一、什么是VLAN

VLAN中文是“虛擬局域網(wǎng)”。LAN可以是由少數(shù)幾臺(tái)家用計(jì)算機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，也可以是數(shù)以百計(jì)的計(jì)算機(jī)構(gòu)成的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。VLAN所指的LAN特指使用路由器分割的網(wǎng)絡(luò)——也就是廣播域。

聽上面的概念，肯定有不少朋友是一頭霧水的，什么是虛擬局域網(wǎng)?好好的，為什么要?jiǎng)澐講lan?

1. 舉個(gè)簡單的例子：

一所高中，新學(xué)期高一招了800個(gè)學(xué)生，這800個(gè)學(xué)生，如果放在一個(gè)班里，那肯定是管理不過來，面對(duì)800個(gè)人，老師看了也頭疼，這邊在授課，那邊完全聽不到，老師布置什么任務(wù)，也會(huì)有一些傳達(dá)不到，老師要是想找某個(gè)學(xué)生的信息，要從800份信息中去找，極其麻煩，浪費(fèi)時(shí)間;

而實(shí)際中，也是一樣，電腦A要想要與電腦B通信，于是電腦A就需要發(fā)送arp請(qǐng)求，而網(wǎng)絡(luò)中電腦眾多，最終ARP請(qǐng)求會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)到同一網(wǎng)絡(luò)中的所有電腦，才能找到電腦B，如此一來，為了找到電腦B，消耗了網(wǎng)絡(luò)整體的帶寬，收到廣播信息的計(jì)算機(jī)還要消耗一部分CPU時(shí)間來對(duì)它進(jìn)行處理。造成了網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU運(yùn)算能力的大量無謂消耗。

2. 那么怎么辦呢?

學(xué)校就針對(duì)這800個(gè)學(xué)生，分成了10個(gè)班，每個(gè)班80人，分別命名為高一(1)班，高一(2)班......高一(10)班，每個(gè)人都會(huì)獲得一個(gè)班級(jí)編號(hào)。

• 1101表示一班01號(hào)學(xué)生。
• 1102表示一班02號(hào)學(xué)生。
• 1201表示二班01號(hào)學(xué)生。

同一個(gè)班的學(xué)生編號(hào)尾數(shù)不同，其它的都相同。

那么這樣老師再管理起來就輕松多了，可以把一班這80人管理的妥妥的，隔壁2班與3班亂成一鍋粥也不管一班的事，我就要這一班80人好好上課就行。

這就是vlan，每個(gè)班就相當(dāng)于一個(gè)vlan。而每個(gè)班名稱，就相當(dāng)于vlan的名稱，而每個(gè)學(xué)生的編號(hào)就是ip地址;

同班同學(xué)(同一個(gè)vlan的ip)，因?yàn)橥粋€(gè)教室，朝夕相處，且可以相互通信，不同班的同學(xué)，若不做其它工作，很難往來通信。

所以同一個(gè)vlan間，可以相互通信;不同vlan，若不做配置，不能相互通信。

那么不同vlan如何通通信呢?就需要單臂路由與三層交換機(jī)。

二、單臂路由與三層交換機(jī)

我們知道要實(shí)現(xiàn)不同vlan間通信，就必須需要有路由功能，不同VLAN之間相互通信的兩種方式(單臂路由、三層交換機(jī))。

1. 什么是單臂路由?

單臂路由的實(shí)現(xiàn)方式，其實(shí)就是普通二層交換機(jī)加路由器，從而實(shí)現(xiàn)不同vlan間的可以互相通信。

2. 那什么是三層交換機(jī)呢?

對(duì)于小型的網(wǎng)絡(luò)，單臂路由可以應(yīng)付，但隨著VLAN之間流量的不斷增加，很可能導(dǎo)致路由器成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，出現(xiàn)掉包、或者通信堵塞。

為了解決上述問題，三層交換機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。三層交換機(jī)，本質(zhì)上就是“帶有路由功能的(二層)交換機(jī)”。

路由屬于OSI參照模型中第三層網(wǎng)絡(luò)層的功能，因此帶有第三層路由功能的交換機(jī)才被稱為“三層交換機(jī)”。

關(guān)于三層交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以參照下面的簡圖。

在一臺(tái)本體內(nèi)，分別設(shè)置了交換機(jī)模塊和路由器模塊;而內(nèi)置的路由模塊與交換模塊相同，使用ASIC硬件處理路由。因此，與傳統(tǒng)的路由器相比，可以實(shí)現(xiàn)高速路由。

并且，路由與交換模塊是匯聚鏈接的，由于是內(nèi)部連接，可以確保相當(dāng)大的帶寬，所以對(duì)于正規(guī)的項(xiàng)目，需要使用三層交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)間的通信。

三、什么是網(wǎng)關(guān)

在了解了vlan與三層交換機(jī)后，能不能通信，還需要看網(wǎng)關(guān)是否正確。

1. 什么是網(wǎng)關(guān)?

網(wǎng)關(guān)(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，僅用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。

2. 如何來理解網(wǎng)關(guān)?

從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息，也必須經(jīng)過一道“關(guān)口”，這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。顧名思義，網(wǎng)關(guān)(Gateway)就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“關(guān)口”。

按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)關(guān)也有很多種。TCP/IP協(xié)議里的網(wǎng)關(guān)是最常用的，在這里我們所講的“網(wǎng)關(guān)”均指TCP/IP協(xié)議下的網(wǎng)關(guān)。

3. 網(wǎng)關(guān)的ip地址

網(wǎng)關(guān)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通向其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址，網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)段內(nèi)的可用ip中選一個(gè)，不過，一般用的是第1個(gè)和最后一個(gè)。

比如有網(wǎng)絡(luò)A和網(wǎng)絡(luò)B：

• 網(wǎng)絡(luò)A：的IP地址范圍為“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子網(wǎng)掩255.255.255.0;

如果需要與其它網(wǎng)段通信，那么它的網(wǎng)關(guān)可以設(shè)置為192.168.1.1，當(dāng)然也可以設(shè)置為網(wǎng)段內(nèi)其它的一個(gè)ip地址。

• 網(wǎng)絡(luò)B：的IP地址范為“192.168.2.1~192.168.2.254”，子網(wǎng)掩碼255.255.255.0。

如果需要與其它網(wǎng)段通信，那么它的網(wǎng)關(guān)可以設(shè)置為192.168.2.1，當(dāng)然也可以設(shè)置為網(wǎng)段內(nèi)其它的一個(gè)ip地址。

4. 網(wǎng)關(guān)是如何實(shí)現(xiàn)通信?

在沒有路由器的情況下，不同的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間是不能進(jìn)行TCP/IP通信的，即使是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接在同一臺(tái)交換機(jī)(或集線器)上，TCP/IP協(xié)議也會(huì)根據(jù)子網(wǎng)掩碼(255.255.255.0)判定兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)處在不同的網(wǎng)絡(luò)里。

而要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的通信，則必須通過網(wǎng)關(guān)。

如果網(wǎng)絡(luò)A中的主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)不在本地網(wǎng)絡(luò)中，就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它自己的網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的某個(gè)主機(jī)。網(wǎng)絡(luò)B向網(wǎng)絡(luò)A轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過程。

所以說，只有設(shè)置好網(wǎng)關(guān)的IP地址，TCP/IP協(xié)議才能實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的相互通信。

5. 什么是默認(rèn)網(wǎng)關(guān)?

如果搞清了什么是網(wǎng)關(guān)，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)也就好理解了。就好像一個(gè)房間可以有多扇門一樣，一臺(tái)主機(jī)可以有多個(gè)網(wǎng)關(guān)。

默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的意思是一臺(tái)主機(jī)如果找不到可用的網(wǎng)關(guān)，就把數(shù)據(jù)包發(fā)給默認(rèn)指定的網(wǎng)關(guān)，由這個(gè)網(wǎng)關(guān)來處理數(shù)據(jù)包。現(xiàn)在主機(jī)使用的網(wǎng)關(guān)，一般指的是默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。

四、什么是DNS

DNS是域名解析服務(wù)器(Domain Name System)，是把網(wǎng)址變成IP地址的服務(wù)器。

DNS說白了是把域名翻譯成IP地址用的，這里面舉個(gè)例子，大家就很容易清楚了。

例如，我們?cè)跒g覽器里面輸入www.baidu.com的時(shí)候，機(jī)器要跟百度這個(gè)網(wǎng)站進(jìn)行通信，機(jī)器要往外面發(fā)送數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包里面要寫百度這臺(tái)服務(wù)器的IP地址。

我們不知道IP地址是多少，那么就需要主機(jī)問DNS服務(wù)器，DNS服務(wù)器就自動(dòng)幫我們把www.baidu.com這個(gè)域名翻譯成了IP地址61.135.169.105。然后寫到了數(shù)據(jù)包的目的IP地址里面就可以進(jìn)行通信。

就跟我們寫信一樣，你得寫個(gè)收信人的地址郵局才能給你發(fā)送吧，你給國外寫信，你寫中文地址郵局不認(rèn)識(shí)，需要這個(gè)一個(gè)人幫你翻譯成英語。這就是DNS的作用，所以你的在本地連接里面寫DNS才可以正常瀏覽網(wǎng)頁，如果不設(shè)置DNS，是無法正常訪問網(wǎng)頁的。

五、MAC地址

MAC是網(wǎng)絡(luò)中用來標(biāo)識(shí)網(wǎng)卡設(shè)備的唯一網(wǎng)絡(luò)地址。由相關(guān)硬件制造商統(tǒng)一分配，每臺(tái)電腦的MAC地址都是唯一的。

做個(gè)比喻，你經(jīng)常搬家，你每搬一次家都有一個(gè)地址，XX小區(qū)XX單元XX號(hào)，這個(gè)就是IP。但是你的名字不變，這個(gè)就是MAC，不同的是我們的MAC不允許重名。

我們的IP分為兩個(gè)部分：如上圖分為網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。網(wǎng)絡(luò)部分好比就是你在XX省XX市XX鎮(zhèn)，這個(gè)是國家固定下來了的。但是XX小區(qū)XX單元XX號(hào)是開發(fā)商自己定的。兩個(gè)編號(hào)加起來就是你的ip了。

不同的是在現(xiàn)實(shí)中兩個(gè)編號(hào)的長度是固定的，在網(wǎng)絡(luò)上A、B、C、D的ip地址卻是變化的。

六、子網(wǎng)掩碼

子網(wǎng)掩碼(subnet mask)又叫網(wǎng)絡(luò)掩碼、地址掩碼、子網(wǎng)絡(luò)遮罩，它是一種用來指明一個(gè)IP地址的哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)所在的子網(wǎng)，以及哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)的位掩碼。

子網(wǎng)掩碼不能單獨(dú)存在，它必須結(jié)合IP地址一起使用。子網(wǎng)掩碼只有一個(gè)作用，就是將某個(gè)IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩部分。

子網(wǎng)掩碼是一個(gè)32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)，并說明該IP地址是在局域網(wǎng)上，還是在遠(yuǎn)程網(wǎng)上。

子網(wǎng)掩碼的設(shè)定必須遵循一定的規(guī)則。與二進(jìn)制IP地址相同，子網(wǎng)掩碼由1和0組成，且1和0分別連續(xù)。

子網(wǎng)掩碼的長度也是32位，左邊是網(wǎng)絡(luò)位，用二進(jìn)制數(shù)字“1”表示，1的數(shù)目等于網(wǎng)絡(luò)位的長度;右邊是主機(jī)位，用二進(jìn)制數(shù)字“0”表示，0的數(shù)目等于主機(jī)位的長度。

這樣做的目的是為了讓掩碼與ip地址做按位與運(yùn)算時(shí)用0遮住原主機(jī)數(shù)，而不改變?cè)W(wǎng)絡(luò)段數(shù)字，而且很容易通過0的位數(shù)確定子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)(2的主機(jī)位數(shù)次方-2，因?yàn)橹鳈C(jī)號(hào)全為1時(shí)表示該網(wǎng)絡(luò)廣播地址，全為0時(shí)表示該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，這是兩個(gè)特殊地址)。

只有通過子網(wǎng)掩碼，才能表明一臺(tái)主機(jī)所在的子網(wǎng)與其他子網(wǎng)的關(guān)系，使網(wǎng)絡(luò)正常工作。