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映核物联网 |一文读懂啥是VLAN

发表时间:2023-02-20 返回列表

VLAN是英文 Virtual Local Area Network 的缩写,中文名为"虚拟局域网",是将一个物理的 LAN 在逻辑上划分成多个广播域的通信技术。      
一个 VLAN 内部的广播和单播流量都不会转发到其他 VLAN 中,从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。



这样的概念解释,是不是有种“讲了但没完全讲”的感觉,很多朋友仍然一头雾水。别急,跟着小映的思路慢慢来,包你明白到底啥是VLAN! 我们先来看一个例子: 新的学期开始了,报道的高一学生一共700人,你也在其中。你呢,想找到和自己同时入学的远房表哥张三,于是,你找到班主任说道:“老师可以帮我找一下张三的电话吗?” 认真负责的班主任,立马消息传递给了其他有联系的班主任,让他们也帮着找。于是班主任们一个一个的问学生:张三你电话多少?一时间,整个年级的人都知道你在找张三啦。


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这事儿是不是听起来就离谱,太浪费精力了!


同样的道理,在网络通信中,如何不分割VLAN,会发生什么。



上图是一个由5台二层交换机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(相当于你要与张三通信)。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(相当于张三的电话)。


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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。(相当于例子中,班主任帮你找人)


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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,这就是网络风暴。(这下所有人都知道你在找张三了)


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能收到就行了。可是事实上,数据帧却传遍整个网络,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。


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。


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。


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这时,如果在交换机上生成红、蓝两个VLAN。


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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。


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。


不同VLAN的主机需要通过路由器或者三层交换机等网络设备进行通信。


理解“什么是VLAN”、“交换机是如何使用VLAN分割广播域”了吗?欢迎和小映交流哦~

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