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【25软考网工】第三章（3）虚拟局域网VLAN

news 来源：原创 2025/6/29 11:43:01

一、虚拟局域网VLAN

1. VLAN基础

        定义：根据管理功能、组织机构或应用类型对交换局域网进行分段而形成的逻辑网络。例如将大型网络划分为多个VLAN（如VLAN1-4）。

 

        优势：

  • 管理便利：便于对不同部门或功能进行分组管理
  • 安全隔离：单个VLAN内的安全问题（如PC中毒）不会影响其他VLAN
  • 策略控制：更容易实现访问控制策略

        通信规则：不同VLAN间通信必须经过三层设备（路由器/三层交换机/防火墙等）

注意:考试中默认"交换机"指二层交换机，需明确标注"三层"才具备跨VLAN通信功能。

 

冲突域和广播域:

        (1)一个中继器和集线器是一个冲突域

        (2)网桥/交换机的一个接口为一个冲突域

        (3)一个VLAN为一个广播域，交换机默认所有接口都在VLAN 1（没有划分VLAN）

1）冲突域



        基本概念：连接在同一共享介质上的所有节点集合，节点竞争同一带宽，任一节点发出的报文（单播/组播/广播）均可被其他节点接收。

        典型场景：

  • 早期以太网的同轴电缆总线结构（物理层冲突）
  • 集线器组网的半双工通信（逻辑层冲突）

        解决机制：

  • CSMA/CD：载波监听多路访问/冲突检测协议
  • 设备差异：
    • 中继器/集线器：整个设备属于1个冲突域
    • 网桥/交换机：每个接口为独立冲突域（如图中交换机组网形成5个冲突域）

        影响因素：同一介质节点越多，冲突概率越大

2）广播域



       定义：广播报文能到达的整个网络范围，同一广播域内主机均可接收广播报文。

设备特性：

  • 传统以太网（集线器/总线型）：整个网络为1个广播域
  • 交换机：默认所有接口在VLAN1（1个广播域），划分VLAN后可创建多个广播域
  • 路由器：每个接口为独立广播域（天然隔离广播）

典型示例：

  • 未划分VLAN的交换网络：所有主机处于同一广播域
  • 划分VLAN10/20后：广播仅在本VLAN内传播

3）应用案例

例题:VLAN域判断

答案：B

冲突域分析：

  • 网桥接口：2个冲突域（左右各1）
  • 交换机接口：2个冲突域（上下各1）
  • 总计：4个冲突域（非选项A的2个）

广播域分析：

  • 路由器左右接口：天然隔离形成2个广播域（选项B正确）

ARP传播限制：

  • 广播报文不能跨越路由器（选项D错误）
  • Q查找R的MAC地址时，ARP报文仅限左侧广播域

易错点：

  • 忽略路由器接口的广播域隔离特性
  • 混淆三层交换机与普通交换机的功能差异

2. 交换机VLAN划分

1）划分方式

静态划分：基于交换机端口进行划分，将指定接口划入对应VLAN。这是最常用的划分方式。

 

动态划分：包含四种实现方式：

  • 基于MAC地址划分（如将MAC地址为5489-98FC-5825的设备划入指定VLAN）
  • 基于策略划分（可结合MAC地址、IP地址等条件）
  • 基于网络层协议划分（如区分IPv4/IPv6）
  • 基于网络层地址划分（按IP地址段划分）

2）跨VLAN通信

实现设备：必须通过三层设备（路由器或三层交换机）才能实现不同VLAN间的通信

典型应用：企业网络中研发部、测试部、市场部的VLAN可以跨越不同楼层部署

3. VLAN划分配置

1）静态配置

创建VLAN： [Huawei] vlan 10

退出： quit

接口配置：

  • 进入接口模式：interface GigabitEthernet0/0/1
  • 设置接口类型为access：port link-type access
  • 把接口加入VLAN：port default vlan 10

2）动态配置

基于MAC地址进行VLAN划分配置命令：

  • 创建VLAN：[Huawei] vlan 20
  • 绑定MAC地址：mac-vlan mac-address 5489-98FC-5825

基于策略配置命令：

  • 创建VLAN：[Huawei] vlan 20
  • 策略配置：policy-vlan mac-address 0-1-1 ip 10.1.1.1 priority 7
  • 注意：该配置会同时匹配MAC地址和IP地址，并设置802.1p优先级为7

4. VLAN作用

（1）流量控制：限制广播域范围，有效控制广播风暴，减小冲突域，提高带宽利用率

（2）安全增强：通过路由配置实现VLAN间通信过滤，提供流量控制和安全隔离

（3）灵活管理：突破地理限制按功能划分工作组，基于MAC划分时支持移动办公

考点提示

  • 案例题重点：VLAN划分方式（静态/动态）是案例分析题标准答案要点
  • 选择题考点：基于策略的VLAN划分配置曾考过选择题
  • 记忆要点：VLAN三大作用为教材标准内容，需重点记忆

5. 802.1Q标签

1）802.1Q标签字段概述

  • 基本结构：802.1Q标签共4字节，插入在以太网帧中源MAC地址之后、类型字段之前
  • 核心字段：重点掌握PRI（优先级）和VID（VLAN标识符）两个字段
  • 技术对比：相比VXLAN的24位VNI标识符（支持1600万虚拟网络），VLAN的12位VID支持规模较小
  • 封装方式：基于UPD封装

2）PRI（优先级）

  • 位数分配：占用3位空间，可表示0∼7共8个优先级
  • 实际应用：当多个帧等待发送时，交换机根据优先级决定发送顺序
  • 考试重点：优先级字段长度是高频考点（3位）

3）VID（VLAN标识符）

  • 位数分配：占用12位空间，理论可表示2^12=4096个VLAN
  • 特殊保留：VID0用于识别优先级，VID4095保留未用
  • 实际可用：有效VLAN编号范围为1∼4094，共4094个可用VLAN

4）VLAN数量及默认管理VLAN

  • 默认配置：VLAN 1是默认管理VLAN，不可删除
  • 初始状态：所有交换机端口默认属于VLAN1
  • 常见误区：虽然12位理论上支持4096个值，但实际可用只有4094个（需排除0和4095）

5）802.1Q标签在以太网帧中的位置

具体位置：位于源MAC地址（6字节）之后，类型/长度字段之前

字段组成：

  • TPID（16位）：标签协议标识符
  • PRI（3位）：优先级
  • CFI（1位）：规范格式指示器
  • VID（12位）：VLAN标识符

6）交换机对VLAN标签的处理

实现方式：由专用硬件自动完成添加/删除操作

性能特点：处理速度极快，几乎不引入网络延迟

处理主体：中间传输的交换机负责VLAN标签的增删操作，VLAN标记对用户透明

7）VLAN标记对用户透明

终端视角：

  • 发送端（如PC）产生标准以太网帧
  • 接收端（如服务器）接收标准以太网帧

传输过程：VLAN标记仅在网络设备间传递，终端设备不可见

6. 交换机端口类型

1）Access接口

  • 功能特点：仅能传输单个VLAN的数据
  • 典型应用：连接终端设备（PC、摄像头等）
  • 标签处理：接入端口会剥离VLAN标签

2）Trunk接口

  • 功能特点：可传输多个VLAN的数据
  • 典型应用：交换机之间的互联
  • 标签保留：会保留原始VLAN标签进行传输

3）Hybrid接口

  • 混合特性：兼具Access和Trunk接口的功能
  • 灵活控制：可自定义标签处理方式

4）QinQ（dot-1q)技术

  • 技术特点：采用双层VLAN标签（外层+内层）
  • 容量计算：支持4094×4094≈1600万个虚拟网络
  • 应用场景：主要应用于运营商城域网环境

7. 应用案例

1）例题:生成VLAN标记协议

 

  • 答案: A.IEEE 802.1q
  • 考点: 用于生成VLAN标记的协议
  • 解析: 题目问的是用于生成VLAN标记的协议，根据网络知识，IEEE 802.1q是用于生成VLAN标记的协议，因此选择A。

2）例题:VLAN作用描述判断



  • 答案: C
  • 考点: VLAN的描述
  • 解析:
    • A选项“VLAN的主要作用是隔离广播域”描述正确。
    • B选项“不同VLAN间须跨三层互通”描述正确，不同VLAN间需要通过路由器等三层设备进行互通。
    • C选项“VLAN ID可以使用范围为1~4095”描述错误，VLAN ID的可使用范围是1-4094，其中1是默认的管理VLAN，不能创建，也不能删除，0和4095保留，不能使用。
    • D选项“VLAN1不用创建且不能删除”描述正确。
  • 因此，不正确的选项是C。

3）例题:批量创建VLAN数量



  • 答案: D.2和11
  • 考点: 批量创建VLAN的命令及结果
  • 解析:
    • 命令“vlan batch 30 40”会创建VLAN 30和VLAN 40，共2个VLAN。
    • 命令“vlan batch 30 to 40”会创建VLAN 30到VLAN 40，包括30和40，共11个VLAN。
  • 因此，分别创建的VLAN数量是2和11，选择D。

4）例题:VLAN配置命令



  • 考点: VLAN配置命令的含义

60题答案: B

  • 配置命令: port-isolate enable
  • 含义: 同一VLAN下二层隔离。即配置了该命令的接口，在同一VLAN下将不能二层互通。
  • 选择: B选项“同一VLAN下二层隔离”描述正确。

61题答案: A

  • 配置命令: port trunk allow-pass vlan 10 to 30
  • 含义: 配置接口属于VLAN10-VLAN30，即允许这些VLAN的流量通过该接口。
  • 选择: A选项“配置接口属于VLAN10-VLAN30”描述正确。

注意: 华为设备的串口接口默认不放行除了VLAN 1的流量，如果需要放行其他VLAN的流量，需要手动配置。

知识小结

知识点

核心内容

考试重点/易混淆点

难度系数

VLAN定义与作用

根据管理功能、组织机构或应用类型对交换局域网进行逻辑分段

VLAN隔离广播域，提升安全性和管理灵活性

⭐⭐

跨VLAN通信

必须依赖三层设备（路由器/三层交换机）

考试陷阱：默认“交换机”指二层交换机，需明确“三层交换机”

⭐⭐⭐

冲突域与广播域

- 冲突域：集线器整体为1个，交换机每接口1个<br>- 广播域：1个VLAN=1个广播域，路由器每接口隔离广播域

易混淆：交换机未划分VLAN时默认所有接口在VLAN 1（1个广播域）

⭐⭐⭐⭐

VLAN划分方式

- 静态：基于接口<br>- 动态：基于MAC/策略/协议/IP段

案例题高频考点：动态划分的4种方法需记忆

⭐⭐⭐

802.1Q标签

4字节插入以太网帧，含3位优先级+12位VLAN ID（可用1-4094）

必考细节：标签位置（源MAC后）、VLAN 1不可删除

⭐⭐⭐⭐

交换机端口类型

- Access：单VLAN（接终端）<br>- Trunk：多VLAN（交换机互联）<br>- Hybrid/QinQ（特殊场景）

易错点：华为Trunk口需手动放行VLAN

⭐⭐⭐

VLAN数量限制

标准VLAN：4094个（1-4094）<br>扩展对比：VXLAN的VNI为24位（约1600万）

选择题高频：VLAN 0和4095保留

⭐⭐

端口隔离

同VLAN下接口二层隔离（需代理ARP实现通信）

配置题考点：port-isolate enable命令作用

⭐⭐⭐

 

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编程日记 2025/6/29 11:32:56

leetcode 2799. 统计完全子数组的数目 中等

给你一个由 正 整数组成的数组 nums 。 如果数组中的某个子数组满足下述条件&#xff0c;则称之为 完全子数组 &#xff1a; 子数组中 不同 元素的数目等于整个数组不同元素的数目。 返回数组中 完全子数组 的数目。 子数组 是数组中的一个连续非空序列。 示例 1&#xff…...

编程日记 2025/6/29 9:12:20

使用RabbitMQ实现判题功能

这次主要选用RabbitMQ消息队列来对判题服务和题目服务解耦&#xff0c;题目服务只需要向消息队列发送消息&#xff0c;判题服务从消息队列中取信息去执行判题&#xff0c;然后异步更新数据库即可。 五一宝宝请快点跑~~~~~ 先回顾一下RabbitMQ &#xff08;1&#xff09;引入依…...

编程日记 2025/6/29 12:06:42

无过拟合的记忆：分析大语言模型的训练动态

Kushal Tirumala⇤ Aram H. Markosyan⇤ Luke Zettlemoyer Armen Aghajanyan Meta AI 研究 {ktirumala,amarkos,lsz,armenag}fb.com 原文链接&#xff1a;[2210.09262] Physics-Driven Convolutional Autoencoder Approach for CFD Data Compressions 摘要 尽管超大语言模型…...

编程日记 2025/6/29 10:43:37

【Java面试笔记：进阶】16.synchronized底层如何实现？什么是锁的升级、降级？

在 Java 中，synchronized 关键字的底层实现依赖于 对象头（Object Header） 和 监视器锁（Monitor） 机制，并通过 锁的状态升级（Lock Escalation） 来优化同步性能。 1. synchronized 的底层实现 synchronized 的同步机制基于 Monitor 对象，它是同步的基本实现单元。 通过…...

编程日记 2025/6/29 9:14:07

python可视化：北方城市人口流动趋势分析1

python可视化&#xff1a;北方城市人口流动趋势分析1 斑点鱼在做销售数据分析时发现北京天津的同比下滑明显&#xff0c;客流下滑明显。而山东保定的客流同比上升。引起了斑点鱼对于北方人口流动的好奇。 所以本文将分析2025年北方地区(北京、天津、河北、山东、山西、辽宁等)…...

编程日记 2025/6/29 9:12:06

wps excel 常用操作

数据分列 对于有分隔规律的内容&#xff0c;可以通过分隔符将该内容进行分列 例如&#xff0c;以下字符串&#xff0c;可使用Excel对包含IP地址、数据库类型、环境、负责人和日期的字符串进行分列&#xff1a; 192.168.175.211-MySQL 数据库-DEV-李华-2025.06.30 将以上字符串…...

编程日记 2025/6/29 9:11:57

云智融合普惠大模型AI，政务服务重构数智化路径

2025年是“十四五”收官之年&#xff0c;数字政府和政务数智化作为“数字中国”建设的重点&#xff0c;已经取得了显著成效。根据《联合国电子政务调查报告2024》&#xff0c;我国电子政务发展指数全球排名第35位&#xff0c;与2022年相比提升8个名次&#xff1b;其中&#xff…...

编程日记 2025/6/29 9:12:12

全行业软件定制：APP/小程序/系统开发与物联网解决方案

在数字化浪潮席卷全球的今天&#xff0c;软件已经渗透到我们生活的方方面面&#xff0c;成为推动社会进步的重要力量。作为一家专注于专业软件定制开发的公司&#xff0c;哲科软件深知每一个行业、每一个企业都有其独特的需求和痛点。因此&#xff0c;我们致力于提供个性化软件…...

编程日记 2025/6/29 11:31:55

Java虚拟机（JVM）家族发展史及版本对比

Java虚拟机&#xff08;JVM&#xff09;家族发展史及版本对比 一、JVM家族发展史 1. 早期阶段&#xff08;1996-2000&#xff09; Classic VM&#xff08;Java 1.0-1.1&#xff09;&#xff1a; 厂商&#xff1a;Sun Microsystems&#xff08;Oracle前身&#xff09;。特点&…...

编程日记 2025/6/29 9:12:03

电脑怎么强制退出程序回到桌面 详细操作步骤

电脑日常使用过程中&#xff0c;我们有时会遇到程序无响应或卡死的情况&#xff0c;这时需要采取措施强制关闭这些程序才能保持电脑的正常工作和运行。那么&#xff0c;电脑如何强制退出程序呢&#xff1f;其实方法有很多种&#xff0c;下面便为大家介绍几种电脑强制关闭程序的…...

编程日记 2025/6/29 10:16:54

蓝牙 LE：安全模式和程序说明（蓝牙中的网络安全）

在蓝牙低功耗 (BLE) 中，安全性是一个多方面的难题。了解 BLE 的三种主要安全模式以及五个关键的 BLE 安全程序。 毫无疑问，低功耗蓝牙 (BLE) 技术的迅猛发展为我们的生活带来了更多便利。然而，随着低功耗蓝牙设备的普及，人们对其安全性的担忧也日益加剧。 与普遍看法相反…...

编程日记 2025/6/29 9:12:07

低代码平台开发胎压监测APP

项目介绍 该项目是一个利用Flutter框架和蓝牙技术实现轮胎压力实时监测的应用。 主要功能如下&#xff1a; 用于接收蓝牙模块传输的胎压数据&#xff0c;并实时显示胎压值。APP对接收到的胎压数据进行处理&#xff0c;如单位转换、数据滤波等&#xff0c;然后将处理后的胎压值…...

编程日记 2025/6/29 11:30:42

GNOME扩展入门：日期时间

Getting Started | GNOME JavaScript 1.扩展路径 ~/.local/share/gnome-shell/extensions/ 2.新建文件夹 datetimesonichy 3.metadata.json {"uuid": "datetimesonichy","name": "datetime","description": "Dis…...

编程日记 2025/6/29 9:15:25