大中型网络IP地址与VLAN规划最佳实践原则

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2025年3月17日 0:10 本文热度 346

1.IP地址规划

IP地址的合理规划是网络设计中的重要一环，大型网络必须对IP地址进行统一规划。IP地址规划的好坏，影响到网络路由协议算法的效率，影响到网络的性能，影响到网络的扩展和管理，也必将直接影响到网络应用的进一步发展。

# IP地址设计需求关注表

需求类型	需求调研关注点	需求分析关注点
信息点	用户终端的数量。服务器数量。每种业务需要的信息点数量。是否需要独立终端运行一种单一业务。	信息点数量及类型涉及IP地址网段划分及每个网段的范围。
地址空间	用户办公及生产所用地址空间是否严格隔离？哪部分用户需要访问Internet？合作伙伴或分支的IP地址是否由园区管理员统一规划？合作伙伴和分支要访问哪些业务？	不同地址空间的业务具有不同的地址规划，可能使用重叠的IP地址，如果需要交互，需要考虑NAT、代理等策略部署。

考虑到网络扩展性，在规划网络 IP地址时主要以易管理为主要目标。

大中型网络中的DMZ区或Internet互联区有少量设备使用公网IP，内部使用的则是私网IP。

原则上服务器，特殊终端设备（打卡机、打印服务器、IP视频监控设备等）和生产设备建议采用静态IP。办公用设备建议使用DHCP动态获取，如办公用PC、IP电话等。

1.1 IP地址的规划原则

唯一性：大中型网络中的每个节点IP地址都唯一存在，即使使用MPLS VPN隔离，也建议不同VRF下不要使用相同的IP地址。
连续性：同一业务的节点地址要连续，便于路由规划和汇总。
扩展性：地址分配在每一层次上都要留有余量，在网络规模扩展时无需新增地址段及路由条目。
易维护：设备地址段、各业务地址段清晰区分，易于后续基于地址段实施统计监控、安全防护等策略。

好的IP地址规划使每个地址具有实际含义，看到一个地址就可以大致判断出该地址所属的设备。IP地址的规划可以与VLAN的规划对应起来。例如，IP地址的第三个字节与VLAN编号的后三位保持一致，这样可以便于管理员记忆和管理。

1.2大中型网络IP地址的的基本分类

管理地址：

二层设备使用 VLANIF 地址作为管理 IP，建议网关下的所有二层交换机使用同一网段。

三层设备建议使用 Loopback 地址作为管理IP，Loopback 地址掩码统一为32位。

堆叠或集群系统建议预留两个管理IP以方便其灵活选择。
互联地址：

互联地址是指两台网络设备相互连接的接口所需要的地址。

互联地址务必使用30位掩码的地址。核心设备使用较小的一个地址，互联地址通常要聚合后发布，在规划时要充分考虑使用连续的可聚合地址。
业务地址：

业务地址是连接在以太网上的各种服务器、主机所使用的地址以及网关的地址，业务地址规划时所有的网关地址统一使用相同的末位数字，如：.254都是表示网关。

每一类子业务的地址范围要清晰区分，每一类子业务的服务器和客户端的地址范围也要清晰区分。

每一类业务终端地址连续，可聚合。

考虑广播域范围及规划的简易程度，建议为每个业务地址段预留掩码为24位的地址段，如果业务终端超出200，再为其顺延一个掩码为24位的地址段。
大中型网络内部的IP地址：

建议使用私网IP地址，在边缘网络通过NAT转换成公网地址后接入公网。

汇聚交换机下接入的网段可能有很多，在规划的时候需要考虑路由是可以聚合的，这样可以减少核心网络的路由数目。
业务随行的IP地址：

业务随行方案中安全组的规划非常重要。IP地址规划对于静态资源类安全组的配置也存在重要的影响。相同用途接口、主机或服务器的IP地址规划至同一网段中，可以大幅简化安全组的配置。

例如所有网络转发设备接口的互联IP地址虽然通过子网掩码分隔成多了网段（10.1.1.0/30、10.1.1.4/30等），但是如果在IP地址规划时为设备接口IP地址预留了一个统一的网段（10.1.0.0/16），在配置代表网络接口的安全组时就非常方便。

园区内部所有IP地址属于同一地址空间，方便互访。

内部用户访问Internet时，在Internet出口区进行NAT转换，避免园区内部存在公网、私网地址混跑的现象。NAT策略要足够精确，仅针对有权限进行Internet访问的私网地址进行NAT转换。如果公网地址紧张，建议设备互联接口地址使用私网IP，仅在NAT设备上部署公网地址池。

合作伙伴和分支的本地地址可能不会由园区管理员统一规划，园区要为合作伙伴、分支基于园区地址空间预留IP地址段，并在接入边界处通过NAT或VPDN等方式将IP地址段分配给合作伙伴和分支用户。

2.VLAN规划

园区网络主要的二层技术包括VLAN技术和破环技术。

2.1VLAN划分方式设计

VLAN 划分方式包括5种，匹配顺序由高到低依次为：基于匹配策略划分VLAN->基于MAC地址或基于子网划分VLAN（缺省MAC地址方式优于子网方式，可修改缺省配置使子网方式优于MAC地址方式）->基于协议划分VLAN->基于接口划分VLAN。其中，最常用的划分方式是基于接口。

# 各种划分方式适用的场景如下表：

划分方式	适用场景	优点	缺点
基于接口	适用于任何大小但位置比较固定的网络。	定义成员简单。	成员移动需重新配置VLAN。
基于MAC地址	适用于位置经常移动但网卡不经常更换的小型网络，如移动PC。	当终端用户的物理位置发生改变，不需要重新配置VLAN。提高了终端用户的安全性和接入的灵活性。	只适用于网卡不经常更换、网络环境较简单的场景中。需要预先定义网络中所有成员。
基于子网	适用于对安全需求不高、对移动性和简易管理需求较高的场景中。	当用户的物理位置发生改变，不需要重新配置VLAN。可以减少网络通信量，可使广播域跨越多个交换机。	网络中的用户分布需要有规律，且多个用户在同一个网段。
基于协议	适用于需要同时运行多协议的网络。	将网络中提供的服务类型与VLAN相绑定，方便管理和维护。	需要对网络中所有的协议类型和VLAN ID的映射关系表进行初始配置。需要分析各种协议的格式并进行相应的转换，消耗交换机较多的资源，速度上稍具劣势。
基于匹配策略	适用于需求比较复杂的环境。	安全性高，VLAN划分后，用户不能改变IP地址或MAC地址。网络管理人员可根据自己的管理模式或需求选择划分方式。	针对每一条策略都需要手工配置。

如无特殊需求，推荐基于接口划分VLAN。

2.2管理VLAN和互联VLAN设计

二层交换机无法直接创建三层接口，需要创建VLANIF来进行管理，这时需要定义管理VLAN。通常，二层交换机使用VLANIF接口地址作为管理地址，三层交换机使用Loopback接口地址作为管理地址。如果网络规模不大，建议所有的二层交换机使用同一管理VLAN，管理IP处于同一网段即可；如果网络规模很大，可为同一网关下的二层交换机分配同一管理VLAN，管理IP处于同一网段。

互联VLAN一般用在两台三层交换机之间或三层交换机与路由器之间，创建VLANIF接口进行三层互联。如果交换机支持切换接口的二三层模式，建议切换为三层模式来配置互联地址。如果交换机不支持切换接口的二三层模式，必须使用互联VLAN时，建议互联VLAN和业务VLAN严格区分；每条互联链路分配一个VLAN，且互联物理接口配置为Trunk模式。