网络运维与网络安全 学习笔记2023.11.18

网络运维与网络安全 学习笔记 第十九天
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今日目标

冲突域和交换机工作原理、广播域和VLAN原理
VLAN配置、TRUNK原理与配置、HYBRID原理与配置

冲突域和交换机工作原理

冲突域概述
定义
网络设备发送的数据,产生冲突的区域(范围)
对象
“数据”指的是OSI模型第一层(物理层)的PDU-电信号
问题
电信号产生冲突后,就会造成数据损坏,导致数据传输失败
如果冲突过多,则传输效率就会降低

解决方案
分割冲突域
将达的冲突域分割成很多小的冲突域
不同的冲突域之间相互隔离,互不影响
每个冲突域的范围变小,设备变少,冲突概率降低
改变端口双工模式
半双工,每个端口同一时刻,只能一个方向传输数据,容易产生冲突
全双工,每隔端口同一时刻,两个方向可以同时传输,不会产生冲突
为了提高传输效率,分割冲突域

分割冲突域
交换机
交换机的每个端口访问另一个端口时,都有一条专有的线路,不会产生冲突。
即交换机的每一个端口,都是一个不同的冲突域
半双工
在同一时刻,数据只能单向传输
全双工
在同一时刻,数据可以双向传输

交换机概述
交换机是用来连接局域网的主要设备
交换机能够根据以太网帧中目标MAC地址智能的转发数据,因此交换机工作在数据链路层
交换机可以分割冲突域,实现全双工通信
交换机转发数据,主要依靠的是核心工作表:MAC地址表
交换机的转发原理
初始状态,MAC地址表是空的
初始状态
MAC地址学习
广播未知数据帧
接收方回应
交换机实现单播通信
学习
通过学习数据帧的源MAC地址哎形成MAC地址表
广播
若目标MAC地址在MAC地址表中没有,交换机就向该数据帧的入端口外的其他所有端口广播该数据帧
转发
交换机根据MAC地址表和目标MAC地址,单播转发数据帧
更新
交换机MAC地址表中的转发条目是动态学习到的,老化时间是300秒
如果发现一个帧的入端口和MAC地址表中该源MAC地址所对应的端口不同,交换机将MAC地址重新学习到新的端口

广播域和VLAN原理

广播域概述
定义
广播域指接收同样广播消息的节点的集合
如:在该集合中的任何一个节点传输一个广播帧,则所有其他能收到这个帧的节点都被认为是该广播域的一部分
通常“一个IP网段,就是一个广播域”
问题
交换机分割冲突域,但是不分割广播域,即交换机的所有端口属于同一个广播域
解决方案
在交换机上使用VLAN技术,隔离广播域

VLAN概述
什么是VLAN
Virtual LAN(虚拟局域网)是物理设备上连接的不受物理位置限制的用户所组成的一个逻辑组
在交换机上,不同的VLAN属于不同的广播域
不同VLAN中的主机发送的广播流量,不能互通
VLAN的划分方式
通常是基于端口划分
端口模式
Access端口
永远只能属于一个VLAN
Trunk端口
可以同时属于多个VLAN
Hybrid端口
可以类似于access端口,也可以类似于trunk端口工作
VLAN帧格式
在交换机内部,通过Tag区分不同VLAN的数据
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PVID
PVID表示端口所属的VLAN
端口收到没有标签的数据时,都使用PVID表示的数值打标签
默认情况下,交换机所有端口的PVID都是1
场景
通常连接终端设备(非交换机设备)
特点
只能属于一个VLAN
发送的数据,没有vlan标签
接收数据时,用端口PVID的数值作为标签

VLAN的配置

配置VLAN的步骤
创建VLAN
创建单个VLAN
批量创建VLAN
将端口加入到相应的VLAN中
验证

创建与删除VLAN
创建单个VLAN
[Huawei]vlan 10
[Huawei-vlan10]description VLAN-NAME //(可选)VLAN描述
批量创建VLAN
[Huawei]vlan batch 10 15 20

[Huawei]vlan batch 30 to 35
删除VLAN
[Huawei]undo vlan 10
[Huawei]undo vlan batch 10 15
[Huawei]undo vlan batch 30 to 35
将端口加入VLAN
设置端口模式成Access
加入VLAN
[Huawei]interface Ethernet0/0/1
[Huawei-Ethernet0/0/1]port link-type access
[Huawei-Ethernet0/0/1]port default vlan 2
批量将端口加入VLAN
首先将某些端口加入端口组,然后将端口组加入VLAN
[Huawei]port-group 1
[Huawei-port-group-1]group-member Ethernet 0/0/1 to Ethernet 0/0/10
[Huawei-port-group-1]port link-type access
[Huawei-port-group-1]prot default vlan 2
检查VLAN信息
[Huawei]display vlan
[Huawei]display vlan vlan-id

Trunk原理与配置

如何实现交换机之间的相同VLAN通信
每个VLAN一条链路?
只使用一条链路,那么来自多个VLAN的数据如何标识?
交换机为每隔去往其他交换机的数据帧打上VLAN标识
链路类型
Access,接入链路
用于连接非交换机设备,比如PC等终端设备
Trunk,干道链路
用于连接交换机设备

Trunk端口
Trunk端口发送帧时,Tag与端口PVID不同则直接发送;如果与端口PVID相同则去除Tag后再发送
Trunk端口收到帧时,该帧不携带Tag,将打上端口的PVID;如果携带Tag,则不做改变
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配置Trunk端口
设置端口链路类型为Trunk
为Trunk端口添加允许的VLAN
[Huawei]interface Ethernet0/0/1
[Huawei-Ethernet0/0/1]port link-type trunk
[Huawei-Ethernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan 2

配置Trunk实例
第一步:再交换机sw1上添加VLAN
system-view
[Huawei]sysname sw1
[sw1]vlan batch 2 3

第二步:将接口添加到相应的VLAN中
[sw1]port-group 1
[sw1-port-group-1]group-member Ethernet 0/0/1 to Ethernet 0/0/3
[sw1-port-group-1]port link-type access
[sw1-port-group-1]port default vlan 1

[sw1]port-group 2
[sw1-port-group-2]group-member Ethernet 0/0/4 to Ethernet 0/0/10
[sw1-port-group-2]port link-type access
[sw1-port-group-2]port default vlan 2

[sw1]port-group 3
[sw1-port-group-3]group-member Ethernet 0/0/11 to Ethernet 0/0/23
[sw1-port-group-3]port link-type access
[sw1-port-group-3]port default vlan 3

第三步:配置交换机之间互联的端口为Trunk
[sw1]interface Ethernet0/0/24
[sw-Ethernet0/0/24]port link-type trunk
[sw-Ethernet0/0/24]port trunk allow-pass vlan 2 3

配置结果验证
如果配置正确,连接在SW1上的属于VLAN 1、2、3主机能够ping通SW2上VLAN1、2、3的主机
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Hybrid原理与配置

VLAN标签控制
Access端口
发送的数据帧都不添加标签
Trunk端口
除了PVID标识的vlan中的数据不带标签,发送出去的数据都有标签
Hybrid端口
可以像access端口一样,发送出去的数据都不带标签
可以像trunk端口一样,发送出去的数据都携带标签
可以凌空控制端口上发送的某些vlan的数据携带标签,某些vlan不带标签

Hybrid端口配置
在端口中设置为Hybrid模式
华为交换机的端口,默认的模式为hybrid
为Hybrid端口配置PVID
华为交换机的hybrid端口,默认的PVID为1
[Huawei-Ethernet0/0/1]port link-type hybrid
[Huawei-Ethernet0/0/1]port hybrid pvid vlan 10
在端口中设置通过的VLAN数据
tagged表示允许该参数后面的vlan,并且该vlan的数据都要携带标签
untagged表示允许该参数后面的vlan,并且该vlan的数据不携带标签
可以同时在端口上配置tagged参数和untagged参数
[Huawei-Ethernet0/0/1]port hybrid tagged vlan 10
[Huawei-Ethernet0/0/1]port hybrid untagged vlan 20
实现Access端口效果
确保两个PC互通
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实现Trunk端口效果
实现不同交换机上的 相同VLAN 的PC互通
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实现不同VLAN间PC不可互访,而不同vlan的PC均可访问服务器
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