最接地气的VLAN介绍

前言：2年前公司分配我做一个VLAN的知识点普及，搜索几篇文章后整理一下，摘取了相对简单易懂的部分构成了这篇文章，通篇没有太深入，并且盗图也还算清晰明了。PS：其实就是把能看懂的摘出来~

小白都能看明白的VLAN原理解释（超详细）：https://blog.youkuaiyun.com/cwm_meng_home/article/details/49762807

 

VLAN简介

一张图看懂VLAN的作用

 

什么是VLAN？

VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，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。

 

什么是广播域？

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。

 

VLAN的数据帧和传统的以太网数据帧有什么区别呢？

其中，数据帧中的VID（VLAN ID）字段用于标示该数据帧所属的VLAN，数据帧只能在所属VLAN内进行传输。

 

小结：通过划分不同的VLAN，VLAN内的主机间可以直接通信，而VLAN间不能直接互通，从而将广播报文限制在一个VLAN内。

 

为什么需要VLAN?

1.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。

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。

 

2.广播信息真是那么频繁的出现吗？

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。

 

3.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。

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。

 

4.VLAN技术的优势

1）限制广播域：广播域被限制在一个VLAN内，节省了带宽，提高了网络处理能力。

2）增强局域网的安全性：不同VLAN内的报文在传输时是相互隔离的，即一个VLAN内的用户不能和其它VLAN内的用户直接通信。

3）提高网络的健壮性：故障被限制在一个VLAN内，本VLAN内的故障不会影响其他VLAN的正常工作。

4）灵活构建虚拟工作组：用VLAN可以划分