单元二 任务3 组建虚拟局域网（课件）-《计算机网络应用基础》（高教版）同步精品课堂

2.3 组建虚拟局域网 计算机网络应用基础 同步精品课堂 高等教育出版社 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学目标 一 理解虚拟局域网概念及带内、带外管理概念并能区分 掌握虚拟局域网的优点，了解常见划分方法 教学重难点 二 虚拟局域网的概念和优点 虚拟局域网的划分方法 带内管理和带外管理的概念及区别 虚拟局域网划分方法的实际应用 带内管理和带外管理在实际网络中的具体实现和选择 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 导入新课 三 某企业有多个部门，如财务部、销售部、技术部等，各部门的计算机都连接在同一个局域网中。但财务部的信息需要严格保密，不能被其他部门访问，而目前的网络状况无法满足这一需求，有什么办法可以解决这个问题呢？ 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 一、虚拟局域网 1.概念： VLAN是一种将局域网内的设备划分成与物理位置无关的逻辑组的技术，这些逻辑组具有某些共同的需求。 不同 VLAN 之间的设备彼此隔离，即使它们物理上连接在同一个交换机上，也无法直接通信。 每个 VLAN 都是一个独立的广播域。 三层交换机/路由器 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 一、虚拟局域网 有同一个局域网内的各节点才属于同一个“广播域” 冲突域：如果两个节点同时发送数据，会导致冲突，则二者处于同一个“冲突域” 广播域：如果一个节点发送广播帧，可以被另一个节点接收，则二者处于同一个“广播域” 第三层设备能划分广播域。路由器的每一个端口就是一个广播域。 第二层设备能划分冲突域。即交换机的每一个端口就是一个冲突域。 集线器不隔离冲突域，也不隔离广播域 以太网交换机隔离冲突域，但不隔离广播域 路由器既隔离冲突域，也隔离广播域 交换机？ 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 一、虚拟局域网 广播域和冲突域的区分和计算： 4个冲突域，1个广播域 分析： 没有路由器等第三层设备，所以只有一个广播域； 第二次设备交换机，4个端口直连，有4个冲突域。 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 一、虚拟局域网 广播域和冲突域的区分和计算： 3个冲突域，3个广播域 分析： 路由器的3个端口连接3个Bub,3个广播域；每个Hub下面的所有主机组成一个冲突域。 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 一、虚拟局域网 广播域和冲突域的区分和计算： 9个冲突域，3个广播域 分析： 路由器3个端口，3个广播域； 每个交换机3个端口连接3台主机共6个冲突域，Hub下面所有主机组成一个冲突域。 关键：路由器到交换机之间还是存在冲突域的，所以到两个交换机分别有2个冲突域。（6+1+2） 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 一、虚拟局域网 把 VLAN 理解为一张“虚拟的局域网地图”： 不同部门（如财务部、研发部、销售部）就像住在不同小区的住户； 即使这些住户（设备）住在同一栋大楼（同一台交换机）里，只要分属不同 VLAN，他们之间也不能随便“串门”； 除非有专门的“门禁系统”（三层交换或路由）开放通道，否则通信受限。 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 一、虚拟局域网 VLAN 的逻辑组成 在 VLAN 中，交换机端口拥有两个关键属性： VLAN 的工作机制： 1. 当数据帧经过交换机端口时，交换机会查看该端口的 VLAN 属性； 2. 若数据帧没有携带 VLAN Tag，交换机会打上默认的 PVID（Port VLAN ID）； 3. 若数据帧带有 VLAN Tag，交换机会检查该端口是否允许该 VLAN 通过。 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 一、虚拟局域网 2.优点 ① 降低广播风暴带来的影响 在没有 VLAN 的情况下，整个二层网络是一个统一的广播域。 广播帧、多播帧，甚至目的地址未知的单播帧，都会在整个局域网中泛滥，导致： 网络带宽被无意义的数据占用； 设备处理压力增大； 严重时可能引发广播风暴，使网络瘫痪。 使用 VLAN 后，每个 VLAN 是一个独立的广播域，广播帧不会跨 VLAN 传播，从根本上降低了广播风暴的风险。 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 一、虚拟局域网 ②提高网络的安全性 VLAN 可以根据组织架构（如部门）进行划分，使不同部门的设备逻辑上互相隔离： 财务部门设备与研发部门设备互相看不见； 避免信息泄露和非法访问； 即使设备连接在同一台交换机上，只要属于不同 VLAN，也无法通信。 ③简化网络结构管理 VLAN 实现了网络的逻辑划分，使得： 不同地点的用户可以被划入同一个 VLAN; 网络结构不再受限于物理位置; 用户迁移时只需修改 VLAN 配置，无需重新布线。 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 二、虚拟局域网的划分方法 ①基于端口划分：根据交换机的端口编号来划分VLAN，但是当主机移动位置时，需要重新配置VLAN。 ②基于MAC地址划分：根据主机网卡的MAC地址划分VLAN，即使主机移动位置也不需要重新配置VLAN。 ③基于IP子网划分：交换机在收到不带标签的数据帧时，根据报文携带的IP地址给数据帧添加VLAN标签。 ④基于协议划分：根据数据帧的协议类型（或协议族类型）、封装格式来分配VLAN ID。 ⑤基于策略划分：使用几个条件的组合来分配VLAN标签。这些条件包括IP子网、端口和IP地址等，针对每一条策略都是需要手工配置的。 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 二、虚拟局域网的划分方法 基于端口的VLAN划分方法在实际中最为常见。 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 二、虚拟局域网的划分方法 VLAN链路类型： 用户主机和交换机之间的链路为接入（Access）链路——只属于一个 VLAN。 交换机与交换机之间的链路为干道（Trunk）链路——可承载多个 VLAN 的报文。 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 三、交换机带内管理与带外管理 带外管理是指通过网络设备的专用管理接口进行管理，管理流量与业务流量完全分离。常见的带外管理方式包括Console接口、专用管理接口（如MEth接口）以及独立的带外管理网络。 将交换机通过console线和电脑连接在一起（如图所示），打开电脑的设备管理器，查看端口名称。 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 三、交换机带内管理与带外管理 带内管理是指通过网络设备的业务接口进行管理，管理流量与业务流量共享同一网络路径。常见的带内管理协议包括SSH、Telnet、HTTP/HTTPS等。 通过Telnet管理交换机要具备的条件： ①交换机配置IPv4/IPv6地址 ②配置主机的IP地址，要与交换机的VLAN1接口IP地址在同一网段 师生互动 五 实践操作：划分虚拟局域网 1. 登录交换机的管理界面。 2. 进入 VLAN 配置模式。 3. 创建虚拟局域网，设置 VLAN 编号。 4. 将交换机的端口分配到相应的虚拟局域网中。 随堂练习 六 1.以下关于虚拟局域网的说法，正确的是（ ） A. 虚拟局域网是物理上划分的子网 B.各虚拟局域网之间可以直接通信 C.虚拟局域网可以提高网络安全性 D. 虚拟局域网不能简化网络管理 答案：C 解析：VLAN 通过逻辑隔离将网络划分为不同区域，不同 VLAN 内的设备默认无法直接访问，可有效限制敏感数据的传播范围，减少未授权访问的风险，从而提高网络安全性。 随堂练习 六 2.虚拟局域网最常用的划分方法是（ ） A. 基于 MAC 地址的划分 B. 基于端口的划分 C. 基于 IP 地址的划分 D. 基于协议的划分 答案：B 解析：通过交换机的端口来划分 VLAN，即某个端口被固定分配到特定 VLAN，连接到该端口的设备自动属于对应 VLAN。其优点是配置简单、易理解、效率高，且对设备无特殊要求，兼容性强。这是目前企业和局域网中最常用的划分方式，适用于设备位置相对固定的场景（如办公区域按部门划分端口）。 随堂练习 六 3.下列属于带内管理特点的是（ ） A. 管理通道与数据传输通道分离 B. 不受网络故障影响 C. 方便远程管理 D. 通常需要现场操作 答案：C 解析：带内管理通过业务网络进行，只要设备能接入网络（如通过互联网、企业内网），管理员即可远程登录设备进行配置和监控，无需现场操作，这是带内管理的主要优势之一。 随堂练习 六 4. 某企业希望当员工的计算机在公司不同位置移动时，仍属于原虚拟局域网，应采用哪种划分方法（ ） A. 基于端口的划分 B. 基于 MAC 地址的划分 C. 基于 IP 地址的划分 D. 以上都可以 答案：B 解析：VLAN 划分依据设备的物理 MAC 地址（唯一且固定），一旦将某台计算机的 MAC 地址绑定到特定 VLAN，无论该设备连接到交换机的哪个端口，都会被归入原 VLAN。 ## 课堂小结（思维导图形式） ```mindmap ## **虚拟局域网（VLAN）** - 概念 - 物理局域网基础上，通过网络管理软件划分的逻辑虚拟子网 - 划分多个独立广播域，不同VLAN需通过路由器通信 - 优点 - 提高网络安全性（如部门信息隔离） - 提升网络性能（减少广播风暴） - 简化网络管理（设备移动无需改物理连接） - 划分方法 - 基于端口（最常用，按交换机端口分配） - 基于MAC地址（按网卡唯一地址，支持设备移动） - 基于IP地址（按网段划分，适合同网段设备） - 管理方式 - 带内管理 - 特点：用网络内部通道，支持远程，受网络故障影响 - 实现：Telnet、SSH、SNMP协议 - 带外管理 - 特点：用专门通道（如Console口），不受网络故障影响，需现场操作 - 实现：Console线连接+终端仿真软件（如超级终端） - 选择依据：日常远程管理选带内；初次配置/网络故障/高安全性需求选带外 课堂小结 七 概念 物理局域网基础上，通过网络管理软件划分的逻辑虚拟子网 划分多个独立广播域，不同VLAN需通过路由器通信 优点 提高网络安全性（如部门信息隔离） 提升网络性能（减少广播风暴） 简化网络管理（设备移动无需改物理连接） 划分方法 基于端口（最常用，按交换机端口分配） 管理方式 带内管理：Telnet、SSH、SNMP协议 带外管理：Console线连接+终端仿真软件（如超级终端） 谢谢 $$