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網(wǎng)絡(luò )知識解析之VLAN、DNS、MAC
一、什么是vlan?

VLAN中文是“虛擬局域網(wǎng)”。LAN可以是由少數幾臺家用計算機構成的網(wǎng)絡(luò ),也可以是數以百計的計算機構成的企業(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(tīng)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?
這里舉個(gè)例:通俗的了解
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(guò)來(lái),面對800個(gè)人,老師看了也頭疼,這邊在授課,那邊完全聽(tīng)不到,老師布置什么任務(wù),也會(huì )有一些傳達不到,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請求,而網(wǎng)絡(luò )中電腦眾多,最終ARP請求會(huì )被轉發(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(lái),為了找到電腦B,消耗了網(wǎng)絡(luò )整體的帶寬,收到廣播信息的計算機還要消耗一部分CPU時(shí)間來(lái)對它進(jìn)行處理。造成了網(wǎng)絡(luò )帶寬和CPU運算能力的大量無(wú)謂消耗。
那么怎么辦呢?
學(xué)校就針對這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)班級編號。
1101表示一班01號學(xué)生。
1102表示一班02號學(xué)生。
1201表示2班01號學(xué)生。
同一個(gè)班的學(xué)生編號尾數不同,其它的都相同。
那么這樣老師再管理起來(lái)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)班就相當于一個(gè)vlan,而每個(gè)班名稱(chēng),就相當于vlan的名稱(chēng),而每個(gè)學(xué)生的編號就是ip地址;同班同學(xué)(同一個(gè)vlan的ip),因為同一個(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(lái)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。


二、單臂路由與三層交換機

我們知道要實(shí)現不同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)。
什么是單臂路由?
單臂路由的實(shí)現方式,其實(shí)就是普通二層交換機加路由器,從而實(shí)現不同vlan間的可以互相通信。


什么是三層交換機呢?
對于小型的網(wǎng)絡(luò ),單臂路由可以應付,但隨著(zhù)VLAN之間流量的不斷增加,很可能導致路由器成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的瓶頸,出現掉包、或者通信堵塞。
為了解決上述問(wèn)題,三層交換機應運而生。三層交換機,本質(zhì)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(luò )層的功能,因此帶有第三層路由功能的交換機才被稱(chēng)為“三層交換機”。
關(guān)于三層交換機的內部結構,可以參照下面的簡(jiǎn)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,與傳統的路由器相比,可以實(shí)現高速路由。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,所以對于正規的項目,需要使用三層交換機來(lái)實(shí)現網(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(chēng)網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實(shí)現網(wǎng)絡(luò )互連,是最復雜的網(wǎng)絡(luò )互連設備,僅用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò )互連。
2、如何來(lái)理解網(wǎng)關(guān)
大家都知道,從一個(gè)房間走到另一個(gè)房間,必然要經(jīng)過(guò)一扇門(mén)。同樣,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(guò)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(lèi)標準,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
那么網(wǎng)關(guān)到底是什么呢?
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)段內的可用ip中選一個(gè),不過(guò),一般用的是第1個(gè)和最后一個(gè)。
例如
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)可以設置為192.168.1.1,當然也可以設置為網(wǎng)段內其它的一個(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)可以設置為192.168.2.1,當然也可以設置為網(wǎng)段內其它的一個(gè)ip地址。


4、網(wǎng)關(guān)是如何實(shí)現通信?
在沒(méi)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 )連接在同一臺交換機(或集線(xiàn)器)上,TCP/IP協(xié)議也會(huì )根據子網(wǎng)掩碼(255.255.255.0)判定兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的主機處在不同的網(wǎng)絡(luò )里。而要實(shí)現這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )之間的通信,則必須通過(guò)網(wǎng)關(guān)。
如果網(wǎng)絡(luò )A中的主機發(fā)現數據包的目的主機不在本地網(wǎng)絡(luò )中,就把數據包轉發(fā)給它自己的網(wǎng)關(guān),再由網(wǎng)關(guān)轉發(fā)給網(wǎng)絡(luò )B的網(wǎng)關(guān),網(wǎng)絡(luò )B的網(wǎng)關(guān)再轉發(fā)給網(wǎng)絡(luò )B的某個(gè)主機(如附圖所示)。網(wǎng)絡(luò )B向網(wǎng)絡(luò )A轉發(fā)數據包的過(guò)程。
所以說(shuō),只有設置好網(wǎng)關(guān)的IP地址,TCP/IP協(xié)議才能實(shí)現不同網(wǎng)絡(luò )之間的相互通信。
5、什么是默認網(wǎng)關(guān)?
如果搞清了什么是網(wǎng)關(guān),默認網(wǎng)關(guān)也就好理解了。就好像一個(gè)房間可以有多扇門(mén)一樣,一臺主機可以有多個(gè)網(wǎng)關(guān)。默認網(wǎng)關(guān)的意思是一臺主機如果找不到可用的網(wǎng)關(guān),就把數據包發(fā)給默認指定的網(wǎng)關(guān),由這個(gè)網(wǎng)關(guān)來(lái)處理數據包?,F在主機使用的網(wǎng)關(guān),一般指的是默認網(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(shuō)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。
例如我們在瀏覽器里面輸入www.baidu.com的時(shí)候,機器要跟百度這個(gè)網(wǎng)站進(jìn)行通信,機器要往外面發(fā)送數據包,數據包里面要寫(xiě)百度這臺服務(wù)器的IP地址,我們不知道IP地址是多少,那么就需要主機問(wèn)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(xiě)到了數據包的目的IP地址里面就可以進(jìn)行通信。
就跟我們寫(xiě)信一樣,你得寫(xiě)個(gè)收信人的地址郵局才能給你發(fā)送吧,你給國外寫(xiě)信,你寫(xiě)中文地址郵局不認識,需要這個(gè)一個(gè)人幫你翻譯成英語(yǔ)。這就是DNS的作用,所以你的在本地連接里面寫(xiě)DNS才可以正常瀏覽網(wǎng)頁(yè),如果不設置DNS,是無(wú)法正常訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)頁(yè)的。


五、MAC地址

講到MAC地址,就不得不提ip地址,這里順便把ip地址也說(shuō)下。
IP與MAC
雖然現在已經(jīng)ipv6了,但我們基本用的大多數還是ipv4協(xié)議,所謂ip就是你電腦整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的編號。其他電腦想訪(fǎng)問(wèn)電腦就得需要這個(gè)編號。但是這個(gè)編號很多情況下是一直在變化的。唯一不變的是你的MAC地址:物理地址。
MAC是網(wǎng)絡(luò )中用來(lái)標識網(wǎng)卡設備的唯一網(wǎng)絡(luò )地址。由相關(guān)硬件制造商統一分配,每臺電腦的MAC地址都是唯一的。
做個(gè)比喻,你經(jīng)常搬家,你沒(méi)搬一次家都有一個(gè)地址,XX小區XX單元XX號,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 )部分和主機部分。網(wǎng)絡(luò )部分好比就是你在XX省XX市XX鎮,這個(gè)是國家固定下來(lái)了的。但是XX小區XX單元XX號是開(kāi)發(fā)商自己定的。兩個(gè)編號加起來(lái)就是你的ip了。不同的是在現實(shí)中兩個(gè)編號的長(cháng)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)掩碼是為了區分網(wǎng)絡(luò )位和主機位,上面我們說(shuō)到過(guò),一個(gè)ip地址是由網(wǎng)絡(luò )部分和主機部分。正如一個(gè)人的名字由姓與名組成。
那么我們可以把IP地址比作一個(gè)人的名字,那么子網(wǎng)掩碼就像是一份名單,可以快速的知道那些人同姓,那些人不同姓,把同姓的人分在一組,讓他們之前可以互相交流。
舉個(gè)例子
有一個(gè)網(wǎng)段是192.168.1.0-192.1.254,這個(gè)網(wǎng)段就像一個(gè)村子一樣,就稱(chēng)它為安防村,此這網(wǎng)段有個(gè)ip地址是192.168.1.1,我們就叫他安防一,另外一個(gè)人叫安防二,它的ip地址為192.168.1.2,我們一看他們,就知道他們是同村的。
另外有一個(gè)網(wǎng)段,是192.168.0.0——192.168.255.254,我們叫它安村,村里有個(gè)同樣有兩個(gè)ip地址為92.168.1.1與192.168.1.2,也叫安防一,安防二,那么問(wèn)題來(lái)了?這個(gè)時(shí)候,如何區分他們是屬于那個(gè)村的?
這個(gè)時(shí)候就需要子網(wǎng)掩碼了來(lái)判斷他們是屬于那個(gè)網(wǎng)段的,需要把安防一、安防二帶到村里去認下,就知道他們是屬于那個(gè)村了,安防村的網(wǎng)段是255.255.255.0,安村的網(wǎng)段是255.255.0.0。
網(wǎng)絡(luò )中也會(huì )出現類(lèi)似于“同名”“同姓”的ip地址,如何區分他們到底是屬于那個(gè)網(wǎng)段,就需要依靠子網(wǎng)掩碼了。

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