 地址自动分配VLAN的方式，新设备接入后，交换机查表分配到对应 VLAN，安全性和灵活性更高。

五、VLAN 基础配置示例（常见交换机命令为例）

1.创建 VLAN

# 创建单个 VLAN

vlan 10

# 批量创建 VLAN 2~5

vlan batch 2 to 5

# 创建 VLAN 2 和 5

vlan batch 2 5

2.配备 Access 接口

interface GigabitEthernet 0/0/1

port link-type access # 设置接口为 Access 类型

port default vlan 10 # 将接口加入 VLAN 10

3. 调整 Trunk 接口

interface GigabitEthernet 0/0/2

port link-type trunk # 设置为 Trunk 链路

port trunk allow-pass vlan 10 20 30 # 允许依据 VLAN 10、20、30

4. 安装 VLAN 间通信（三层设备）

interface Vlanif 10

ip address 192.168.10.1 255.255.255.0

interface Vlanif 20

ip address 192.168.20.1 255.255.255.0

六、VLAN 部署的注意事项与优化建议

1. 合理划分 VLAN 数量

每个 VLAN 都是一个广播域，划分过多会增加三层转发压力，划分过少又失去隔离效果。一般建议一个 VLAN 100~200 台主机为宜。

2. 安全策略同步规划

VLAN 本身不负责安全策略，若需限制跨 VLAN 访问，需要结合路由器/三层交换机的 ACL。

3. 避免使用 VLAN 1 作为默认业务 VLAN

VLAN 1 为默认管理 VLAN，容易被攻击，将其隔离并仅用于交换机管理。

VLAN 规划，能够显著降低网络广播压力、提升安全性，并为未来网络扩展留下空间。而从配置角度看，掌握 VLAN Tag 原理，熟悉 Access/Trunk 链路和 VLAN ID 分配技巧，是每个网络管理员的必修课。

在实际工作中，VLAN 往往与 QoS、ACL、端口安全、链路聚合等技术结合运用，形成更加安全、高效、灵活的企业网络架构。