一、什么是VLAN

VLAN中文是“虛擬局域網(wǎng)”。LAN可以是由少數(shù)幾臺家用計算機構成的網(wǎng)絡，也可以是數(shù)以百計的計算機構成的企業(yè)網(wǎng)絡。VLAN所指的LAN特指使用路由器分割的網(wǎng)絡——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，為什么要劃分vlan?

1. 舉個簡單的例子：

一所高中，新學期高一招了800個學生，這800個學生，如果放在一個班里，那肯定是管理不過來，面對800個人，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，也會有一些傳達不到，老師要是想找某個學生的信息，要從800份信息中去找，極其麻煩，浪費時間;

而實際中，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請求，而網(wǎng)絡中電腦眾多，最終ARP請求會被轉發(fā)到同一網(wǎng)絡中的所有電腦，才能找到電腦B，如此一來，為了找到電腦B，消耗了網(wǎng)絡整體的帶寬，收到廣播信息的計算機還要消耗一部分CPU時間來對它進行處理。造成了網(wǎng)絡帶寬和CPU運算能力的大量無謂消耗。

2. 那么怎么辦呢?

學校就針對這800個學生，分成了10個班，每個班80人，分別命名為高一(1)班，高一(2)班......高一(10)班，每個人都會獲得一個班級編號。

• 1101表示一班01號學生。
• 1102表示一班02號學生。
• 1201表示二班01號學生。

同一個班的學生編號尾數(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，每個班就相當于一個vlan。而每個班名稱，就相當于vlan的名稱，而每個學生的編號就是ip地址;

同班同學(同一個vlan的ip)，因為同一個教室，朝夕相處，且可以相互通信，不同班的同學，若不做其它工作，很難往來通信。

所以同一個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。

二、單臂路由與三層交換機

我們知道要實現(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)。

1. 什么是單臂路由?

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

2. 那什么是三層交換機呢?

對于小型的網(wǎng)絡，單臂路由可以應付，但隨著VLAN之間流量的不斷增加，很可能導致路由器成為整個網(wǎng)絡的瓶頸，出現(xiàn)掉包、或者通信堵塞。

為了解決上述問題，三層交換機應運而生。三層交換機，本質上就是“帶有路由功能的(二層)交換機”。

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

關于三層交換機的內部結構，可以參照下面的簡圖。

在一臺本體內，分別設置了交換機模塊和路由器模塊;而內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，由于是內部連接，可以確保相當大的帶寬，所以對于正規(guī)的項目，需要使用三層交換機來實現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡間的通信。

三、什么是網(wǎng)關

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

1. 什么是網(wǎng)關?

網(wǎng)關(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉換器。網(wǎng)關在傳輸層上以實現(xiàn)網(wǎng)絡互連，是最復雜的網(wǎng)絡互連設備，僅用于兩個高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡互連。

2. 如何來理解網(wǎng)關?

從一個網(wǎng)絡向另一個網(wǎng)絡發(fā)送信息，也必須經過一道“關口”，這道關口就是網(wǎng)關。顧名思義，網(wǎng)關(Gateway)就是一個網(wǎng)絡連接到另一個網(wǎng)絡的“關口”。

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

3. 網(wǎng)關的ip地址

網(wǎng)關實質上是一個網(wǎng)絡通向其他網(wǎng)絡的IP地址，網(wǎng)關在網(wǎng)段內的可用ip中選一個，不過，一般用的是第1個和最后一個。

比如有網(wǎng)絡A和網(wǎng)絡B：

• 網(wǎng)絡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)關可以設置為192.168.1.1，當然也可以設置為網(wǎng)段內其它的一個ip地址。

• 網(wǎng)絡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)關可以設置為192.168.2.1，當然也可以設置為網(wǎng)段內其它的一個ip地址。

4. 網(wǎng)關是如何實現(xiàn)通信?

在沒有路由器的情況下，不同的兩個網(wǎng)絡之間是不能進行TCP/IP通信的，即使是兩個網(wǎng)絡連接在同一臺交換機(或集線器)上，TCP/IP協(xié)議也會根據(jù)子網(wǎng)掩碼(255.255.255.0)判定兩個網(wǎng)絡中的主機處在不同的網(wǎng)絡里。

而要實現(xiàn)這兩個網(wǎng)絡之間的通信，則必須通過網(wǎng)關。

如果網(wǎng)絡A中的主機發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機不在本地網(wǎng)絡中，就把數(shù)據(jù)包轉發(fā)給它自己的網(wǎng)關，再由網(wǎng)關轉發(fā)給網(wǎng)絡B的網(wǎng)關，網(wǎng)絡B的網(wǎng)關再轉發(fā)給網(wǎng)絡B的某個主機。網(wǎng)絡B向網(wǎng)絡A轉發(fā)數(shù)據(jù)包的過程。

所以說，只有設置好網(wǎng)關的IP地址，TCP/IP協(xié)議才能實現(xiàn)不同網(wǎng)絡之間的相互通信。

5. 什么是默認網(wǎng)關?

如果搞清了什么是網(wǎng)關，默認網(wǎng)關也就好理解了。就好像一個房間可以有多扇門一樣，一臺主機可以有多個網(wǎng)關。

默認網(wǎng)關的意思是一臺主機如果找不到可用的網(wǎng)關，就把數(shù)據(jù)包發(fā)給默認指定的網(wǎng)關，由這個網(wǎng)關來處理數(shù)據(jù)包?，F(xiàn)在主機使用的網(wǎng)關，一般指的是默認網(wǎng)關。

四、什么是DNS

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

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

例如，我們在瀏覽器里面輸入www.baidu.com的時候，機器要跟百度這個網(wǎng)站進行通信，機器要往外面發(fā)送數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包里面要寫百度這臺服務器的IP地址。

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

就跟我們寫信一樣，你得寫個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識，需要這個一個人幫你翻譯成英語。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，如果不設置DNS，是無法正常訪問網(wǎng)頁的。

五、MAC地址

MAC是網(wǎng)絡中用來標識網(wǎng)卡設備的唯一網(wǎng)絡地址。由相關硬件制造商統(tǒng)一分配，每臺電腦的MAC地址都是唯一的。

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

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

不同的是在現(xiàn)實中兩個編號的長度是固定的，在網(wǎng)絡上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)絡掩碼、地址掩碼、子網(wǎng)絡遮罩，它是一種用來指明一個IP地址的哪些位標識的是主機所在的子網(wǎng)，以及哪些位標識的是主機的位掩碼。

子網(wǎng)掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。子網(wǎng)掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網(wǎng)絡地址和主機地址兩部分。

子網(wǎng)掩碼是一個32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡標識和主機標識，并說明該IP地址是在局域網(wǎng)上，還是在遠程網(wǎng)上。

子網(wǎng)掩碼的設定必須遵循一定的規(guī)則。與二進制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)絡位，用二進制數(shù)字“1”表示，1的數(shù)目等于網(wǎng)絡位的長度;右邊是主機位，用二進制數(shù)字“0”表示，0的數(shù)目等于主機位的長度。

這樣做的目的是為了讓掩碼與ip地址做按位與運算時用0遮住原主機數(shù)，而不改變原網(wǎng)絡段數(shù)字，而且很容易通過0的位數(shù)確定子網(wǎng)的主機數(shù)(2的主機位數(shù)次方-2，因為主機號全為1時表示該網(wǎng)絡廣播地址，全為0時表示該網(wǎng)絡的網(wǎng)絡號，這是兩個特殊地址)。

只有通過子網(wǎng)掩碼，才能表明一臺主機所在的子網(wǎng)與其他子網(wǎng)的關系，使網(wǎng)絡正常工作。