經(jīng)典vlan學(xué)習(xí)筆記

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1、經(jīng)典VLAN學(xué)習(xí)筆記為什么需要VLAN?什么是VLAN？?VLAN（Virtual?LAN），翻譯成中文是“虛擬局域網(wǎng)”。LAN可以是由少數(shù)幾臺家用計算機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，也可以是數(shù)以百計的計算機(jī)構(gòu)成的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。VLAN所指的LAN特指使用路由器分割的網(wǎng)絡(luò)——也就是廣播域。在此讓我們先復(fù)習(xí)一下廣播域的概念。廣播域，指的是廣播幀（目標(biāo)MAC地址全部為1）所能傳遞到的范圍，亦即能夠直接通信的范圍。嚴(yán)格地說，并不僅僅是廣播幀，多播幀（Multicast?Frame）和目標(biāo)不明的單播幀（Unknown?Unicas

2、t?Frame）也能在同一個廣播域中暢行無阻。本來，二層交換機(jī)只能構(gòu)建單一的廣播域，不過使用VLAN功能后，它能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)分割成多個廣播域。未分割廣播域時……那么，為什么需要分割廣播域呢？那是因?yàn)?，如果僅有一個廣播域，有可能會影響到網(wǎng)絡(luò)整體的傳輸性能。具體原因，請參看附圖加深理解。圖中，是一個由5臺二層交換機(jī)（交換機(jī)1～5）連接了大量客戶機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。假設(shè)這時，計算機(jī)A需要與計算機(jī)B通信。在基于以太網(wǎng)的通信中，必須在數(shù)據(jù)幀中指定目標(biāo)MAC地址才能正常通信，因此計算機(jī)A必須先廣播“ARP請求（ARP?Re

3、quest）信息”，來嘗試獲取計算機(jī)B的MAC地址。交換機(jī)1收到廣播幀（ARP請求）后，會將它轉(zhuǎn)發(fā)給除接收端口外的其他所有端口，也就是Flooding了。接著，交換機(jī)2收到廣播幀后也會Flooding。交換機(jī)3、4、5也還會Flooding。最終ARP請求會被轉(zhuǎn)發(fā)到同一網(wǎng)絡(luò)中的所有客戶機(jī)上。請大家注意一下，這個ARP請求原本是為了獲得計算機(jī)B的MAC地址而發(fā)出的。也就是說：只要計算機(jī)B能收到就萬事大吉了?？墒鞘聦?shí)上，數(shù)據(jù)幀卻傳遍整個網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致所有的計算機(jī)都收到了它。如此一來，一方面廣播信息消耗了網(wǎng)絡(luò)整

4、體的帶寬，另一方面，收到廣播信息的計算機(jī)還要消耗一部分CPU時間來對它進(jìn)行處理。造成了網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU運(yùn)算能力的大量無謂消耗。廣播信息是那么經(jīng)常發(fā)出的嗎？讀到這里，您也許會問：廣播信息真是那么頻繁出現(xiàn)的嗎？答案是：是的！實(shí)際上廣播幀會非常頻繁地出現(xiàn)。利用TCP/IP協(xié)議棧通信時，除了前面出現(xiàn)的ARP外，還有可能需要發(fā)出DHCP、RIP等很多其他類型的廣播信息。ARP廣播，是在需要與其他主機(jī)通信時發(fā)出的。當(dāng)客戶機(jī)請求DHCP服務(wù)器分配IP地址時，就必須發(fā)出DHCP的廣播。而使用RIP作為路由協(xié)議時，每隔

5、30秒路由器都會對鄰近的其他路由器廣播一次路由信息。RIP以外的其他路由協(xié)議使用多播傳輸路由信息，這也會被交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)（Flooding）。除了TCP/IP以外，NetBEUI、IPX和Apple?Talk等協(xié)議也經(jīng)常需要用到廣播。例如在Windows下雙擊打開“網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)”時就會發(fā)出廣播（多播）信息。（Windows?XP除外……）總之，廣播就在我們身邊。下面是一些常見的廣播通信：?????????ARP請求：建立IP地址和MAC地址的映射關(guān)系。???????RIP：一種路由協(xié)議。???????DHC

6、P：用于自動設(shè)定IP地址的協(xié)議。????NetBEUI：Windows下使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。?????????IPX：Novell?Netware使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。?????????Apple?Talk：蘋果公司的Macintosh計算機(jī)使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。?如果整個網(wǎng)絡(luò)只有一個廣播域，那么一旦發(fā)出廣播信息，就會傳遍整個網(wǎng)絡(luò)，并且對網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)帶來額外的負(fù)擔(dān)。因此，在設(shè)計LAN時，需要注意如何才能有效地分割廣播域。廣播域的分割與VLAN的必要性分割廣播域時，一般都必須使用到路由器。使用路由器后，可以以路由器上的

7、網(wǎng)絡(luò)接口（LAN?Interface）為單位分割廣播域。但是，通常情況下路由器上不會有太多的網(wǎng)絡(luò)接口，其數(shù)目多在1～4個左右。隨著寬帶連接的普及，寬帶路由器（或者叫IP共享器）變得較為常見，但是需要注意的是，它們上面雖然帶著多個（一般為4個左右）連接LAN一側(cè)的網(wǎng)絡(luò)接口，但那實(shí)際上是路由器內(nèi)置的交換機(jī)，并不能分割廣播域。況且使用路由器分割廣播域的話，所能分割的個數(shù)完全取決于路由器的網(wǎng)絡(luò)接口個數(shù)，使得用戶無法自由地根據(jù)實(shí)際需要分割廣播域。與路由器相比，二層交換機(jī)一般帶有多個網(wǎng)絡(luò)接口。因此如果能使用它分割

8、廣播域，那么無疑運(yùn)用上的靈活性會大大提高。用于在二層交換機(jī)上分割廣播域的技術(shù)，就是VLAN。通過利用VLAN，我們可以自由設(shè)計廣播域的構(gòu)成，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的自由度。實(shí)現(xiàn)VLAN的機(jī)制在理解了“為什么需要VLAN”之后，接下來讓我們來了解一下交換機(jī)是如何使用VLAN分割廣播域的。首先，在一臺未設(shè)置任何VLAN的二層交換機(jī)上，任何廣播幀都會被轉(zhuǎn)發(fā)給除接收端口外的所有其他端口（Flooding）。例如，計算機(jī)A發(fā)送廣播信息后，會被轉(zhuǎn)發(fā)給端口2、3、4。這時，如果