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慎用VLAN

IT知识VLAN

网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术 ， 它把互联网上分散的资源融为有机整体 ， 实现资源的全面共享和有机协作 ， 使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息 。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等 。当前的互联网只限于信息共享 ， 网络则被认为是互联网发展的第三阶段 。【慎用VLAN】目前的技术条件下组建大型局域网或城域网 ， 可以有两种结构：一种是基于分布路由器的标准TCP／IP结构 ， 或叫Internet结构；另一种是基于VLAN的全交换网络结构 。VLAN即虚拟网段 。最近一段时间 ， 涉及到VLAN的话题越来越多 ， 许多人对VLAN的使用表示出了浓厚的兴趣 。笔者认为 ， 对VLAN的认识要有全面性 ， 不能盲目崇拜 ， 片面追求 ， 在欣赏VLAN的优点的同时 ， 对VLAN的必要性、可行性以及VLAN对网络带来的影响要有足够的认识 。
一、采用VLAN的好处
在TCP／IP协议的规范中 ， 没有VLAN的定义 。当第二层网络交换机发展到一定程度的时候 ， 传统的路由器由于在性能上的不足 ， 它作为网络节点的统治地位受到了很大的挑战 。既然传统路由器是网络的瓶颈 ， 而交换机又有如此优越的性能 ， 为什么不用交换机取代传统路由器 ， 来构造网络呢？
但是 ， 我们都知道 ， 位于协议第2层的交换机虽然能隔离碰撞域 ， 提高每一个端口的性能 ， 但并不能隔离广播域 ， 不能进行子网划分 ， 不能构造网络的层次结构 ， 更无法形成网络的管理策略 ， 因为这些功能全都属于网络的第三层———网络层 。
因此 ， 如果只用交换机来构造一个大型计算机网络 ， 将会形成一个巨大的、平面的广播域 ， 结果是 ， 网络的性能反而降低以至无法工作 ， 网络的管理束手无策 ， 这样的网络是不可想象的 。
按照TCP／IP的原理 ， 一般来说 ， 广播域越小越好 ， 一般不应超过200个站点 。那么 ， 如何在一个平面的交换网络中划分广播域呢？交换机的设计者们借鉴了路由结构中子网的思路 ， 得出了虚网的概念 ， 即通过对平面网络中的IP地址或MAC地址或交换端口进行划分 ， 使之分属于不同的部分 ， 每一个部分形成一个虚拟的局域网络 ， 共享一个单独的广播域 。这样就可以把一个平面的大型交换网络划分为许多个独立的广播域 ， 即VLAN 。
可见 ， VLAN的主要作用是隔离网络的广播域 。其结果产生了一个有趣的功能  ， 使得网络上不同交换位置的站点 ， 可以处在一个VLAN之内 ， 像一个子网一样地 共享一个广播域 ， 从而在组网时 ， 可以打破传统的分布路由结构的网络中那种地 理界限 ， 将同一地理位置的站点组在不同的网段 ， 或将不同地理位置的站点组在 同一个网段 。这就是VLAN带来的最大好处 。
二、采用VLAN的两个矛盾

由此可见 ， VLAN的特点就是组网的灵活性 ， 即可以进行灵活的网段划分 。至 于其安全性 ， 因为一个VLAN在逻辑上等同于一个传统的路由网段 ， 即代表一个广 播域 ， 所以从根本上说与子网的安全性没有什么不同 。只是在实现上 ， 传统的路 由网段是自然天成的物理结构 ， 而VLAN是通过对交换机的设置而人为实现的 ， 反 而在工作的稳定性方面不如传统的子网 。随着路由器性能的不断提高 ， 如今的路 由器已与交换机的处理速度相差无几 。VLAN所表现的灵活性通过路由器的虚拟专 用网络（VPN）技术或相应的路由策略技术都可以实现 ， 使得VLAN的必要性不是那 么充分 。
有一个重要问题不可回避：VLAN之间如何通信？显然不能再通过第2层交换机。那样的话 ， 广播域又合并到一起了 ， 其必经之路是路由器 。这样的结果是 ， 本 来企图通过VLAN的划分 ， 来使用交换机代替路由器组建大型网络 ， 以提高网络的 性能 ， 可是又回到路由器上来了 ， 这就是VLAN的一大矛盾 。
目前 ， VLAN之间的通讯大多是通过中心路由器完成的 。这也是保证VLAN组网 灵活性的惟一办法 。所有的VLAN都经过中心路由器（当然可以配置备份的中心路 由器） ， 也就是所有的广播都经过中心路由器 ， 这样中心路由器就承受了更大的 压力 。当VLAN之间的通讯量较大时 ， 中心路由器就成了网络的瓶颈 ， 并且一旦中 心路由器失效 ， 所有VLAN之间的通讯将无法进行 。这是VLAN存在的另一个矛盾 。
三、VLAN对网络带来的影响

标准的TCP／IP分布路由网络（比如Internet）的特点是运行稳定和扩展容易  ， VLAN不是TCP／IP标准协议规范的内容 ， 基于VLAN的交换网络与基于分布路由的 标准Internet模式的网络 ， 在物理构造上有所不同 。一旦VLAN大规模应用于一个 交换网络 ， 就决定了这个网络的基本结构 ， 网络的扩展只能是继续VLAN下去 ， 而 随着网络的扩展 ， VLAN的复杂程度将会成倍地增长 ， 网络的效率和稳定性将同步 下降 ， 使得网络的扩展不易 。
目前VLAN技术还没有形成统一的标准 ， 各厂家VLAN的实现存在着很大的差异  ， 不能实现VLAN的识别和互通 ， 限制了用户对于网络设备的选择权和发展权 ， 也 限制了网络的灵活性 。
VLAN的划分和管理将给网络管理带来很大的复杂性 。VLAN原理与标准路由器 的结合性不好 ， 在地址配置、虚网管理、网络控制等方面 ， 与Internet模式相比  ， 存在很大的不一致性 ， 其网络管理与流行的网络管理也存在很大区别 。
四、何种情况适合VLAN
不可否认 ， VLAN也有其诱人的特长 ， 比如上面提到的异地组成同一虚网 ， 或 同一地点组成不同的虚网 。但是一方面对于应用来说 ， 这并不是解决问题的惟一 选择 ， 通过VPN或路由策略完全可以达到同样的应用效果；另一方面 ， 由于VLAN而 带来的不利因素实在太多 。所以 ， 一般情况下 ， VLAN的使用得不偿失 。在进行网 络设计和网络规划时 ， 我们不应只被VLAN虚华的一面所吸引 ， 而应更多地去认识 其本来的面目 ， 谨慎地使用 。
只有一种情况适合做VLAN ， 即网络的站点数在几百个左右的规模 ， 采用全交 换加中心路由器的结构 ， 按照相应的原则划分子网 ， 各子网之间的通讯量很少 ，  主要是子网内部的通讯 ， 这时VLAN才会表现出其独特的优点 。

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