vlan的应用在网络项目中是非常广泛的,基本上大部分的项目都需要划分vlan,前几天我们讲到vlan的配置,有朋友就提到有没有更基础一些的内容,今天我们就从基础的vlan的知识开始,了解vlan的划分原理 。
一、为什么需要VLAN
1、什么是VLAN?
VLAN(Virtual LAN),翻译成中文是\"虚拟局域网\" 。LAN可以是由少数几台家用计算机构成的网络,也可以是数以百计的计算机构成的企业网络 。VLAN所指的LAN特指使用路由器分割的网络——也就是广播域 。
简单来说,同一个VLAN中的用户间通信就和在一个局域网内一样,同一个VLAN中的广播只有VLAN中的 成员才能听到,而不会传输到其他的VLAN中去,从而控制不必要的广播风暴的产生 。同时,若没有路由,不同VLAN之间不能相互通信,从而提高了不同工作组之间的信息安全性 。网络 管理员可以通过配置VLAN之间的路由来全面管理网络内部不同工作组之间的信息互访 。
2、未分割VLAN时将会发生什么?
那么,为什么需要分割VLAN(广播域)呢?那是因为,如果仅有一个广播域,有可能会影响到网络整体的传输性能 。具体原因,请参看附图加深理解 。
文章插图
图中,是一个由5台二层交换机(交换机1~5)连接了大量客户机构成的网络 。假设这时,计算机A需要与计算机B通信 。在基于以太网的通信中,必须在数据帧中指定目标MAC地址才能正常通信,因此计算机A必须先广播\"ARP请求(ARP Request)信息\",来尝试获取计算机B的MAC地址 。
交换机1收到广播帧(ARP请求)后,会将它转发给除接收端口外的其他所有端口,也就是泛滥了 。接着,交换机2收到广播帧后也会泛滥 。交换机3、4、5也还会泛滥 。最终ARP请求会被转发到同一网络中的所有客户机上,这也就是网络风暴 。
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我们分析下,这个计算A的ARP请求原本是为了获得计算机B的MAC地址而发出的 。也就是说:只要计算机B能收到就万事大吉了 。可是事实上,数据帧却传遍整个网络,导致所有的计算机都收到了它 。如此一来,一方面广播信息消耗了网络整体的带宽,另一方面,收到广播信息的计算机还要消耗一部分CPU时间来对它进行处理 。造成了网络带宽和CPU运算能力的大量无谓消耗,可能会造成网络瘫痪 。
二、VLAN的原理
1、实现VLAN的机制
在理解了\"为什么需要VLAN\"之后,接下来让我们来了解一下交换机是如何使用VLAN分割广播域的 。
首先,在一台未设置任何VLAN的二层交换机上,任何广播帧都会被转发给除接收端口外的所有其他端口上泛滥 。例如,计算机A发送广播信息后,会被转发给端口2、3、4 。
文章插图
这时,如果在交换机上生成红、蓝两个VLAN;
同时设置端口1、2属于红色VLAN、端口3、4属于蓝色VLAN 。
再从A发出广播帧的话,交换机就只会把它转发给同属于一个VLAN的其他端口——也就是同属于红色VLAN的端口2,不会再转发给属于蓝色VLAN的端口 。
同样,C发送广播信息时,只会被转发给其他属于蓝色VLAN的端口,不会被转发给属于红色VLAN的端口 。
文章插图
就这样,VLAN通过限制广播帧转发的范围分割了广播域 。上图中为了便于说明,以红、蓝两色识别不同的VLAN,在实际使用中则是用\"VLAN的ID\"来区分的 。
但是,VLAN生成的逻辑上的交换机是互不相通的 。因此,在交换机上设置VLAN后,如果未做其他处理,VLAN间是无法通信的 。
2、需要VLAN间通信时怎么办?
那么,当我们需要在不同的VLAN间通信时又该如何是好呢?
VLAN是广播域 。而通常两个广播域之间由路由器连接,广播域之间来往的数据包都是由路由器中继的 。因此,VLAN间的通信也需要路由器提供中继服务,这被称作\"VLAN间路由\" 。
VLAN间路由,可以使用普通的路由器,也可以使用三层交换机 。大家可以记住不同VLAN间互相通信时需要用到路由功能 。
二、VLAN的划分方式
1、静态VALN
静态VLAN也叫做基于端口的VLAN 。从意思也能理解,它是固定不变的,就是明确指定交换机各端口属于哪个VLAN的设定方法 。
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