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为什么需要VLAN

上一篇 / 下一篇  2007-07-25 20:05:49 / 个人分类：电脑技巧

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什么是VLAN？ 钱塘个人空间(^8jP,ql sV)F
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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。钱塘个人空间GKHV$Bm k

GS|&Z{8z0在此让我们先复习一下广播域的概念。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。钱塘个人空间*ZP9i r"J gk
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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。钱塘个人空间| A pm T5r ?}%z

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J6{%j7d3`}&e:I3?0未分割广播域时……钱塘个人空间[fct0O q6?
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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。具体原因，请参看附图加深理解。
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XQCm2A0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。钱塘个人空间C(R&q;^,Xh7D)Wmd!l

$Wc/DP wB#a2_$u/S0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Flooding了。接着，交换机2收到广播帧后也会Flooding。交换机3、4、5也还会Flooding。最终ARP请求会被转发到同一网络中的所有客户机上。钱塘个人空间y\`%T'W
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e f2z&cRr0广播帧会传播到网络中的每一台主机，
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KG6O*x2\s0并且对每一台计算机的CPU造成负担。钱塘个人空间r8fq B'l#{%b1C

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p|7m.Y|0请大家注意一下，这个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。
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广播信息是那么经常发出的吗？钱塘个人空间(DGM_f1][:Rd
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读到这里，您也许会问：广播信息真是那么频繁出现的吗？钱塘个人空间@4r4pIM0g

8L"Kn P"c6m#u9Ky0答案是：是的！实际上广播帧会非常频繁地出现。利用TCP/IP协议栈通信时，除了前面出现的ARP外，还有可能需要发出DHCP、RIP等很多其他类型的广播信息。
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ARP广播，是在需要与其他主机通信时发出的。当客户机请求DHCP服务器分配IP地址时钱塘个人空间W G6cY~?b
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，就必须发出DHCP的广播。而使用RIP作为路由协议时，每隔30秒路由器都会对邻近的其他路由器广播一次路由信息。RIP以外的其他路由协议使用多播传输路由信息，这也会被交换机转发（Flooding）。除了TCP/IP以外，NetBEUI、IPX和Apple Talk等协议也经常需要用到广播。例如在Windows下双击打开“网络计算机”时就会发出广播（多播）信息。（Windows XP除外……）钱塘个人空间j)yu,d'X `h?8p'G(T

L jt?"O!D ]Q+c u0总之，广播就在我们身边。下面是一些常见的广播通信：
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_#lH;gLC'mY#U_t0l         ARP请求：建立IP地址和MAC地址的映射关系。
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l         RIP：一种路由协议。钱塘个人空间'g8c&Y9Q kV
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l         DHCP：用于自动设定IP地址的协议。
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8j)KH Im1[7s0l         NetBEUI：Windows下使用的网络协议。
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l         IPX：Novell Netware使用的网络协议。
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8a"zFLd9U0l         Apple Talk：苹果公司的Macintosh计算机使用的网络协议。
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如果整个网络只有一个广播域，那么一旦发出广播信息，就会传遍整个网络，并且对网络中的主机带来额外的负担。因此，在设计LAN时，需要注意如何才能有效地分割广播域。钱塘个人空间R r/j'n%J
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广播域的分割与VLAN的必要性
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分割广播域时，一般都必须使用到路由器。使用路由器后，可以以路由器上的网络接口（LAN Interface）为单位分割广播域。钱塘个人空间4W;LfcPR%J_e R^

r-pxA%X;tJ0但是，通常情况下路由器上不会有太多的网络接口，其数目多在1～4个左右。随着宽带连接的普及，宽带路由器（或者叫IP共享器）变得较为常见，但是需要注意的是，它们上面虽然带着多个（一般为4个左右）连接LAN一侧的网络接口，但那实际上是路由器内置的交换机，并不能分割广播域。
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况且使用路由器分割广播域的话，所能分割的个数完全取决于路由器的网络接口个数，使得用户无法自由地根据实际需要分割广播域。
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_"lO2WwU{0与路由器相比，二层交换机一般带有多个网络接口。因此如果能使用它分割广播域，那么无疑运用上的灵活性会大大提高。
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"``#f'@ d+NgT0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。

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