【科普】关于VLAN需要知道几点

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什么是VLAN?

VLAN(Virtual LAN)，即“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。

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，。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传递。

本来，二层交换机只能构建单一的广播域，不过使用VLAN功能后，它能够将网络分割成多个广播域。

为什么要分割广播域

那么，为什么需要分割广播域呢?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。

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，也就发生泛洪了，无法正常处理请求。

接着，交换机2收到广播帧后也会泛洪。交换机3、4、5也还会泛洪。最终ARP请求会被转发到同一网络中的所有客户机上。

其实，这个ARP请求原本是为了获得计算机B的MAC地址而发出的。

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。

实现VLAN的机制

用于在二层交换机上分割广播域的技术，就是VLAN。通过利用VLAN，我们可以自由设计广播域的构成，提高网络设计的自由度。

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(Flooding)。例如，计算机A发送广播信息后，会被转发给端口2、3、4。

这时，如果在交换机上生成vlan1、vlan2两个VLAN;同时设置端口1、2属于1号vlan1、端口3、4属于vlan2。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vlan1的端口2，不会再转发给属于vlan2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。

简单理解VLAN

可以理解为将一台交换机在逻辑上分割成了数台交换机。

在一台交换机上生成多个VLAN，也可以看作是将一台交换机换做多台虚拟的交换机。只是这些vlan之间无法互相通信