無(wú)論是家庭網(wǎng)絡(luò)還是企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。然而，對(duì)于非專業(yè)人士來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ)和概念可能令人困惑。本文將帶您深入探索幾個(gè)重要的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括單臂路由、三層交換機(jī)、VLAN和網(wǎng)關(guān)、DNS、子網(wǎng)掩碼、mac地址等，以幫助您理解它們的功能和應(yīng)用。
什么是vlan
VLAN（Virtual Local Area.NETwork）是一種虛擬局域網(wǎng)技術(shù)，用于將物理上分散的設(shè)備組織成邏輯上的虛擬網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)VLAN技術(shù)，可以將一個(gè)物理局域網(wǎng)（LAN）劃分為多個(gè)邏輯上隔離的子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的分割和控制。
看到上面的概念，對(duì)于初學(xué)的網(wǎng)工來(lái)說(shuō)，肯定會(huì)一頭霧水，什么是虛擬局域網(wǎng)？為什么要?jiǎng)澐講lan 呢？
通俗來(lái)講：
VLAN（Virtual Local Area Network）是一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以將一個(gè)大的局域網(wǎng)（LAN）劃分成多個(gè)小的虛擬網(wǎng)絡(luò)，就像是在一個(gè)大房子里劃分成了多個(gè)獨(dú)立的房間一樣。
想象一下，你住在一個(gè)空曠的體育場(chǎng)里，里面有很1000人。但是，每個(gè)人都可以隨意進(jìn)出這個(gè)體育場(chǎng)，可以聽(tīng)到其他人的對(duì)話，如果要找某個(gè)人，就的從這1000人中去找，極其麻煩，還浪費(fèi)時(shí)間，這樣就顯得非常的混亂。為了解決這個(gè)問(wèn)題，你可以在體育場(chǎng)內(nèi)，隔斷100個(gè)房間，每個(gè)房間10人，每個(gè)房子里設(shè)置一道門，這樣就將其劃分成了多個(gè)區(qū)域房間。每個(gè)房間里的人只能在自己的房間內(nèi)活動(dòng)，聽(tīng)到自己房間內(nèi)的對(duì)話。這樣，每個(gè)房間就是一個(gè)獨(dú)立的小房子，人們之間的交流更有秩序。
這就是vlan，每個(gè)房間就是一個(gè)vlan，每個(gè)房間的名稱，就相當(dāng)于vlan的名稱，而房間里的每個(gè)人的編號(hào)就是ip地址，同一個(gè)房間的人（同一個(gè)vlan的ip），因?yàn)樵谝粋€(gè)房間內(nèi)，彼此之間可以相互通話；而不同的房間，如果不打開(kāi)門，就不能通話。
而在在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，也是一樣，可以通過(guò)VLAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)類似的效果。網(wǎng)絡(luò)管理員或網(wǎng)工可以使用VLAN技術(shù)將一個(gè)局域網(wǎng)分割成多個(gè)虛擬的子網(wǎng)。每個(gè)子網(wǎng)就像是一個(gè)獨(dú)立的小網(wǎng)絡(luò)，只有同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備可以直接通信，而和其他子網(wǎng)的設(shè)備是隔離的。這樣就可以控制網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備之間的通信范圍，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和性能。
VLAN技術(shù)的好處：
首先，它可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性，因?yàn)椴煌腣LAN之間是隔離的，設(shè)備只能和同一個(gè)VLAN內(nèi)的設(shè)備通信，減少了未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。
其次，VLAN可以提高網(wǎng)絡(luò)的性能，因?yàn)槊總€(gè)VLAN內(nèi)的通信不會(huì)干擾其他VLAN，減少了網(wǎng)絡(luò)擁堵和沖突。
另外，VLAN還可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理，允許管理員更靈活地控制和配置不同的子網(wǎng)。
那么不同的vlan 如何通信呢？這就需要用到單臂路由或三層交換機(jī)了。
單臂路由與三層交換機(jī)
我們要想實(shí)現(xiàn)不同的vlan 之間通信，就必須要有路由功能。要實(shí)現(xiàn)這種路由功能，可以通過(guò)單臂路由、三層交換機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
那么什么是單臂路由呢？
單臂路由是一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通常用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的轉(zhuǎn)發(fā)和路由。它的實(shí)現(xiàn)方式，其實(shí)就是 普通的二層交換機(jī)加路由器，從而實(shí)現(xiàn)不同vlan之間的通信。
單臂路由的工作原理如下：
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備要發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，數(shù)據(jù)包首先到達(dá)單臂路由設(shè)備。路由設(shè)備根據(jù)數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址，判斷應(yīng)該將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)。然后，路由設(shè)備會(huì)修改數(shù)據(jù)包的源地址和目標(biāo)地址，將數(shù)據(jù)包發(fā)送到合適的目的地。這樣，單臂路由設(shè)備充當(dāng)了數(shù)據(jù)包的中轉(zhuǎn)站，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳遞到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
單臂路由的主要應(yīng)用場(chǎng)景：
是在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)控制和安全策略，通過(guò)將所有流量經(jīng)過(guò)單臂路由設(shè)備，可以對(duì)流量進(jìn)行集中管理和監(jiān)控。
例如
1）可以在單臂路由設(shè)備上配置訪問(wèn)控制列表（ACL）或防火墻規(guī)則，限制特定流量的傳輸或攔截潛在的安全威脅。
2）此外，單臂路由還可以用于網(wǎng)絡(luò)流量的負(fù)載均衡和優(yōu)化，以提高網(wǎng)絡(luò)的性能和可靠性。
需要注意：
1）單臂路由的設(shè)計(jì)需要仔細(xì)考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹P地址分配和路由配置等因素，以確保數(shù)據(jù)包正確轉(zhuǎn)發(fā)并維持網(wǎng)絡(luò)的連通性。
2）單臂路由可能會(huì)引入一定的性能開(kāi)銷，因?yàn)樗辛髁慷冀?jīng)過(guò)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)發(fā)。
總結(jié)來(lái)說(shuō)，單臂路由是一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)流量的轉(zhuǎn)發(fā)和路由。它常用于實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)控制、安全策略和流量?jī)?yōu)化等功能，但在設(shè)計(jì)和配置時(shí)需要仔細(xì)考慮網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜托阅苄枨蟆?/p>
那么什么是三層交換機(jī)呢？
對(duì)于小型網(wǎng)絡(luò)，單臂路由可以應(yīng)付，但如果各個(gè)vlan 之間的流量過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，出現(xiàn)丟包或堵塞現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問(wèn)題，就出現(xiàn)了 三層交換機(jī)。
三層交換機(jī)本質(zhì)上就是“帶有路由功能的（二層）交換機(jī)”。它能夠在數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層之間進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和路由決策，提供更快速和高效的網(wǎng)絡(luò)通信。傳統(tǒng)的交換機(jī)通常在數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）上操作，使用MAC地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。而三層交換機(jī)在此基礎(chǔ)上添加了網(wǎng)絡(luò)層（第三層）的功能，支持基于IP地址進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇。
三層交換機(jī)在數(shù)據(jù)鏈路層上通過(guò)學(xué)習(xí)和維護(hù)MAC地址表來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)三層交換機(jī)，它首先會(huì)查找目標(biāo)MAC地址，并根據(jù)自己的MAC地址表決定將數(shù)據(jù)包發(fā)送到哪個(gè)端口。這種基于MAC地址的轉(zhuǎn)發(fā)通常被稱為交換機(jī)的二層轉(zhuǎn)發(fā)。
然而，如果目標(biāo)MAC地址不在交換機(jī)的MAC地址表中，或者數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址是一個(gè)不同的子網(wǎng)，那么三層交換機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)到網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行路由決策。三層交換機(jī)會(huì)檢查數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址，并根據(jù)內(nèi)部的路由表決定將數(shù)據(jù)包發(fā)送到哪個(gè)接口。這樣，三層交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)不同子網(wǎng)之間的通信，并且能夠快速選擇最佳路徑進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。
三層交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：
三層交換機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是速度和性能。由于結(jié)合了交換機(jī)和路由器的功能，三層交換機(jī)能夠在硬件級(jí)別上進(jìn)行數(shù)據(jù)包處理和轉(zhuǎn)發(fā)，提供更高的轉(zhuǎn)發(fā)速度和更低的延遲。它還可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量和需求進(jìn)行靈活的路由配置和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)傳輸。
總結(jié)來(lái)說(shuō)，三層交換機(jī)是一種集成了交換機(jī)和路由器功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，能夠在數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層之間進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇。它提供了高速、高性能的數(shù)據(jù)傳輸和靈活的路由配置，常用于大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心等場(chǎng)景中。
什么是網(wǎng)關(guān)
我們?cè)谏厦嬷v到vlan 時(shí)，每一個(gè)房間人如果要與另一個(gè)房間的人通話，必須打開(kāi)門，這個(gè)所謂的“門”，就是關(guān)口，也就是 網(wǎng)關(guān)。顧名思義，網(wǎng)關(guān)(Gateway)就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“關(guān)口”。這個(gè)關(guān)口，我們通常用一個(gè)ip 來(lái)表示，
eg：
有網(wǎng)絡(luò)A和網(wǎng)絡(luò)B，
網(wǎng)絡(luò)A：的IP地址范圍為“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子網(wǎng)掩255.255.255.0；如果需要與其它網(wǎng)段通信，那么它的網(wǎng)關(guān)可以設(shè)置為192.168.1.1，當(dāng)然也可以設(shè)置為網(wǎng)段內(nèi)其它的一個(gè)ip地址。
網(wǎng)絡(luò)B：的IP地址范為“192.168.2.1~192.168.2.254”，子網(wǎng)掩碼255.255.255.0。如果需要與其它網(wǎng)段通信，那么它的網(wǎng)關(guān)可以設(shè)置為192.168.2.1，當(dāng)然也可以設(shè)置為網(wǎng)段內(nèi)其它的一個(gè)ip地址。
總之，網(wǎng)關(guān)（Gateway）就是連接不同網(wǎng)絡(luò)之間的設(shè)備或節(jié)點(diǎn)，用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的關(guān)鍵組件。它可以是硬件設(shè)備（如路由器）或軟件程序的形式存在。
網(wǎng)關(guān)如何實(shí)現(xiàn)通信？
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都有一個(gè)特定的IP地址范圍，被稱為子網(wǎng)（Subnet）。當(dāng)數(shù)據(jù)包需要從一個(gè)子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)子網(wǎng)時(shí)，它需要經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)關(guān)充當(dāng)了兩個(gè)不同子網(wǎng)之間的橋梁，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從源子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)子網(wǎng)。
什么是DNS
DNS（DomAIn Name System）是域名系統(tǒng)的縮寫，是一種將域名翻譯成IP地址的分布式命名系統(tǒng)。它充當(dāng)了互聯(lián)網(wǎng)上的"電話簿"，將人類可讀的域名（如www.toutiao.com）轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可理解的IP地址（如183.201.224.241）。
舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)明DNS的作用：當(dāng)我們?cè)跒g覽器中輸入www.toutiao.com時(shí)，我們的計(jì)算機(jī)需要與頭條網(wǎng)進(jìn)行通信，它需要知道頭條網(wǎng)服務(wù)器的IP地址才能發(fā)送數(shù)據(jù)包。但我們不知道頭條網(wǎng)的IP地址是什么，所以我們的計(jì)算機(jī)會(huì)向預(yù)先配置的DNS服務(wù)器發(fā)送一個(gè)查詢，詢問(wèn)"www.toutiao.com"的IP地址。DNS服務(wù)器會(huì)查找它的記錄，找到對(duì)應(yīng)的IP地址，并將其返回給我們的計(jì)算機(jī)。然后，我們的計(jì)算機(jī)將該IP地址寫入數(shù)據(jù)包的目的IP地址字段，以便與頭條網(wǎng)建立連接和進(jìn)行通信。
可以將DNS類比為寫信的過(guò)程：如果你要給國(guó)外寫信，你需要將收信人的地址翻譯成對(duì)應(yīng)的英語(yǔ)地址才能發(fā)送。DNS的作用類似于這個(gè)翻譯過(guò)程，它幫助我們將人類可讀的域名翻譯成計(jì)算機(jī)可理解的IP地址。因此，配置正確的DNS服務(wù)器對(duì)于我們能夠正常瀏覽網(wǎng)頁(yè)是至關(guān)重要的。
什么是MAC地址
MAC地址，又稱為物理地址或硬件地址，是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)適配器、路由器）在數(shù)據(jù)鏈路層上的唯一標(biāo)識(shí)。MAC地址是一個(gè)由12個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字（0-9以及A-F）組成的字符串，通常以冒號(hào)或連字符分隔，例如："00:1A:2B:3C:4D:5E"。這個(gè)地址在設(shè)備制造時(shí)被固定寫入網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC）的硬件中，并且在設(shè)備的整個(gè)生命周期內(nèi)都不會(huì)改變。
每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有一個(gè)唯一的MAC地址，它用于在局域網(wǎng)（LAN）中進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的傳輸和識(shí)別。當(dāng)數(shù)據(jù)從一個(gè)設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)設(shè)備時(shí)，數(shù)據(jù)幀會(huì)被附上源MAC地址和目標(biāo)MAC地址，以指示數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收方。
MAC地址組成：
MAC地址由兩部分組成：前半部分是廠商識(shí)別碼（Organizationally Unique Identifier，OUI），用于標(biāo)識(shí)設(shè)備的制造商；后半部分是設(shè)備序列號(hào)，由制造商分配。通過(guò)MAC地址，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以直接進(jìn)行局域網(wǎng)內(nèi)的通信，而無(wú)需進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層的路由。
需要注意的是，MAC地址是在局域網(wǎng)范圍內(nèi)使用的，而在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行通信時(shí)，會(huì)使用IP地址來(lái)定位和識(shí)別設(shè)備。
什么是子網(wǎng)掩碼
子網(wǎng)掩碼（Subnet Mask）是一個(gè)用于劃分網(wǎng)絡(luò)的32位二進(jìn)制數(shù)字，與IP地址結(jié)合使用以確定網(wǎng)絡(luò)的范圍和主機(jī)的標(biāo)識(shí)。
在IPv4中，IP地址由32位二進(jìn)制數(shù)字表示，通常以點(diǎn)分十進(jìn)制表示法呈現(xiàn)（如192.168.0.1）。子網(wǎng)掩碼與IP地址的每個(gè)位進(jìn)行邏輯與操作，用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。子網(wǎng)掩碼中的連續(xù)1位表示網(wǎng)絡(luò)部分，連續(xù)的0位表示主機(jī)部分。
子網(wǎng)掩碼的作用是定義一個(gè)IP地址的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)部分。通過(guò)與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行邏輯與操作，可以確定IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址。例如，如果一個(gè)IP地址是192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0，那么邏輯與操作后的結(jié)果是192.168.0.0，表示這個(gè)IP地址屬于網(wǎng)絡(luò)192.168.0.0。
子網(wǎng)掩碼允許網(wǎng)絡(luò)管理員自由劃分IP地址空間，將一個(gè)大的IP地址范圍劃分為若干個(gè)較小的子網(wǎng)。通過(guò)調(diào)整子網(wǎng)掩碼中的1和0位的分布，可以確定一個(gè)子網(wǎng)中可用的主機(jī)數(shù)量，以滿足不同規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的需求。
例如，常見(jiàn)的子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，它將IPv4地址的前三個(gè)八位字節(jié)用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)部分（24位），最后一個(gè)八位字節(jié)用于標(biāo)識(shí)主機(jī)部分（8位）。這意味著該子網(wǎng)可以容納256個(gè)主機(jī)（2的8次方），而網(wǎng)絡(luò)地址范圍為192.168.0.0 - 192.168.0.255。子網(wǎng)掩碼的正確配置對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信和地址規(guī)劃至關(guān)重要。它與IP地址一起使用，幫助確定網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)和子網(wǎng)標(biāo)識(shí)，以便在局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)中正確路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
總之，通過(guò)深入理解單臂路由、三層交換機(jī)、VLAN和網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，我們可以更好地管理和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，提供高效的數(shù)據(jù)傳輸和安全保障。
