VLAN 是什么

VLAN（虛擬局域網）通過為子網提供數據鏈路連接來抽象出局域網的概念。一個或多個網絡交換機可支持多個獨立的VLAN，從而創建子網的第2層數據鏈路，通常由一個或多個以太網交換機組成。

VLAN（虛擬局域網）通過為子網提供數據鏈路連接來抽象出局域網（LAN）的概念。一個或多個網絡交換機可以支持多個獨立的 VLAN，從而創建子網的第 2 層（數據鏈路）實現。VLAN 與廣播域相關聯。它通常由一個或多個以太網交換機組成。

VLAN 使網絡管理員可以輕松劃分單個交換網絡，以滿足其系統的功能和安全要求，而無需運行新電纜或對其當前網絡基礎架構進行重大更改。 端**換機上的（接口）可以分配給一個或多個 VLAN，從而可以將系統劃分為邏輯組 - 基于與之關聯的部門 - 并建立有關如何允許單獨組中的系統與每個系統進行通信的規則其他。這些組的范圍可以從簡單實用（一個 VLAN 中的計算機可以看到該 VLAN 上的打印機，但該 VLAN 之外的計算機不能）到復雜和合法的（例如，零售銀行部門中的計算機無法與計算機中的計算機交互）交易部門）。

每個 VLAN 為連接到配置了相同 VLAN ID 的交換機端口的所有主機提供數據鏈路訪問。VLAN 標記是以太網報頭中的 12 位字段，可為每個交換域提供最多 4,096 個 VLAN。VLAN 標記在 IEEE（電氣和電子工程師協會）802.1Q 中標準化，通常稱為 Dot1Q。

從連接的主機收到未標記的幀時，使用 802.1Q 格式將該接口上配置的 VLAN ID 標記添加到數據鏈路幀頭。然后將 802.1Q 幀轉發到目的地。每個交換機使用該標記將每個 VLAN 的流量與其他 VLAN 分開，僅在配置 VLAN 的情況下轉發。交換機之間的中繼鏈路（如下所述）處理多個 VLAN，使用標簽將它們隔離開來。當幀到達目標交換機端口時，在將幀傳輸到目標設備之前刪除 VLAN 標記。

可以使用中繼配置在單個端口上配置多個 VLAN ，其中通過端口發送的每個幀都使用 VLAN ID 進行標記，如上所述。相鄰設備的接口可能位于另一臺交換機上或支持 802.1Q 標記的主機上，需要支持中繼模式配置才能發送和接收帶標記的幀。任何未標記的以太網幀都分配給默認 VLAN，可以在交換機配置中指定。

當啟用 VLAN 的交換機從連接的主機收到未標記的以太網幀時，它會添加分配給入口接口的 VLAN 標記。幀將使用目標 MAC 地址（媒體訪問控制地址）轉發到主機端口。廣播，未知單播和多播（BUM 流量）被轉發到 VLAN 中的所有端口。當先前未知的主機回復未知的單播幀時，交換機將學習該主機的位置，并且不會泛洪尋址到該主機的后續幀。

交換機轉發表通過兩種機制保持最新。首先，定期從轉發表中刪除舊的轉發條目，通常是可配置的計時器。其次，任何拓撲更改都會導致轉發表刷新計時器減少，從而觸發刷新。

生成樹協議（STP）用于在每個第 2 層域中的交換機之間創建無環路拓撲?？梢允褂妹?VLAN STP 實例，如果多個 VLAN 之間的拓撲相同，則可以使用不同的第 2 層拓撲或多實例 STP（MISTP）來減少 STP 開銷。STP 阻止可能產生轉發環路的鏈路轉發，從選定的根交換機創建生成樹。這種阻塞意味著一些鏈路將不會用于轉發，直到網絡的另一部分發生故障導致 STP 使鏈路成為活動轉發路徑的一部分。

VLAN 的缺點

每個交換域 4,096 個 VLAN 的限制給大型主機提供商帶來了問題，這些提供商通常需要為每個客戶分配數十或數百個 VLAN。為了解決此限制，其他協議（如 VXLAN （虛擬可擴展 LAN），NVGRE （使用通用路由封裝的網絡虛擬化）和 Geneve）支持更大的標簽以及在第 3 層（網絡）數據包內隧道第 2 層幀的能力。

最后，VLAN 之間的數據通信由路由器執行?，F代交換機通常包含路由功能，稱為第 3 層交換機。