Tweet
VLAN là viết tắt của Virtual Local Area Network hay còn gọi là mạng LAN ảo. Một VLAN được định nghĩa là một nhóm logic các thiết bị mạng và được thiết lập dựa trên các yếu tố như chức năng, bộ phận, ứng dụng… của công ty
Hiện nay, VLAN đóng một vai trò rất quan trọng trong công nghệ mạng LAN. Để thấy rõ được lợi ích của VLAN, chúng ta hãy xét trường hợp sau :
Giả sử một công ty có 3 bộ phận là: Engineering, Marketing, Accounting, mỗi bộ phận trên lại trải ra trên 3 tầng. Để kết nối các máy tính trong một bộ phận với nhau thì ta có thể lắp cho mỗi tầng một switch. Điều đó có nghĩa là mỗi tầng phải dùng 3 switch cho 3 bộ phận, nên để kết nối 3 tầng trong công ty cần phải dùng tới 9 switch. Rõ ràng cách làm trên là rất tốn kém mà lại không thể tận dụng được hết số cổng (port) vốn có của một switch. Chính vì lẽ đó, giải pháp VLAN ra đời nhằm giải quyết vấn đề trên một cách đơn giản mà vẫn tiết kiệm được tài nguyên.
Như hình vẽ trên ta thấy mỗi tầng của công ty chỉ cần dùng một switch, và switch này được chia VLAN. Các máy tính ở bộ phận kỹ sư (Engineering) thì sẽ được gán vào VLAN Engineering, các PC ở các bộ phận khác cũng được gán vào các VLAN tương ứng là Marketing và kế toán (Accounting). Cách làm trên giúp ta có thể tiết kiệm tối đa số switch phải sử dụng đồng thời tận dụng được hết số cổng (port) sẵn có của switch.
Phân loại VLAN
Port - based VLAN: là cách cấu hình VLAN đơn giản và phổ biến. Mỗi cổng của Switch được gắn với một VLAN xác định (mặc định là VLAN 1), do vậy bất cứ thiết bị host nào gắn vào cổng đó đều thuộc một VLAN nào đó.
MAC address based VLAN: Cách cấu hình này ít được sử dụng do có nhiều bất tiện trong việc quản lý. Mỗi địa chỉ MAC được đánh dấu với một VLAN xác định.
Protocol – based VLAN: Cách cấu hình này gần giống như MAC Address based, nhưng sử dụng một địa chỉ logic hay địa chỉ IP thay thế cho địa chỉ MAC. Cách cấu hình không còn thông dụng nhờ sử dụng giao thức DHCP.
Lợi ích của VLAN
Tiết kiệm băng thông của hệ thống mạng:
VLAN chia mạng LAN thành nhiều đoạn (segment) nhỏ, mỗi đoạn đó là một vùng quảng bá (broadcast domain). Khi có gói tin quảng bá (broadcast), nó sẽ được truyền duy nhất trong VLAN tương ứng. Do đó việc chia VLAN giúp tiết kiệm băng thông của hệ thống mạng.
Tăng khả năng bảo mật:
Do các thiết bị ở các VLAN khác nhau không thể truy nhập vào nhau (trừ khi ta sử dụng router nối giữa các VLAN). Như trong ví dụ trên, các máy tính trong VLAN kế toán (Accounting) chỉ có thể liên lạc được với nhau. Máy ở VLAN kế toán không thể kết nối được với máy tính ở VLAN kỹ sư (Engineering).
Dễ dàng thêm hay bớt máy tính vào VLAN:
Việc thêm một máy tính vào VLAN rất đơn giản, chỉ cần cấu hình cổng cho máy đó vào VLAN mong muốn.
Giúp mạng có tính linh động cao:
VLAN có thể dễ dàng di chuyển các thiết bị. Giả sử trong ví dụ trên, sau một thời gian sử dụng công ty quyết định để mỗi bộ phận ở một tầng riêng biệt. Với VLAN, ta chỉ cần cấu hình lại các cổng switch rồi đặt chúng vào các VLAN theo yêu cầu.
VLAN có thể được cấu hình tĩnh hay động. Trong cấu hình tĩnh, người quản trị mạng phải cấu hình cho từng cổng của mỗi switch. Sau đó, gán cho nó vào một VLAN nào đó. Trong cấu hình động mỗi cổng của switch có thể tự cấu hình VLAN cho mình dựa vào địa chỉ MAC của thiết bị được kết nối vào.
Kiến thức cơ bản về Virtual LANs
Có nhiều kiểu VLAN khác nhau : VLAN 1 / Default VLAN / User VLAN / Native VLAN / Management VLAN. Mặc định, tất cả các giao diện Ethernet của Cisco switch nằm trong VLAN 1. Chính vì thế, việc phân biệt các kiểu VLAN trở lên khó khăn hơn. Bài viết này sẽ mô tả các kiểu VLAN khác nhau.
Mặc định, các thiết bị lớp 2 sẽ sử dụng một VLAN mặc định để đưa tất cả các cổng của thiết bị đó vào. Thêm vào nữa là có rất nhiều giao thức lớp 2 như CDP, PAgP, và VTP cần phải được gửi tới một VLAN xác định trên các đường trunk. Chính vì các mục đích đó mà VLAN mặc định được chọn là VLAN 1.
CDP, PagP, VTP, và DTP luôn luôn được truyền qua VLAN 1 và mặc định này không thể thay đổi được. Các khuyến cáo của Cisco chỉ ra rằng VLAN 1 chỉ nên dành cho các giao thức kể trên.
Default VLAN
VLAN 1 còn được gọi là default VLAN. Chính vì vậy, mặc định, native VLAN, management VLAN và user VLAN sẽ là thành viên của VLAN 1.
Tất cả các giao diện Ethernet trên switch Catalyst mặc định thuộc VLAN 1. Các thiết bị gắn với các giao diện đó sẽ là thành viên của VLAN 1, trừ khi các giao diện đó được cấu hình sang các VLAN khác.
User VLANs
Hiểu đơn giản User VLAN là một VLAN được tạo ra nhằm tạo ra một nhóm người sử dụng mà không phụ thuộc vào vị trí địa lý hay logic và tách biệt với phần còn lại của mạng ban đầu. Câu lệnh switchport access vlan được dùng để chỉ định các giao diện vào các VLAN khác nhau.
Native VLAN
Một chủ đề hay gây nhầm lẫn là Native VLAN. Native VLAN là một VLAN có các cổng được cấu hình trunk. Khi một cổng của switch được cấu hình trunk, trong phần tag của frame đi qua cổng đó sẽ được thêm một số hiệu VLAN thích hợp. Tất cả các frames thuộc các VLAN khi đi qua đường trunk sẽ được gắn thêm các tag của giao thức 802.1q và ISL, ngoại trừ các frame của VLAN 1. Như vậy, theo mặc định các frames của VLAN 1 khi đi qua đường trunk sẽ không được gắn tag.
Khả năng này cho phép các cổng hiểu 802.1Q giao tiếp được với các cổng cũ không hiểu 802.1Q bằng cách gửi và nhận trực tiếp các luồng dữ liệu không được gắn tag. Tuy nhiên, trong tất cả các trường hợp khác, điều này lại gây bất lợi, bởi vì các gói tin liên quan đến native VLAN sẽ bị mất tag.
Native VLAN được chuyển thành VLAN khác bằng câu lệnh :
Chú ý : native VLAN không nên sử dụng như là user VLAN hay management VLAN.
Management VLAN
Hiện nay, đa số các thiết bị như router, switch có thể truy cập từ xa bằng cách telnet đến địa chỉ IP của thiết bị. Đối với các thiết bị mà cho phép truy cập từ xa thì chúng ta nên đặt vào trong một VLAN, được gọi là Management VLAN. VLAN này độc lập với các VLAN khác như user VLAN, native VLAN. Do đó khi mạng có vấn đề như : hội tụ với STP, broadcast storms, thì một Management VLAN cho phép nhà quản trị vẫn có thể truy cập được vào các thiết bị và giải quyết các vấn đề đó.
Một yếu tố khác để tạo ra một Management VLAN độc lập với user VLAN là việc tách các thiết bị đáng tin cậy với các thiết bị không tin cậy. Do đó làm giảm đi khả năng các user khác đạt được quyền truy cập vào các thiết bị đó.
Configuring the router
Khi một giao diện của router được cấu hình ở mode trunk link, thì các frame nhận được từ native VLAN trên giao diện đó sẽ không được gắn tag. Và đối với các frame từ các VLAN khác sẽ có tag là ISL hoặc 802.1Q.
Để cấu hình một giao diện của router ở mode trunk link thì ta phải sử dụng subinterface. Mỗi một subinterface sẽ được cấu hình ứng với giao thức trunking trên mỗi switch là ISL hay 802.1Q. Chúng ta dùng câu lệnh sau :
Khi subinterface muốn nhận cả các frame của native VLAN thì phải được cấu hình thêm :
Chú ý : trong các phiên bản IOS trước 12.1(3)T, để cấu hình native VLAN thì phải cấu hình ở giao diện vật lý
Hiện nay, VLAN đóng một vai trò rất quan trọng trong công nghệ mạng LAN. Để thấy rõ được lợi ích của VLAN, chúng ta hãy xét trường hợp sau :
Giả sử một công ty có 3 bộ phận là: Engineering, Marketing, Accounting, mỗi bộ phận trên lại trải ra trên 3 tầng. Để kết nối các máy tính trong một bộ phận với nhau thì ta có thể lắp cho mỗi tầng một switch. Điều đó có nghĩa là mỗi tầng phải dùng 3 switch cho 3 bộ phận, nên để kết nối 3 tầng trong công ty cần phải dùng tới 9 switch. Rõ ràng cách làm trên là rất tốn kém mà lại không thể tận dụng được hết số cổng (port) vốn có của một switch. Chính vì lẽ đó, giải pháp VLAN ra đời nhằm giải quyết vấn đề trên một cách đơn giản mà vẫn tiết kiệm được tài nguyên.
Như hình vẽ trên ta thấy mỗi tầng của công ty chỉ cần dùng một switch, và switch này được chia VLAN. Các máy tính ở bộ phận kỹ sư (Engineering) thì sẽ được gán vào VLAN Engineering, các PC ở các bộ phận khác cũng được gán vào các VLAN tương ứng là Marketing và kế toán (Accounting). Cách làm trên giúp ta có thể tiết kiệm tối đa số switch phải sử dụng đồng thời tận dụng được hết số cổng (port) sẵn có của switch.
Phân loại VLAN
Port - based VLAN: là cách cấu hình VLAN đơn giản và phổ biến. Mỗi cổng của Switch được gắn với một VLAN xác định (mặc định là VLAN 1), do vậy bất cứ thiết bị host nào gắn vào cổng đó đều thuộc một VLAN nào đó.
MAC address based VLAN: Cách cấu hình này ít được sử dụng do có nhiều bất tiện trong việc quản lý. Mỗi địa chỉ MAC được đánh dấu với một VLAN xác định.
Protocol – based VLAN: Cách cấu hình này gần giống như MAC Address based, nhưng sử dụng một địa chỉ logic hay địa chỉ IP thay thế cho địa chỉ MAC. Cách cấu hình không còn thông dụng nhờ sử dụng giao thức DHCP.
Lợi ích của VLAN
Tiết kiệm băng thông của hệ thống mạng:
VLAN chia mạng LAN thành nhiều đoạn (segment) nhỏ, mỗi đoạn đó là một vùng quảng bá (broadcast domain). Khi có gói tin quảng bá (broadcast), nó sẽ được truyền duy nhất trong VLAN tương ứng. Do đó việc chia VLAN giúp tiết kiệm băng thông của hệ thống mạng.
Tăng khả năng bảo mật:
Do các thiết bị ở các VLAN khác nhau không thể truy nhập vào nhau (trừ khi ta sử dụng router nối giữa các VLAN). Như trong ví dụ trên, các máy tính trong VLAN kế toán (Accounting) chỉ có thể liên lạc được với nhau. Máy ở VLAN kế toán không thể kết nối được với máy tính ở VLAN kỹ sư (Engineering).
Dễ dàng thêm hay bớt máy tính vào VLAN:
Việc thêm một máy tính vào VLAN rất đơn giản, chỉ cần cấu hình cổng cho máy đó vào VLAN mong muốn.
Giúp mạng có tính linh động cao:
VLAN có thể dễ dàng di chuyển các thiết bị. Giả sử trong ví dụ trên, sau một thời gian sử dụng công ty quyết định để mỗi bộ phận ở một tầng riêng biệt. Với VLAN, ta chỉ cần cấu hình lại các cổng switch rồi đặt chúng vào các VLAN theo yêu cầu.
VLAN có thể được cấu hình tĩnh hay động. Trong cấu hình tĩnh, người quản trị mạng phải cấu hình cho từng cổng của mỗi switch. Sau đó, gán cho nó vào một VLAN nào đó. Trong cấu hình động mỗi cổng của switch có thể tự cấu hình VLAN cho mình dựa vào địa chỉ MAC của thiết bị được kết nối vào.
Kiến thức cơ bản về Virtual LANs
Có nhiều kiểu VLAN khác nhau : VLAN 1 / Default VLAN / User VLAN / Native VLAN / Management VLAN. Mặc định, tất cả các giao diện Ethernet của Cisco switch nằm trong VLAN 1. Chính vì thế, việc phân biệt các kiểu VLAN trở lên khó khăn hơn. Bài viết này sẽ mô tả các kiểu VLAN khác nhau.
Mặc định, các thiết bị lớp 2 sẽ sử dụng một VLAN mặc định để đưa tất cả các cổng của thiết bị đó vào. Thêm vào nữa là có rất nhiều giao thức lớp 2 như CDP, PAgP, và VTP cần phải được gửi tới một VLAN xác định trên các đường trunk. Chính vì các mục đích đó mà VLAN mặc định được chọn là VLAN 1.
CDP, PagP, VTP, và DTP luôn luôn được truyền qua VLAN 1 và mặc định này không thể thay đổi được. Các khuyến cáo của Cisco chỉ ra rằng VLAN 1 chỉ nên dành cho các giao thức kể trên.
Default VLAN
VLAN 1 còn được gọi là default VLAN. Chính vì vậy, mặc định, native VLAN, management VLAN và user VLAN sẽ là thành viên của VLAN 1.
Tất cả các giao diện Ethernet trên switch Catalyst mặc định thuộc VLAN 1. Các thiết bị gắn với các giao diện đó sẽ là thành viên của VLAN 1, trừ khi các giao diện đó được cấu hình sang các VLAN khác.
User VLANs
Hiểu đơn giản User VLAN là một VLAN được tạo ra nhằm tạo ra một nhóm người sử dụng mà không phụ thuộc vào vị trí địa lý hay logic và tách biệt với phần còn lại của mạng ban đầu. Câu lệnh switchport access vlan được dùng để chỉ định các giao diện vào các VLAN khác nhau.
Native VLAN
Một chủ đề hay gây nhầm lẫn là Native VLAN. Native VLAN là một VLAN có các cổng được cấu hình trunk. Khi một cổng của switch được cấu hình trunk, trong phần tag của frame đi qua cổng đó sẽ được thêm một số hiệu VLAN thích hợp. Tất cả các frames thuộc các VLAN khi đi qua đường trunk sẽ được gắn thêm các tag của giao thức 802.1q và ISL, ngoại trừ các frame của VLAN 1. Như vậy, theo mặc định các frames của VLAN 1 khi đi qua đường trunk sẽ không được gắn tag.
Khả năng này cho phép các cổng hiểu 802.1Q giao tiếp được với các cổng cũ không hiểu 802.1Q bằng cách gửi và nhận trực tiếp các luồng dữ liệu không được gắn tag. Tuy nhiên, trong tất cả các trường hợp khác, điều này lại gây bất lợi, bởi vì các gói tin liên quan đến native VLAN sẽ bị mất tag.
Native VLAN được chuyển thành VLAN khác bằng câu lệnh :
Code:
Switch(config-if)#switchport trunk native vlan vlan-id
Management VLAN
Hiện nay, đa số các thiết bị như router, switch có thể truy cập từ xa bằng cách telnet đến địa chỉ IP của thiết bị. Đối với các thiết bị mà cho phép truy cập từ xa thì chúng ta nên đặt vào trong một VLAN, được gọi là Management VLAN. VLAN này độc lập với các VLAN khác như user VLAN, native VLAN. Do đó khi mạng có vấn đề như : hội tụ với STP, broadcast storms, thì một Management VLAN cho phép nhà quản trị vẫn có thể truy cập được vào các thiết bị và giải quyết các vấn đề đó.
Một yếu tố khác để tạo ra một Management VLAN độc lập với user VLAN là việc tách các thiết bị đáng tin cậy với các thiết bị không tin cậy. Do đó làm giảm đi khả năng các user khác đạt được quyền truy cập vào các thiết bị đó.
Configuring the router
Khi một giao diện của router được cấu hình ở mode trunk link, thì các frame nhận được từ native VLAN trên giao diện đó sẽ không được gắn tag. Và đối với các frame từ các VLAN khác sẽ có tag là ISL hoặc 802.1Q.
Để cấu hình một giao diện của router ở mode trunk link thì ta phải sử dụng subinterface. Mỗi một subinterface sẽ được cấu hình ứng với giao thức trunking trên mỗi switch là ISL hay 802.1Q. Chúng ta dùng câu lệnh sau :
Code:
encapsulation [ dot1q | isl ] vlan.
Code:
encapsulation [ dot1q | isl ] vlan. native