VLAN技术在园区网络中应用非常广泛,聚合通常利用VLAN进行广播域的何优化隔离,每个VLAN属于一个广播域。网络网络规划时需要为每个广播域分配一个网关,探索如果VLAN数量过多,聚合会导致IP地址规划难度加大,何优化甚至会出现大量IP地址的网络浪费。 本系列主要介绍几种VLAN的探索高级技术,包括VLAN聚合、聚合MUX VLAN、何优化QinQ,进一步加深对VLAN高级技术的理解与应用。
在一般的三层交换机中,通常是采用一个VLAN对应一个VLANIF接口的方式实现广播域之间的互通,这在某些情况下导致了IP地址的浪费。 因为一个VLAN对应的子网中,子网号、子网广播地址、子网网关地址不能用作VLAN内的主机IP地址,且子网中实际接入的主机可能少于可用IP地址数量,空闲的IP地址也会因不能再被其他VLAN使用而被浪费掉。
例如,上图所示的VLAN规划中,VLAN2预计未来有10个主机地址的需求,但按编址方式,至少需要给其分配一个掩码长度是28的子网10.1.1.0/28,其中10.1.1.0为子网号,10.1.1.15为子网定向广播地址,10.1.1.1为子网缺省网关地址,这三个地址都不能用作主机地址,剩下范围在10.1.1.2~10.1.1.14的地址可以被主机使用,共13个。
为了解决上述问题,VLAN聚合应运而生。它通过引入Super-VLAN和Sub-VLAN的概念,使每个Sub-VLAN对应一个广播域,并让多个Sub-VLAN和一个Super-VLAN关联,只给Super-VLAN分配一个IP子网,所有Sub-VLAN都使用Super-VLAN的IP子网和缺省网关进行三层通信。
VLAN聚合(VLAN Aggregation,也称Super VLAN)指在一个物理网络内,用多个VLAN(称为Sub-VLAN)隔离广播域,并将这些Sub-VLAN聚合成一个逻辑的VLAN(称为Super-VLAN),这些Sub-VLAN使用同一个IP子网和缺省网关,进而达到节约IP地址资源的目的。
相对每一个普通VLAN都有一个三层逻辑接口和若干物理接口,VLAN聚合定义的Super-VLAN和Sub-VLAN比较特殊:
VLAN聚合实现示意图
按照VLAN聚合的实现方式,令VLAN10为Super-VLAN,分配子网10.1.1.0/24,VLAN2~VLAN4作为Super-VLAN10的Sub-VLAN。
同一个Sub-VLAN之间属于同一个广播域,因此相同Sub-VLAN之间可以通过二层直接通信。
不同Sub-VLAN之间进行通信,IP地址属于相同网段,因此主机会发送ARP请求,但是实际不同Sub-VLAN之间属于不同的广播域,因而ARP报文无法传递到其他Sub-VLAN,ARP请求得不到响应,设备无法学习到对端MAC地址,从而无法完成Sub-VLAN之间通信。 要实现Sub-VLAN之间的通信,需要在Super-VLAN 的VLANIF中开启ARP代理功能。
Super-VLAN VLANIF100开启ARP代理之后PC1和PC2之间通信过程如下:
当Sub-VLAN与其他设备进行二层通信时,与普通的VLAN内二层通信无区别。
由于Super-VLAN不属于任何物理接口,即不会处理任何携带Super-VLAN标签的报文。
Sub-VLAN二层通信过程举例:
当Sub-VLAN内的PC需要与其他网络进行三层通信时,首先将数据发往默认网关,即Super-VLAN对应的VLANIF,再进行路由。
如下图,某公司拥有多个部门,为了提升业务安全性,将不同部门划分到不同VLAN中。各部门均有访问Internet需求,且由于业务需要,部门1与部门2间需要互通,部门3与部门4间需要互通,但公司IP地址有限。
可通过部署VLAN聚合实现公司的需求,在Switch上部署Super VLAN 2和Super VLAN 3,将Sub VLAN 21和Sub VLAN 22聚合到Super VLAN 2中,将Sub VLAN 31和Sub VLAN 32聚合到Super VLAN 3中。这样,只需在Switch上为Super VLAN 2和Super VLAN 3分配IP地址,部门1和部门2的用户可通过Super VLAN 2的IP地址访问Internet,部门3和部门4的用户可通过Super VLAN 3的IP地址访问Internet,既实现了各部门访问Internet的需求,又节约了IP地址资源。同时,分别在Switch的Super VLAN 2、Super VLAN 3上配置Proxy ARP,即可实现部门1和部门2间的互通、部门3和部门4间的互通。
(1) 创建Super-VLAN:
[Huawei-vlan100] aggregate-vlan
(2) 将Sub-VLAN加入Super-VLAN
[Huawei-vlan100] access-vlan { vlan-id1 [ to vlan-id2 ] }
[Huawei-vlan100] access-vlan { vlan-id1 [ to vlan-id2 ] }
将Sub-VLAN加入到Super-VLAN中时,必须保证Sub-VLAN没有创建对应的VLANIF接口。
(3)(可选)使能Super-VLAN对应的VLANIF接口的Proxy ARP
[Huawei-vlanif100] arp-proxy inter-sub-vlan-proxy enable
使能Sub-VLAN间的Proxy ARP功能。
配置VLAN聚合组网图
某公司拥有多个部门且位于同一网段,为了提升业务安全性,将不同部门的用户划分到不同VLAN中,如上图所示,VLAN2和VLAN3属于不同部门。各部门均有访问Internet需求,同时由于业务需要,不同部门间的用户需要互通。
可以在SwitchB上部署VLAN聚合,将不同部门的VLAN聚合到Super VLAN中,这样,不同部门的用户可通过Super VLAN访问Internet。同时,为使部门间用户互通,在Super VLAN上部署Proxy ARP功能。采用如下思路配置VLAN聚合:
(1) 基本配置,就不再赘述。给出的是关键配置
(2) 在SwitchB上配置Super-VLAN 4,并将VLAN2、VLAN3加入到Super-VLAN 4,作为其Sub-VLAN。
[SwitchB] vlan 4[SwitchB-vlan4] aggregate-vlan[SwitchB-vlan4] access-vlan 2 to 3[SwitchB-vlan4] quit
(3) 创建并配置VLANIF4,使不同部门的用户可通过Super-VLAN 4访问Internet。
[SwitchB] interface vlanif 4[SwitchB-Vlanif4] ip address 10.1.1.1 255.255.255.0[SwitchB-Vlanif4] quit
(4) 在SwitchB上配置一条到出口网关Router的缺省静态路由,使用户能够访问Internet。
[SwitchB] ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.10.1.2
(5)在SwitchB的Super-VLAN 4下配置Proxy ARP,使不同部门的用户间三层互通。
[SwitchB] interface vlanif 4 [SwitchB-Vlanif4] arp-proxy inter-sub-vlan-proxy enable[SwitchB-Vlanif4] quit
责任编辑:赵宁宁 来源: 攻城狮成长日记 VLAN网络性能(责任编辑:知识)
日本超热门的视觉小说《NUKITASHI》中文版,将于2023年正式发售!
亚太卫星(01045.HK)年度纯利减少36.1% 每股盈利24.88港仙