拓扑图VLAN的划分 vlan交换机拓扑图

网络协议学习

• 底层网络知识详解：从二层到三层

• 交换机与VLAN
• STP协议（解决环路问题方案）
• 如何解决广播问题和安全问题？

底层网络知识详解：从二层到三层

此博客是记录学习刘超老师在极客时间发表的专栏《趣谈网络协议》。

交换机与VLAN

拓扑结构
    一个交换机不够用，需要多台交换机，交换机之间连接起来，就形成一个稍微复杂的**拓扑结构**。
环路问题
    交换机越来越多，整个拓扑结构复杂了，网线越来越多，不可避免的会出现很多意想不到的问题。其中最常见的就是**环路问题**。
    
环路产生

如图：左边有两台机器：1,2。右边两台机器3,4。

中间通过2个交换机A,B相连。机器1,2生成一个局域网LAN1，机器3,4生成一个局域网LAN2。

假如机器1要找机器2，它起初并不知道机器2的MAC地址，它需要发送一个ARP广播，交换机A,B都可以收到广播信息，起初A并不知道机器2的位置，它会把广播信息传到LAN2。当然也会从LAN2传到交换机B-右，再从B-左出来。

因为交换机A,B是具有自主学习能力的。经过上面的步骤，交换机A认为机器2在A-右，B认为机器2在B-左。过一会又发现和之前的结论不一致。就这样循环往复。

STP协议（解决环路问题方案）

在数据结构中，有一个方法叫做最小生成树。有环的我们常称为图。将图中的环破了，就生成了树。在计算机网络中，生成树的算法叫作 STP，全称 **Spanning Tree Protocol**。
	其中的一些概念：
		root bridge :根交换机
		Designated Bridges：指定交换机。
		Bridge Protocol Data Units （BPDU） ，网桥协议数据单元。
		Priority Vector，优先级向量。

如何解决广播问题和安全问题？

1.物理隔离
	以公司部门为例，每个部门设一个单独的会议室，对应到网络方面，就是每个部门有单独的交换机，配置单独的子网，这样部门之间的沟通就需要路由器了。路由器咱们还没讲到，以后再说。这样的问题在于，有的部门人多，有的部门人少。人少的部门慢慢人会变多，人多的部门也可能人越变越少。如果每个部门有单独的交换机，口多了浪费，少了又不够用。
2.虚拟隔离 也叫VLAN，虚拟网络

我们只需要在原来的二层的头上加一个 TAG，里面有一个 VLAN ID，一共 12 位。为什么是 12 位呢？因为 12 位可以划分 4096 个 VLAN。