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1 局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)VLAN實(shí)例

云知道

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展如同戲劇舞臺(tái)，你方唱罷我登臺(tái) 。從傳統(tǒng)的以太網(wǎng)（10Mb/s）發(fā)展到快速以太網(wǎng)（100Mb/s）和千兆以太網(wǎng)（1000Mb/s）也不過幾年的時(shí)間，其迅猛的勢(shì)頭實(shí)在令人吃驚 。而現(xiàn)在中大型規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，以千兆三層交換機(jī)為核心的所謂“千兆主干跑、百兆到桌面”的主流網(wǎng)絡(luò)模型已不勝枚舉 ?，F(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)業(yè)界對(duì)“三層交換”和VLAN這兩詞已經(jīng)不感到生疏了 。
一、什么是三層交換和VLAN
要回答這個(gè)問題我們還是先看看以太網(wǎng)的工作原理 。以太網(wǎng)的工作原理是利用二進(jìn)制位形成的一個(gè)個(gè)字節(jié)組合成一幀幀的數(shù)據(jù)（其實(shí)是一些電脈沖）在導(dǎo)線中進(jìn)行傳播 。首先，以太網(wǎng)網(wǎng)段上需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的節(jié)點(diǎn)對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行監(jiān)聽，這個(gè)過程稱為CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection帶有沖突監(jiān)測(cè)的載波偵聽多址訪問）的載波偵聽 。假如，這時(shí)有另外的節(jié)點(diǎn)正在傳送數(shù)據(jù)，監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)將不得不等待，直到傳送節(jié)點(diǎn)的傳送任務(wù)結(jié)束 。假如某時(shí)恰好有兩個(gè)工作站同時(shí)預(yù)備傳送數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)網(wǎng)段將發(fā)出“沖突”信號(hào) 。這時(shí)，節(jié)點(diǎn)上所有的工作站都將檢測(cè)到?jīng)_突信號(hào)，因?yàn)檫@時(shí)導(dǎo)線上的電壓超出了標(biāo)準(zhǔn)電壓 。這時(shí)以太網(wǎng)網(wǎng)段上的任何節(jié)點(diǎn)都要等沖突結(jié)束后才能夠傳送數(shù)據(jù) 。也就是說在CSMA/CD方式下，在一個(gè)時(shí)間段，只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠在導(dǎo)線上傳送數(shù)據(jù) 。而轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是集線器，它是一層設(shè)備，傳輸效率比較低 。
沖突的產(chǎn)生降低了以太網(wǎng)的帶寬，而且這種情況又是不可避免的 。所以，當(dāng)導(dǎo)線上的節(jié)點(diǎn)越來越多后，沖突的數(shù)量將會(huì)增加 。顯而易見的解決方法是限制以太網(wǎng)導(dǎo)線上的節(jié)點(diǎn)，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理分段 。將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理分段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用到了網(wǎng)橋與交換機(jī) 。網(wǎng)橋和交換機(jī)的基本作用是只發(fā)送去往其他物理網(wǎng)段的信息 。所以，假如所有的信息都只發(fā)往本地的物理網(wǎng)段，那么網(wǎng)橋和交換機(jī)上就沒有信息通過 。這樣可以有效減少網(wǎng)絡(luò)上的沖突 。網(wǎng)橋和交換機(jī)是基于目標(biāo)MAC（介質(zhì)訪問控制）地址做出轉(zhuǎn)發(fā)決定的，它們是二層設(shè)備 。
我們已經(jīng)知道了以太網(wǎng)的缺點(diǎn)及物理網(wǎng)段中沖突的影響，現(xiàn)在，我們來看看另外一種導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)降低運(yùn)行速度的原因：廣播 。廣播存在于所有的網(wǎng)絡(luò)上，假如不對(duì)它們進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，它們便?huì)充斥于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生大量的網(wǎng)絡(luò)通信 。廣播不僅消耗了帶寬，而且也降低了用戶工作站的處理效率 。由于各種各樣的原因，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS）使用了廣播，TCP/IP使用廣播從IP地址中解析MAC地址，還使用廣播通過RIP和IGRP協(xié)議進(jìn)行宣告，所以，廣播也是不可避免的 。網(wǎng)橋和交換機(jī)將對(duì)所有的廣播信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而路由器不會(huì) 。所以，為了對(duì)廣播進(jìn)行控制，就必須使用路由器 。路由器是基于第3層報(bào)頭、目標(biāo)IP尋址、目標(biāo)IPX尋址或目標(biāo)Appletalk尋址做出轉(zhuǎn)發(fā)決定 。路由器是3層設(shè)備 。
在這里，我們就輕易理解三層交換技術(shù)了，通俗地講，就是將路由與交換合二為一的技術(shù) 。路由器在對(duì)第一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行路由后，將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)MAC地址與IP地址的映射表，當(dāng)同樣的數(shù)據(jù)流再次通過時(shí)，將根據(jù)此映射表直接從二層進(jìn)行交換而不是再次路由，提供線速性能，從而消除了路由器進(jìn)行路由選擇而造成網(wǎng)絡(luò)的延遲，提高了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的效率 。采用此技術(shù)的交換機(jī)我們常稱為三層交換機(jī) 。
那么，什么是VLAN呢？VLAN（Virtual Local Area Network）就是虛擬局域網(wǎng)的意思 。VLAN可以不考慮用戶的物理位置，而根據(jù)功能、應(yīng)用等因素將用戶從邏輯上劃分為一個(gè)個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的工作組，每個(gè)用戶主機(jī)都連接在一個(gè)支持VLAN的交換機(jī)端口上并屬于一個(gè)VLAN 。同一個(gè)VLAN中的成員都共享廣播，形成一個(gè)廣播域，而不同VLAN之間廣播信息是相互隔離的 。這樣，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分割成多個(gè)不同的廣播域（VLAN） 。

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