一文講弄懂什么是vlan、三層交換機、網(wǎng)關、DNS、子網(wǎng)掩碼、MAC地址
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(gòu)成的網(wǎng)絡,也可以是數(shù)以百計的計算機構(gòu)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?
這里舉個例:通俗的了解
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(zhuǎn)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。
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2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。
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)。
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。
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(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(nèi)部結(jié)構(gòu),可以參照下面的簡圖。
在一臺本體內(nèi),分別設置了交換機模塊和路由器模塊;而內(nèi)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(nèi)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。
網(wǎng)關(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)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。
大家都知道,從一個房間走到另一個房間,必然要經(jīng)過一扇門。同樣,從一個網(wǎng)絡向另一個網(wǎng)絡發(fā)送信息,也必須經(jīng)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。
那么網(wǎng)關到底是什么呢?
網(wǎng)關實質(zhì)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(nèi)的可用ip中選一個,不過,一般用的是第1個和最后一個。
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(zhuǎn)發(fā)給它自己的網(wǎng)關,再由網(wǎng)關轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡B的網(wǎng)關,網(wǎng)絡B的網(wǎng)關再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡B的某個主機(如附圖所示)。網(wǎng)絡B向網(wǎng)絡A轉(zhuǎn)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。
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。
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。
講到MAC地址,就不得不提ip地址,這里順便把ip地址也說下。
IP與MAC
雖然現(xiàn)在已經(jīng)ipv6了,但我們基本用的大多數(shù)還是ipv4協(xié)議,所謂ip就是你電腦整個網(wǎng)絡的編號。其他電腦想訪問電腦就得需要這個編號。但是這個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(jīng)常搬家,你沒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,這個在前天有詳細講到。
子網(wǎng)掩碼是為了區(qū)分網(wǎng)絡位和主機位,上面我們說到過,一個ip地址是由網(wǎng)絡部分和主機部分。正如一個人的名字由姓與名組成。
那么我們可以把IP地址比作一個人的名字,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。
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