虚拟局域网 VLAN#

扩展的以太网 · 第三讲 视频讲解 https://www.bilibili.com/video/BV1xxxF61EdL/

一句话#

交换机把冲突域拆开了，但广播域还是一个圈；VLAN 就是在一台物理交换机上，用逻辑分组把这个圈子也切开的办法。

一、还剩什么问题#

上一讲结束时留下了一个口子：

交换机收到一个广播帧（比如 ARP 请求），照样往所有其他端口转发一遍。结果：

1. 吃带宽：广播帧占用所有端口的带宽
2. 不安全：任何一台机器都能收到别人网段的广播
3. 难管理：一个部门的广播风暴会拖垮整栋楼

网越大，这三条越严重。这就是广播域过大的毛病。

二、VLAN 是什么#

VLAN（Virtual LAN，虚拟局域网）：把一台物理交换机在逻辑上划分成若干个互不相干的局域网。

   行政1 ─┐                    ┌─ 财务1
   行政2 ─┤  VLAN 10 │ VLAN 20 ├─ 财务2
   行政3 ─┤          │         ├─ 财务3
   行政4 ─┘       一台交换机     └─ 财务4

关键点：设备不用多买一台，只是重新分了个组。

• 物理上还是同一台交换机、同一批线
• 逻辑上已经是两张互不相通的网

三、VLAN 之间通不通#

所以：

每一个 VLAN，就是一个独立的广播域。

一个 VLAN 里的广播帧，只在它自己的组里转，不会跑到别的组去。这正是我们想要的。

四、怎么划分#

基于端口之所以最常用，是因为它最简单、最直观、性能最好——交换机只看「这个帧从哪个口进来」就能判断归属。

代价是：人换了工位，线得重新插，或者配置得改。

五、跨交换机怎么办：802.1Q#

一个 VLAN 通常不止一台交换机。帧从这台交换机走到那台，中间那条链路怎么知道它属于哪个 VLAN？

答案：在帧里插一个标记。

5.1 802.1Q 帧格式#

在源 MAC 和类型之间插入 4 个字节：

┌────────┬────────┬────────┬────────┬────────┬──────────┐
│ 目的MAC │ 源MAC  │  TPID  │  TCI   │  类型  │ 数据+FCS │
│  6 字节 │ 6 字节 │ 2 字节 │ 2 字节 │ 2 字节 │          │
└────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴──────────┘
                    └── 这 4 字节就是 VLAN 标记 ──┘

• TPID = 0x8100，标志「这是一个带 802.1Q 标记的帧」
• TCI（Tag Control Information）2 字节，内部再分：

为什么是 4096 个？因为 2¹² = 4096。这是 VLAN 数量的硬上限。

5.2 两种端口#

所以：

主机 ──Access── 交换机 ══Trunk（带标记）══ 交换机 ──Access── 主机

主机的网卡根本不知道 VLAN 的存在——标记是在交换机上打和摘的。这就是 VLAN 对主机透明的意思。

六、三层扩展，各管一段#

结语：

接线 → 拆冲突域 → 拆广播域。三层下来，一张大网才算分得清楚。

依据表#