路由器能隔离广播，要VLAN有什么用？

在上文用VLAN这把砍刀将一个超级大广播域，切割成N个小广播域，每一个小广播域用一个VLAN代表。每一个交换机的端口分配一个VLAN，拥有相同的VLAN的端口属于同一个VLAN，同一个广播域。

一个交换机有48端口，被平均分成3个VLAN，分别为VLAN 10、20、30，每个VLAN 有16个端口。当一个广播报文从任意一个端口接收到，只扩散到其中的15个端口。

问题来了，交换机与交换机之间的互联端口如果只有一个，分配什么VLAN比较合适呢？

10、20还是30？

都不合适。如果分配10，那么VLAN 20、30的广播报文就无法从互联端口流走。

有同学可能会说，交换机之间使用3个互联端口，分别分配10、20、30，可以完美解决问题。

但是这样会浪费端口资源。如果有100个VLAN的流量需要从交换机之间互联端口穿梭，则需要100个端口，每一个端口属于一个VLAN。而交换机只有48个端口啊，剩下的52个端口从哪里来？

以上的做法很不现实。解决这个问题很简单，只要让交换机之间的互联端口属于每一个VLAN，属于每一个广播域。交换机之间这种互联端口类型叫Trunk，属于任何广播域。

当广播报文需要进入交换机之间的互联端口，必须明确告知接收方交换机，该广播报文属于哪个广播域，哪个VLAN，那发送交换机是怎么做的呢？

很简单。只要在广播报文里嵌入一个VLAN标签，规范这项技术的标准是IEEE 802.1Q。

接收交换机只要从广播报文里将VLAN标签提取出来，然后将广播报文扩散到属于该VLAN的所有端口，包括Trunk口。上文说了，Trunk口默认属于所有广播域。

通过以上方式，一个广播报文唰地一下就扩散到所有属于该广播域（VLAN）的所有端口。而不属于该广播域（VLAN）的端口不会受到该条广播报文的骚扰，因为它们永远听不到这条广播。广播报文的隔离就是这样来实现的。

当然，任何时候都有特殊情况的发生。有些广播报文是交换机自身产生的，那么这个广播报文属于哪个广播域（VLAN）呢？

如果是ARP广播报文，通常是交换机的三层接口触发的，而三层接口会绑定二层接口。交换机根据二层接口属于哪个VLAN，以此来推断ARP广播报文属于哪个VLAN。然后打上VLAN标签，在该VLAN广播域里进行扩散。
如果是Cisco PVST+消息，每一个消息自己会携带自己的VLAN ID。
如果是RSTP消息呢，消息没有明确告知交换机VLAN值。交换机呢，也不着急，什么VLAN标签也不打，让消息在trunk里自由扩散。接收交换机收到之后也不着急，而是将任何没有携带VLAN标签的报文，默认认为是Native VLAN广播域的报文，并在Native VLAN广播域进行扩散。由于Native VLAN默认值 =1，而VLAN1一般不会分配给终端用户。所有终端用户永远也收不到类似的广播报文。

VLAN隔离广播报文讲的差不多了，继续讲报文开头的故事。

一台开机的电脑，发出DHCP广播报文，被交换机扩散到属于该VLAN（10）的广播域。DHCP大神也在VLAN10里，自然听到了。大神给电脑分配了一个IP地址、网络掩码、网关、DNS服务器，分别如下：

并将消息以单播的方式发给这台电脑。同学们这里会有点疑惑，电脑在获得IP地址之前，还没有IP地址，大神怎么将消息单播给这台电脑呢？

此时电脑虽然没有IP地址，默认使用0.0.0.0这个地址，这个地址是无意义的，大神也知道是无意义的，大神并不care。但是电脑有自己的MAC地址啊，大神发出的单播报文只要填写目的MAC = 这台电脑的MAC，是不是就可以将消息单播给这台电脑了？

是的。

坐在电脑后的老王登场了，想Ping 10.1.2.2这台电脑玩玩，敲完命令回车，老王盯着屏幕看，以下是屏幕背后发生的故事。

电脑发现10.1.2.2和自己10.1.1.2并不在一个广播域。有同学可能会问，电脑知道怎么这两个IP地址不在一个广播域的？

电脑想笑但是忍住了，一个广播域内每台电脑的网段必须相同，否则就不是一个广播域。显然 10.1.2.2的网段 = 10.1.2，10.1.1.2的网段= 10.1.1，两个网段号明显不相同。

既然不在一个广播域，老王的电脑10.1.1.2能ARP广播发现10.1.2.2的MAC地址吗？

不能啊，不同的广播域有VLAN隔离着呢！

不在一个广播域，ARP广播也会被VLAN隔离，不会到达对方（10.1.2.2）的广播域，你觉得老王的电脑会发ARP广播请求对方的MAC地址吗？

不会的，电脑没那么傻！

无法发现对方的MAC地址，就无法完成二层以太协议头的封装，那么不同广播域的电脑就无法通信，囚徒困境？

并不是。

每个广播域都有一个特殊的角色，它的名字叫网关。网关可以代理转发不同广播域电脑之间的通信。比如上文中的网关=10.1.1.1就是这个特殊的角色。

老王电脑一旦发现对方和自己不在一个广播域，就会知道需要将Ping报文发给网关。

虽然知道网关的IP = 10.1.1.1，但光知道这个还不行，还需要ARP广播获得网关的MAC地址才能把Ping报文扔给网关。

由于网关IP = 10.1.1.1 和老王的电脑IP = 10.1.1.2，属于同一个网段，同一个广播域，那么ARP广播自然可以到达网关，那么就可以获得网关的MAC地址。

老王电脑将Ping报文扔给网关，网关收到这个目的IP = 10.1.2.2 的Ping报文怎么处理呢？

电脑

网关

收到目的IP = 自己的IP，也会将报文扔给CPU处理。这是网关的主机（End System）一面，和普通电脑没有任何区别。
网关如果收到目的IP≠自己IP，会查询路由表做流量转发，这是网关的路由器（Intermediate System ）的另一面，这就是路由器区别于普通电脑的一面。

网关发现自己另外一个接口IP = 10.1.2.1/24 与Ping报文的目的IP =10.1.2.2在一个相同的广播域，于是认为目标主机应该就在这个广播域。于是发出ARP广播请求对方的MAC地址。一旦获得MAC地址，就可以将Ping报文扔给这台10.1.2.2电脑。

总结一下

路由器

交换机