从Switch到Vlan

marty001

什么是Vlan？
Vlan是在相同广播域（BroadCast Domain）的一组网络设备。
广播域，指广播域里面的任何一个设备，进行广播，其他设备都会收到；
冲突域（Collision Domain）呢？像使用Hub连接的Pc，或者Pc连接到Switch的一个Port，都是一个冲突域，即只有一个设备可以发信息，其他设备如果也发送信息，那么会导致冲突。
如果不设置Vlan， 那么连接在Switch的所有设备，都接收相同的广播，如果设置Vlan， 那么可以根据Vlan而接收指定的广播。
这有什么好处呢？
我们知道，网络设备通讯使用的是Mac地址，位于OSI第2层，而全球的所有网卡的Mac地址不会重复，是唯一的。（不遵守规则者例外，毕竟Ｍａｃ地址可以修改）
而位于第３层的ＩＰ地址可以设置多个，你一定尝试过自己的Ｐｃ的单独网卡设置过多个ＩＰ地址，这是允许的，因为最终网络设备通讯是通过Ｍａｃ地址的。
当Pc同其他设备通讯试，只知道对方IP地址，不知道Mac地址，所以需要使用Arp，通过广播，发送目的IP地址，目的机器收到后，会返回确认信息，从而知道了对方Mac地址。
如果不设置Vlan，你的Pc有2个IP地址，那么每个地址第一次发送信息时，都会产生广播，所有同Switch连接的设备，都会收到，不论是否同这个IP地址在相同网段，还是不同网段。
如果设置了Vlan，那么只有相同网段的设备才会收到广播，其他设备不会收到，从而减轻了网络负载。
也就是说，虽然所有设备都是连接在相同Switch上，但是它们彼此不可以互相通讯，如果想互相通讯，需要路由器的支持。

现在我们有了另外一个问题，我的Pc的单独网卡，是不是因为有了2个ＩＰ地址，既可以同vlan1通讯，又可以同Vlan2通讯呢？
答案是可以，但是要求网卡有Trunk功能，或者，装2个普通网卡，每个有自己单独的IP地址。

什么是Trunk呢？
对于普通网卡，在第2层工作，需要发送和接收Frame，Frame是第2层的网络基本单元，第3层是Packet，第4层是Segment。
Frame有自己基本的格式，像一列火车，有车头提供动力，车尾放置邮件，中间车厢有硬座，软座，卧铺和餐车。普通网卡可以理解这列火车，知道怎样区分火车的每个车厢。
使用Vlan的Frame，有所不同，需要增加一节车厢，说明自己属于哪个Vlan。
所以要求，或者Pc提供2个普通网卡，分别处理不同的Frame，或者使用的唯一网卡有Trunk功能，可以区分Frame中的Vlan，并可以产生对应的Frame，设置Vlan信息，送给Switch。

如果除了Switch，其他网络设备都不支持Vlan，那么Switch怎样工作？
Switch会在收到Frame时，以及送出Frame时，作一个封装。加入新的车厢，标记vlan，然后根据Vlan作相应处理，送给对应Vlan的Port。送出Port前，需要解开封装，还原成普通的Frame。
主要的2种封装协议：Cisco 的InterSwitch Link (ISL) protocol和IEEE's 802.1Q

Vlan是否可以存在于多个Switch？
Vlan功能强大，可以存在于多个Switch，就像是路由器，可以交换路由信息一样，Switch也需要交换Vlan信息，当然，也像路由器，可以手工设置Vlan信息，对于小规模的Switch可以，但是对于很多的Swtich，需要Vtp（Vlan Trunk Protocol）。
因为Vlan可以存在于多个Swtich，所以允许Pc使用不同Switch的Port，而照旧属于某个Vlan。
路由器交换路由信息，是使用Routing Protocol，Switch交换Vlan信息，是通过Vtp，vtp仅可以在支持Trunk的Port间传播。
当我们在某台Switch上，增加，删除，修改某个Vlan时，Vtp会把这些改变通知其他Switch，从而保证配置的连续性。
当设置Vtp时，Switch可以是以下3种状态中的一种：
Server，Client，Transparent
Server是默认的状态，可以增加，删除，修改vlan,Transparent也允许这样做，唯一的区别是：Transparent只影响自己，而Server却可以通过Vtp传递给其他Switch。
而且Tranparent收到Vtp信息时，所作的仅仅是通过自己的其他Port把Vtp信息送出去，然后忘记刚才发生的一切。
而Server，client收到Vtp信息时，需要作更新。