網(wǎng)絡(luò )性能是影響業(yè)務(wù)效率的一個(gè)重要因素。將大型廣播域分段是提高網(wǎng)絡(luò )性能的方法之一。路由器能夠將廣播包阻隔在一個(gè)接口上，但是，路由器的LAN接口數量有限，它的主要功能是在網(wǎng)絡(luò )間傳輸數據，而不是對終端設備提供網(wǎng)絡(luò )接入。訪(fǎng)問(wèn)LAN的功能還是由接入層交換機來(lái)實(shí)現。與三層交換機相類(lèi)似，通過(guò)在二層交換機上創(chuàng )建VLAN來(lái)減少廣播域?，F代交換機就是通過(guò)VLAN來(lái)構造的，因此在某種程度上，學(xué)習交換機就是學(xué)習VLAN。
問(wèn)題的產(chǎn)生:
如下圖所示，當網(wǎng)絡(luò )上的所有設備在廣播域產(chǎn)生大量的廣播以及多播幀，就會(huì )與數據流競爭帶寬。這是由網(wǎng)絡(luò )管理數據流組成，如：ARP，DHCP，STP等。如下圖所示，假設PC 1產(chǎn)生ARP，Windows登錄，DHCP等請求：
這些廣播幀到達交換機1之后，遍歷整個(gè)網(wǎng)絡(luò )并到達所有節點(diǎn)直至路由器。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)增加，開(kāi)銷(xiāo)的總數也在增長(cháng)，直至影響交換機性能。通過(guò)實(shí)施VLAN斷開(kāi)廣播域將數據流隔離開(kāi)來(lái)，能夠解決這一問(wèn)題。
什么是VLAN：
VLAN(virtual local area network)是一組與位置無(wú)關(guān)的邏輯端口。VLAN就相當于一個(gè)獨立的三層網(wǎng)絡(luò )。VLAN的成員無(wú)需局限于同一交換機的順序或偶數端口。下圖顯示了一個(gè)常規的部署，左邊這張圖節點(diǎn)連接到交換機，交換機連接到路由器。所有的節點(diǎn)都位于同一IP網(wǎng)絡(luò )，因為他們都連接到路由器同一接口。
另一種常用的拓撲結構是兩個(gè)交換機被一個(gè)路由器分離開(kāi)來(lái)，如下圖所示。這種情況下，每臺交換機各連接一組節點(diǎn)。每個(gè)交換機上的各節點(diǎn)共享一個(gè)IP地址域，這里有兩個(gè)網(wǎng)段：192.168.1.0和192.168.2.0。
注意到兩臺交換機的VLAN相同。非本地網(wǎng)絡(luò )數據流必須經(jīng)過(guò)路由器轉發(fā)。路由器不會(huì )轉發(fā)二層單播，多播以及廣播幀。這種拓撲邏輯在兩個(gè)地方類(lèi)似于多VLAN：同一VLAN下的節點(diǎn)共享一個(gè)通用地址域，非本地數據流(對應多VLAN情況不同VLAN的節點(diǎn))需通過(guò)路由器轉發(fā)。在一臺交換機上添加一個(gè)VLAN，去掉另一臺交換機的話(huà)，結構如下所示：
每一個(gè)VLAN相當于一個(gè)獨立的三層IP網(wǎng)絡(luò )，因此，192.168.1.0上的節點(diǎn)試圖與192.168.2.0上的節點(diǎn)通信時(shí)，不同VLAN通信必須通過(guò)路由器，即使所有設備都連接到同一交換機。二層單播，多播和廣播數據只會(huì )在同一VLAN內轉發(fā)及泛洪，因此VLAN 1產(chǎn)生的數據不會(huì )為VLAN 2節點(diǎn)所見(jiàn)。只有交換機能看得到VLAN，節點(diǎn)和路由器都感覺(jué)不到VLAN的存在。添加了路由決策之后，可以利用3層的功能來(lái)實(shí)現更多的安全設定，更多流量以及負載均衡。
VLAN的作用：
安全性：每一個(gè)分組的敏感數據需要與網(wǎng)絡(luò )其他部分隔離開(kāi)，減少保密信息遭到破壞的可能性。如下圖所示，VLAN 10上的教職工主機完全與學(xué)生和訪(fǎng)客數據隔離。
節約成本：無(wú)需昂貴的網(wǎng)絡(luò )升級，并且帶寬及上行鏈路利用率更加有效。
性能提高：將二層網(wǎng)絡(luò )劃分成多個(gè)邏輯工作組(廣播域)減少網(wǎng)絡(luò )間不必要的數據流并提升性能。
縮小廣播域：減少一個(gè)廣播域上的設備數量。如上圖所示：網(wǎng)絡(luò )上有六臺主機但有三個(gè)廣播域：教職工，學(xué)生，訪(fǎng)客。
提升IT管理效率：網(wǎng)絡(luò )需求相似的用戶(hù)共享同一VLAN，從而網(wǎng)絡(luò )管理更為簡(jiǎn)單。當添加一個(gè)新的交換機，在指定端口VLAN時(shí)，所有策略和步驟已配置好。
簡(jiǎn)化項目和應用管理：VLAN將用戶(hù)和網(wǎng)絡(luò )設備匯集起來(lái)，以支持不同的業(yè)務(wù)或地理位置需求。
每一個(gè)VLAN對應于一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò )，因此，部署VLAN的時(shí)候必須結合考慮網(wǎng)絡(luò )地址層級的實(shí)現情況。
交換機間VLAN：
多交換機的情況下，VLAN是怎么工作的呢?下圖所示的這種情況，兩個(gè)交換機VLAN相同，都是默認VLAN 1，即兩個(gè)交換機之間的聯(lián)系同在VLAN 1之內。路由器是所有節點(diǎn)的出口。
這時(shí)單播，多播和廣播數據自由傳輸，所有節點(diǎn)屬于同一IP地址。這時(shí)節點(diǎn)之間的通信不會(huì )有問(wèn)題，因為交換機的SAT顯示它們在同一VLAN。
仔細看上圖，這里有很多問(wèn)題。第一，所有主機都在同一IP網(wǎng)，盡管連接到不同的VLAN。第二，路由器在VLAN 1,因此與所有節點(diǎn)隔離。最后，兩臺交換機通過(guò)不同的VLAN互連。每一點(diǎn)都會(huì )造成通信阻礙，合在一起，網(wǎng)絡(luò )各元素之間會(huì )完全無(wú)法通信。
交換機用滿(mǎn)或同一管理單元物理上彼此分離的情形是很常見(jiàn)的。這種情況下，VLAN需要通過(guò)trunk延伸至相鄰交換機。trunk能夠連接交換機，在網(wǎng)絡(luò )間傳載VLAN信息。如下圖所示：
對之前的拓撲的改進(jìn)包括：
· PC 1和PC 2分配到192.168.1.0網(wǎng)段以及VLAN 2。
· PC 3和PC 4分配到192.168.2.0網(wǎng)段以及VLAN 3。
· 路由器接口連接到VLAN 2和VLAN 3。
· 交換機間通過(guò)trunk線(xiàn)互連。
注意到trunk端口出現在VLAN 1，他們沒(méi)有用字母T來(lái)標識。trunk在任何VLAN都沒(méi)有成員?，F在VLAN跨越多交換機，同一VLAN下的節點(diǎn)可以物理上位于任何地方。
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