简介
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 。在此让我们先复习一下广播域的概念 。广播域,指的是广播?。勘闙AC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?。∕ulticast Frame)和目标不明的单播?。║nknown Unicast Frame)也能在同一个广播域中畅行无阻 。
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 。
未分割广播域时……
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 。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?。ˋRP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 。
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 。
广播信息是那么经常发出的吗?
读到这里 , 您也许会问:广播信息真是那么频繁出现的吗?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 。
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 , 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……)
总之,广播就在我们身边 。下面是一些常见的广播通信:
- ARP请求:建立IP地址和MAC地址的映射关系 。
- RIP:一种路由协议 。
- DHCP:用于自动设定IP地址的协议 。
- NetBEUI:Windows下使用的网络协议 。
- IPX:Novell Netware使用的网络协议 。
- Apple Talk:苹果公司的Macintosh计算机使用的网络协议 。
广播域的分割与VLAN的必要性
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 。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 。
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 。
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 。
【vlan的概念和作用】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 。