虛擬局域網VLAN(Virtual Local Area Network)。VLAN是一種將局域網設備從邏輯上劃分成一個個網段，從而實現虛擬工作組的新興數據交換技術。這一新興技術主要應用于交換機和路由器中，但主流應用還是在交換機之中。但又不是所有交換機都具有此功能，只有VLAN協議的第三層以上交換機才具有此功能，這一點可以查看相應交換機的說明書即可得知。

IEEE于1999年頒布了用以標準化VLAN實現方案的802.1Q協議標準草案。VLAN技術的出現，使得管理員根據實際應用需求，把同一物理局域網內的不同用戶邏輯地劃分成不同的廣播域，每一個VLAN都包含一組有著相同需求的計算機工作站，與物理上形成的LAN有著相同的屬性。由于它是從邏輯上劃分，而不是從物理上劃分，所以同一個VLAN內的各個工作站沒有限制在同一個物理范圍中，即這些工作站可以在不同物理LAN網段。由VLAN的特點可知，一個VLAN內部的廣播和單播流量都不會轉發到其他VLAN中，從而有助于控制流量、減少設備投資、簡化網絡管理、提高網絡的安全性。

交換技術的發展，也加快了新的交換技術(VLAN)的應用速度。通過將企業網絡劃分為虛擬網絡VLAN網段，可以強化網絡管理和網絡安全，控制不必要的數據廣播。在共享網絡中，一個物理的網段就是一個廣播域。而在交換網絡中，廣播域可以是有一組任意選定的第二層網絡地址(MAC地址)組成的虛擬網段。這樣，網絡中工作組的劃分可以突破共享網絡中的地理位置限制，而完全根據管理功能來劃分。這種基于工作流的分組模式，大大提高了網絡規劃和重組的管理功能。在同一個VLAN中的工作站，不論它們實際與哪個交換機連接，它們之間的通訊就好象在獨立的交換機上一樣。同一個VLAN中的廣播只有VLAN中的成員才能聽到，而不會傳輸到其他的 VLAN中去，這樣可以很好的控制不必要的廣播風暴的產生。同時，若沒有路由的話，不同VLAN之間不能相互通訊，這樣增加了企業網絡中不同部門之間的安全性。網絡管理員可以通過配置VLAN之間的路由來全面管理企業內部不同管理單元之間的信息互訪。交換機是根據用戶工作站的MAC地址來劃分VLAN的。所以，用戶可以自由的在企業網絡中移動辦公，不論他在何處接入交換網絡，他都可以與VLAN內其他用戶自如通訊。

VLAN網絡可以是有混合的網絡類型設備組成，比如：10M以太網、100M以太網、令牌網、FDDI、CDDI等等，可以是工作站、服務器、集線器、網絡上行主干等等。

VLAN除了能將網絡劃分為多個廣播域，從而有效地控制廣播風暴的發生，以及使網絡的拓撲結構變得非常靈活的優點外，還可以用于控制網絡中不同部門、不同站點之間的互相訪問。

VLAN是為解決以太網的廣播問題和安全性而提出的一種協議，它在以太網幀的基礎上增加了VLAN頭，用VLAN ID把用戶劃分為更小的工作組，限制不同工作組間的用戶互訪，每個工作組就是一個虛擬局域網。虛擬局域網的好處是可以限制廣播范圍，并能夠形成虛擬工作組，動態管理網絡。

VLAN的目的

VLAN(Virtual Local Area Network，虛擬局域網)的目的非常的多。通過認識VLAN的本質，將可以了解到其用處究竟在哪些地方。

第一，要知道192.168.1.2/30和192.168.1.6/30都屬于不同的網段，都必須要通過路由器才能進行訪問，凡是不同網段網段間要互相訪問，都必須通過路由器。

第二，VLAN本質就是指一個網段，之所以叫做虛擬的局域網，是因為它是在虛擬的路由器的接口下創建的網段。

比如一個路由器只有一個用于終端連接的端口(當然這種情況基本不可能發生，只不過簡化舉例)，這個端口被分配了192.168.1.1/24的地址。然而由于公司有兩個部門，一個銷售部，一個企劃部，每個部門要求單獨成為一個子網，有單獨的服務器。那么當然可以劃分為192.168.1.0--127/25、192.168.1.128--255/25。但是路由器的物理端口只應該可以分配一個IP地址，那怎樣來區分不同網段了?這就可以在這個物理端口下，創建兩個子接口---邏輯接口實現。

邏輯接口 F0/0.1就分配IP地址192.168.1.1/25，用于銷售部，而F0/0.2就分配IP地址192.168.1.129/25，用于企劃部。這樣就等于用一個物理端口確實現了兩個邏輯接口的功能，這樣就將原本只能劃分一個網段的情形，擴展到了可以劃分2個或者更多個網段的情形。這些網段因為是在邏輯接口下創建的，所以稱之為虛擬局域網VLAN。

這是在路由器的層次上闡述了VLAN的目的。

第三，將在交換機的層次上闡述VLAN的目的。

在現實中，由于很多原因必須劃分出不同網段。比如就簡單的只有銷售部和企劃部兩個網段。那么可以簡單的將銷售部全部接入一個交換機，然后接入路由器的一個端口，把企劃部全部接入一個交換機，然后接入一個路由器端口。這種情況是LAN.然而正如上面所說，如果路由器就一個用于終端的接口，那么這兩個交換機就必須接入這同一個路由器的接口，這個時候，如果還想保持原來的網段的劃分，那么就必須使用路由器的子接口，創建VLAN.

同樣，比如兩個交換機，如果你想要每個交換機上的端口都分別屬于不同的網段，那么即使你有幾個網段，就提供幾個路由器的接口，這個時候，雖然在路由器的物理接口上可以定義這個接口可以連接哪個網段，但是在交換機的層次上，它并不能區分哪個端口屬于哪個網段，那么唯一實現能區分的方法，就是劃分VLAN，使用了VLAN就能區分出某個交換機端口的終端是屬于哪個網段的。

綜上，當一個交換機上的所有端口中有至少一個端口屬于不同網段的時候，當路由器的一個物理端口要連接2個或者以上的網段的時候，就是VLAN發揮作用的時候，這就是VLAN的目的。

VLAN的優點

1. 廣播風暴防范：

限制網絡上的廣播，將網絡劃分為多個VLAN可減少參與廣播風暴的設備數量。LAN分段可以防止廣播風暴波及整個網絡。VLAN可以提供建立防火墻的機制，防止交換網絡的過量廣播。使用VLAN，可以將某個交換端口或用戶賦于某一個特定的VLAN組，該VLAN組可以在一個交換網中或跨接多個交換機， 在一個VLAN中的廣播不會送到VLAN之外。同樣，相鄰的端口不會收到其他VLAN產生的廣 播。這樣可以減少廣播流量，釋放帶寬給用戶應用，減少廣播的產生。

2. 安全：

增強局域網的安全性，含有敏感數據的用戶組可與網絡的其余部分隔離，從而降低泄露機密信息的可能性。不同VLAN內的報文在傳輸時是相互隔離的，即一個VLAN內的用戶不能和其它VLAN內的用戶直接通信，如果不同VLAN要進行通信，則需要通過路由器或三層交換機等三層設備。

3.成本降低：

成本高昂的網絡升級需求減少，現有帶寬和上行鏈路的利用率更高，因此可節約成本。

4.性能提高：

將第二層平面網絡劃分為多個邏輯工作組(廣播域)可以減少網絡上不必要的流量并提高性能。

5.提高IT員工效率：

VLAN為網絡管理帶來了方便，因為有相似網絡需求的用戶將共享同一個VLAN。

6.簡化項目管理或應用管理：

VLAN 將用戶和網絡設備聚合到一起，以支持商業需求或地域上的需求。通過職能劃分，項目管理或特殊應用的處理都變得十分方便，例如可以輕松管理教師的電子教學開發平臺。此外，也很容易確定升級網絡服務的影響范圍。

7. 增加了網絡連接的靈活性。

借助VLAN技術，能將不同地點、不同網絡、不同用戶組合在一起，形成一個虛擬的網絡環境 ，就像使用本地LAN一樣方便、靈活、有效。VLAN可以降低移動或變更工作站地理位置的管 理費用，特別是一些業務情況有經常性變動的公司使用了VLAN后，這部分管理費用大大降低。

組建VLAN的條件

VLAN是建立在物理網絡基礎上的一種邏輯子網，因此建立VLAN需要相應的支持VLAN技術的網絡設備。當網絡中的不同VLAN間進行相互通信時，需要路由的支持，這時就需要增加路由設備——要實現路由功能，既可采用路由器，也可采用三層交換機來完成。同時還嚴格限制了用戶數量.

VLAN的劃分

1.根據端口來劃分VLAN

許多VLAN廠商都利用交換機的端口來劃分VLAN成員。被設定的端口都在同一個廣播域中。例如，一個交換機的1，2，3，4，5端口被定義為虛擬網AAA，同一交換機的6，7，8端口組成虛擬網BBB。這樣做允許各端口之間的通訊，并允許共享型網絡的升級。但是，這種劃分模式將虛擬網限制在了一臺交換機上。

第二代端口VLAN技術允許跨越多個交換機的多個不同端口劃分VLAN，不同交換機上的若干個端口可以組成同一個虛擬網。

以交換機端口來劃分網絡成員，其配置過程簡單明了。因此，從目前來看，這種根據端口來劃分VLAN的方式仍然是最常用的一種方式。

2.根據MAC地址劃分VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據每個主機的MAC地址來劃分，即對每個MAC地址的主機都配置它屬于哪個組。這種劃分VLAN方法的最大優點就是當用戶物理位置移動時，即從一個交換機換到其他的交換機時，VLAN不用重新配置，所以，可以認為這種根據MAC地址的劃分方法是基于用戶的VLAN，這種方法的缺點是初始化時，所有的用戶都必須進行配置，如果有幾百個甚至上千個用戶的話，配置是非常累的。而且這種劃分的方法也導致了交換機執行效率的降低，因為在每一個交換機的端口都可能存在很多個VLAN組的成員，這樣就無法限制廣播包了。另外，對于使用筆記本電腦的用戶來說，他們的網卡可能經常更換，這樣，VLAN就必須不停地配置。

3.根據網絡層劃分VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據每個主機的網絡層地址或協議類型(如果支持多協議)劃分的，雖然這種劃分方法是根據網絡地址，比如IP地址，但它不是路由，與網絡層的路由毫無關系。

這種方法的優點是用戶的物理位置改變了，不需要重新配置所屬的VLAN，而且可以根據協議類型來劃分VLAN，這對網絡管理者來說很重要，還有，這種方法不需要附加的幀標簽來識別VLAN，這樣可以減少網絡的通信量。

這種方法的缺點是效率低，因為檢查每一個數據包的網絡層地址是需要消耗處理時間的(相對于前面兩種方法)，一般的交換機芯片都可以自動檢查網絡上數據包的以太網幀頭，但要讓芯片能檢查IP幀頭，需要更高的技術，同時也更費時。當然，這與各個廠商的實現方法有關。

4.根據IP組播劃分VLAN

IP 組播實際上也是一種VLAN的定義，即認為一個組播組就是一個VLAN，這種劃分的方法將VLAN擴大到了廣域網，因此這種方法具有更大的靈活性，而且也很容易通過路由器進行擴展，當然這種方法不適合局域網，主要是效率不高。

5.基于規則的VLAN

也稱為基于策略的VLAN。這是最靈活的VLAN劃分方法，具有自動配置的能力，能夠把相關的用戶連成一體，在邏輯劃分上稱為“關系網絡”。網絡管理員只需在網管軟件中確定劃分VLAN的規則(或屬性)，那么當一個站點加入網絡中時，將會被“感知”，并被自動地包含進正確的VLAN中。同時，對站點的移動和改變也可自動識別和跟蹤。

采用這種方法，整個網絡可以非常方便地通過路由器擴展網絡規模。有的產品還支持一個端口上的主機分別屬于不同的VLAN，這在交換機與共享式Hub共存的環境中顯得尤為重要。自動配置VLAN時，交換機中軟件自動檢查進入交換機端口的廣播信息的IP源地址，然后軟件自動將這個端口分配給一個由IP子網映射成的VLAN。

6. 按用戶定義、非用戶授權劃分VLAN

基于用戶定義、非用戶授權來劃分VLAN，是指為了適應特別的VLAN網絡，根據具體的網絡用戶的特別要求來定義和設計VLAN，而且可以讓非VLAN群體用戶訪問VLAN，但是需要提供用戶密碼，在得到VLAN管理的認證后才可以加入一個VLAN。

* 以上劃分VLAN的方式中，基于端口的VLAN端口方式建立在物理層上;MAC方式建立在數據鏈路層上;網絡層和IP廣播方式建立在第三層上。

VLAN的標準

對VLAN的標準，我們只是介紹兩種比較通用的標準，當然也有一些公司具有自己的標準，比如Cisco公司的ISL標準，雖然不是一種大眾化的標準，但是由于Cisco Catalyst交換機的大量使用，ISL也成為一種不是標準的標準了。

· 802.10VLAN標準

在1995年，Cisco公司提倡使用IEEE802.10協議。在此之前，IEEE802.10曾經在全球范圍內作為VLAN安全性的同一規范。Cisco公司試圖采用優化后的802.10幀格式在網絡上傳輸FramTagging模式中所必須的VLAN標簽。然而，大多數802委員會的成員都反對推廣802.10。因為，該協議是基于FrameTagging方式的。

· 802.1Q

在1996年3月，IEEE802.1Internetworking委員會結束了對VLAN初期標準的修訂工作。新出臺的標準進一步完善了VLAN的體系結構，統一了Frame-Tagging方式中不同廠商的標簽格式，并制定了VLAN標準在未來一段時間內的發展方向，形成的802.1Q的標準在業界獲得了廣泛的推廣。它成為VLAN史上的一塊里程碑。802.1Q的出現打破了虛擬網依賴于單一廠商的僵局，從一個側面推動了VLAN的迅速發展。另外，來自市場的壓力使各大網絡廠商立刻將新標準融合到他們各自的產品中。

· Cisco ISL 標簽

ISL(Inter-Switch Link)是Cisco公司的專有封裝方式，因此只能在Cisco的設備上支持。ISL是一個在交換機之間、交換機與路由器之間及交換機與服務器之間傳遞多個VLAN信息及VLAN數據流的協議，通過在交換機直接的端口配置ISL封裝，即可跨越交換機進行整個網絡的VLAN分配和配置。