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VLAN的定义与实现机制

发布:Andre tian2014-4-22 14:39分类: 数据通信技术 标签: VLAN

VLAN,中文翻译是虚拟局域网,从字面含义可以看出,VLAN就是将一个LAN分割为多个虚拟的LANLAN,也就是局域网,既可以是家里两台机器,也可以是公司的几百台机器,这里的LAN特指由路由器分割的网络,也就是广播域。广播域,指的是广播帧(目标MAC地址全部为1)所能传递到的范围,亦即能够直接通信的范围。严格地说,并不仅仅是广播帧,多播帧(Multicast Frame)和目标不明的单播帧(Unknown Unicast Frame)也能在同一个广播域中畅行无阻。所谓VLAN,其实就是将一个二层广播域分割为多个独立的广播域,那么为何要这么做呢?

  本来,二层交换机只能建立单一的广播域,但是单一广播域会影响到网络性能。请参考以下示意图:

 VLAN14.jpg

  这是一个5个交换机连接大量电脑的网络。如果A需要和B通信,那么首先A需要知道BMAC地址,这时A就会广播一个ARP请求,交换机1收到ARP请求 后,由于这是一个广播报文,交换机1会将这个报文从各个口转发出去,也就是Flooding。这时交换机25收到ARP请求后,都从各个端口转发出去, 最后所有的电脑都收到了这个ARP请求,而实际上只需要B收到ARP请求并回应即可。报文的转发示意图如下:

VLAN15.jpg

  在网络中,类似的广播报文经常出现,我们常见的一些广播通信包括:ARPRIPDHCP NetBEUI等。因此,在网络设计中,分割广播域是非常重要。路由器在IP层可以很有效的分割广播域,而在二层,分割广播域的办法就是VLAN了。比如,在下图的交换机上,将端口12定为VLAN1,端口34定为
VLAN2
,那么广播报文就只在自己的VLAN里转发,1ARP请求只转发给2,从而有效的提高了网络性能。

  VLAN包括静态VLAN和动态VLAN,所谓静态VLAN就是上述的将端口与VLAN绑定的方式;而动态VLAN则不固定绑定端口,而是根据端口连接的MACIP或用户来确定VLANVLAN的区分如下:

VLAN16.jpg

  我们已经了解了什么是VLAN?那么VLAN是怎么实现的呢?

  我们已经知道,在一台没有设置VLAN的二层交换机上,所有的广播帧都会被Flooding;而在设置了VLAN的交换机上,交换机只会在与入口为同一个VLAN的端口上广播。如下图所示:

VLAN17.jpg

  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 ID”来区分的。你也可以这样理解,VLAN在逻辑上将一个交换机分割为多台交换机,而且这几台交换机之间不做二层通信。

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