Question

虚拟局域网是什么？

Answer 1

【什么是VLAN】
VLAN（Virtual
Local
Area
Network）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。
VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的广播域（或称虚拟LAN，即VLAN），每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。但由于它是逻辑地而不是物理地划分，所以同一个VLAN内的各个工作站无须被放置在同一个物理空间里，即这些工作站不一定属于同一个物理LAN网段。一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，即使是两台计算机有着同样的网段，但是它们却没有相同的VLAN号，它们各自的广播流也不会相互转发,从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。
VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的，它在以太网帧的基础上增加了VLAN头，用VLAN
ID把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户二层互访，每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围，并能够形成虚拟工作组，动态管理网络。
既然VLAN隔离了广播风暴，同时也隔离了各个不同的VLAN之间的通讯，所以不同的VLAN之间的通讯是需要有路由来完成的。
【VLAN的优点】
1.
限制广播域。广播域被限制在一个VLAN内，节省了带宽，提高了网络处理能力。
2.
增强局域网的安全性。不同VLAN内的报文在传输时是相互隔离的，即一个VLAN内的用户不能和其它VLAN内的用户直接通信，如果不同VLAN要进行通信，则需要通过路由器或三层交换机等三层设备。
3.
灵活构建虚拟工作组。用VLAN可以划分不同的用户到不同的工作组，同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围，网络构建和维护更方便灵活。

Answer 2

传统的局域网 Ethemmet 使用具有冲突检测的载波监听多路访问（CSMA/CD）方法，在CSMA/CD网络中，节点可以在它们有数据需要发送的任何时候使用网络。在节点传输数据之前，它进行“监听”以了解网络是否繁忙。如果不是，则节点开始传送数据；如果网络正在使用，则节点等待；如果两个节点进行监听，没有听到任何东西，而开始同时使用线路，则会出现冲突。在发送数据时，它如果使用广播地址，那么在此网段上的所有PC都将收到数据包，这样一来如果该网段PC众多，很容易引起广播风暴，而冲突和广播风暴是影响网络性能的重要因素。为解决这一问题，引入虚拟局域网（VLAN）概念。虚拟网技术把传统的广播域按需要分割成各个独立的子广播域，将广播限制在虚拟工作组中，由于广播域的缩小，网络中广播包消耗带宽所占的比例大大降低，网络的性能也得到显著的提高。
虚拟局域网都有哪些特点呢？
在使用带宽、灵活性以及性能等方面，虚拟局域网都显示出很大的优势。虚拟局域网中能够方便地进行用户的增加、删除、移动等工作，提高网络管理的效率。其主要特点如下，灵活、软定义、边界独立于物理媒质的设备群。VLAN概念的引入，使交换机承担了网络的分段工作，而不再使用路由器来完成。通过使用VLAN，能够把原来一个物理的局域网划分成很多个逻辑意义上的子网，而不必考虑具体的物理位置，每一个VLAN都可以对应于一个逻辑单位，如部门、车间和项目组等。
广播流量被限制在软定义的边界内、提高了网络的安全性。由于在相同VLAN内的主机间传送的数据不会影响到其他VLAN上的主机，因此减少了数据窃听的可能性，极大地增强了网络的安全性。
在同一个虚拟局域网成员之间提供低延迟、线速的通信。能够在网络内划分网段或者微网段，提高网络分组的灵活性。VLAN技术通过把网络分成逻辑上的不同广播域，使网络上传送的包只在与位于同一个VLAN的端口之间交换。这样就限制了某个局域网只与同一个 VLAN的其他局域网互相连接，避免浪费带宽，从而消除了传统的桥接/交换网络的固有缺陷——包经常被传送到并不需要它的局域网中。这也改善了网络配置规模的灵活性，尤其是在支持广播/多播协议和应用程序的局域网环境中，会遭遇到如潮水般涌来的包，而在VLAN结构中，可以轻松地拒绝其他VLAN的包，从而大大减少网络流量。

此外，VLAN技术还促进了网络的可扩展性和简化性。随着企业规模的扩大或业务部门的调整，网络架构往往需要频繁变动。VLAN允许在不改变物理连接的情况下，轻松重组网络逻辑结构，以适应新的组织需求。这不仅节省了重新布线的时间和成本，还减少了因物理调整可能带来的网络中断风险。

在安全性方面，VLAN通过逻辑隔离，为敏感数据提供了额外的保护层。配合访问控制列表（ACLs）等策略，可以精细地控制不同VLAN间的访问权限，有效防止未授权访问和数据泄露。这对于保护企业知识产权和客户隐私至关重要
再者，VLAN技术为实施服务质量（QoS）策略提供了便利。通过将关键业务流量分配到特定的VLAN中，可以优先处理这些流量，确保其低延迟、高可靠性传输，这对于实时通信应用如视频会议、在线游戏等尤为重要。
综上所述，虚拟局域网技术以其独特的灵活性、安全性、可扩展性和简化性，成为现代网络架构中不可或缺的一部分。它不仅解决了传统局域网中的广播风暴和冲突问题，还极大地提升了网络的整体性能和管理效率，为企业的数字化转型和业务发展提供了坚实的基础。