划分 VLAN 的作用是什么？—目前为止我看见的最容易理解的说明

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作者：百哥
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vlan是什么，为什么要划分vlan？

我们先看两个场景

在拥挤的火车上，会感到非常吵，因为每个乘客讲话，其他无关的乘客也能听到，会干扰到其他乘客的休息

在这样的包间里，因为乘客之间做了隔离，所以非常安静，这样乘客们可以高效的工作和休息（忽略票价）。

我们再看两个场景

疫情前，学校的食堂都会比较拥挤，大家也都一起吃饭。但是因为疫情的关系，如果有同学不幸感染了新冠病毒，那么病毒会迅速传播开来，后果很严重。

所以为了防控新冠病毒的传播，大家都隔离开来，这样就比较安全，就算有位同学感染了病毒，也不会通过飞沫传染给其他同学，只要立即给这位同学进行治疗就好了。

现在来说vlan是什么，为什么要划分vlan

vlan的全称是Virtual Local Area Network，即“虚拟局域网”，就是把一个大的局域网，分成多个隔离的，小的局域网。这样做的好处主要有两点

1. 隔离广播域，让每个节点（比如电脑、手机）不需要收到太多无关的广播包，从而减少计算性能和网络带宽的无谓消耗。从而保证局域网的性能。
2. 隔离常见病毒与攻击，这样即使某个主机感染了arp攻击病毒、dhcp攻击病毒等常见局域网病毒，影响的范围也只限于本vlan，不会影响到其他vlan，可以将故障限制在比较小的范围。一来造成的影响小，二来排查故障也更加容易。

那么，网络中最多支持多少个vlan呢？

vlan信息在传递的时候，需要用到vlan标签，也就是每个电脑（或手机）发出的数据，会打上他所属的vlan的标签。这样网络设备（如交换机）就知道这台电脑是哪个vlan的了。

vlan标签长这样

vlan标签的格式遵循802.1q标准，而802.1q标准中定义的vlan号（vlan id）的长度是12位，所以说vlan总共只有2的12次方，4096个。

这也就是为什么交换机只支持4k个vlan，多贵的都只支持4k个

那么问题来了，如果网络规模很大，或者说网络规模不大但是想多分一些vlan，4096个不够用了怎么办？

没关系，网络规模在发展，技术也在发展。就像ipv4地址不够了我们发明了ipv6，vlan数量不够了，ieee的一帮工程师又发明了qinq，qinq也就是802.1q in 802.1q，就是打两层标签，那么总共就有了4096x4096个vlan，一下就把4千个升级成了1677万个，这样就绰绰有余了。

qinq的标签是这样，两层vlan标签。

现在vlan数量足够了，但是vlan信息封装在二层，随着云计算的发展，可能又会遇到vlan信息跨数据中心传递（也就是跨三层传递）的问题，怎么解决？

因为云计算的灵活性，一台云主机因为某种原因，可能一会在北京1区，一会在北京2区，这个时候他的vlan信息也得传递到北京2区。

但是vlan标签是封装在二层的，三层设备如（路由器）是不会传递vlan信息的，这个时候又有了新的技术，叫vxlan，vxlan除了支持庞大的vlan数量（1677万），而且将标签封装udp里，这样就可以跨三层传递了。

下图为vxlan的报文结构，其中VNI（VXLAN Network Identifier）是vxlan的标签

所以在云数据中心，vxlan是很常用的一个新网络技术。

1.分割广播域
2.在不具备三层隔离的条件下，在二层对数据进行隔离、转发

假想一个65535台host的子网，广播报文对网络的负荷有多大？
假想你依然需要这65535个host进行访问，又不具备三层转发，VLAN就是最好的解决方案。