VLAN详解 为什么需要VLAN.pdfVIP

为什么需要VLAN 什么是VLAN ？ 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（Multic ast 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。 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。 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。（Window s 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：  l ARP 请求：建立IP 地址和MAC 地址的映射关系。  l RIP：一种路由协议。  l DHCP：用于自动设定IP 地址的协议。  l NetBEUI：Windows 下使用的网络协议。  l IPX：Novell Netware 使用的网络协议。  l Apple Talk ：苹果公司的Macintosh 计算机使用的网络协议。 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。 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