双5G边缘计算网关/工业CPE-AR7091G/GK
AR7091G/GK——基于5G/4G/3G/2G、WiFi、虚拟专网等技术开发的工业物联网边缘网关/CPE。产品采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式操作系统为软件支撑平台，可同时连接串口设备、以太网设备和 WiFi 设备, 支持内部Flash和外扩Micro SD卡存储数据，能满足工业现场通信的需求。
深入解析网段、VLAN与通信原理
时间：2025-02-07浏览：1049
一、网段基础知识
（一）网段定义
网段是指在计算机网络中，由一组具有相同网络地址的设备组成的网络区域。它是网络划分的基本单位，用于将大型网络划分为多个较小的子网络，从而提高网络的效率和安全性。
（二）网段的管理与数据包转发
网段的管理主要通过路由器和交换机等网络设备来实现。路由器负责在不同的网段之间转发数据包，而交换机则在同一个网段内进行数据包的交换。通过这种方式，网络管理员可以有效地控制网络流量，优化网络性能。
（三）网段的作用
控制网络流量：通过将网络划分为多个网段，可以减少网络拥堵，提高数据传输效率。
增强安全性：网段的划分可以限制网络访问，防止未经授权的设备访问敏感信息。
便于管理：网段的划分使得网络管理更加清晰，便于故障排查和维护。
二、VLAN与网段的关系
（一）相同点
VLAN（虚拟局域网）和网段都用于网络划分，目的是提高网络效率和安全性。它们都可以限制广播域的范围，减少不必要的网络流量。
（二）不同点
VLAN基于硬件实现：VLAN是在交换机上通过配置实现的，它将物理网络划分为多个逻辑网络。
网段基于IP地址划分：网段是通过IP地址和子网掩码来划分的，它依赖于网络层的地址分配。
三、同VLAN不同网段通信问题
（一）默认情况下能否ping通
在默认情况下，同VLAN但不同网段的设备之间是不能直接ping通的。这是因为它们属于不同的网络地址范围，需要通过路由器来转发数据包。
（二）答案及现象说明
当尝试从一个网段的设备ping另一个网段的设备时，数据包会首先发送到默认网关（路由器），然后由路由器根据路由表进行转发。如果路由表中没有正确的路由条目，数据包将无法到达目标设备。
（三）原因解析
路由决策原理：路由器根据数据包的目的IP地址和路由表中的条目来决定数据包的转发路径。如果路由表中没有目标网段的条目，数据包将被丢弃。
ARP原理及在跨网段通信中的问题：ARP（地址解析协议）用于将IP地址解析为MAC地址。在跨网段通信中，ARP请求无法直接跨越网段，因此需要路由器的介入。
ICMP原理及在跨网段通信中的限制：ICMP（互联网控制消息协议）用于网络设备之间的通信。在跨网段通信中，ICMP消息需要通过路由器进行转发。
四、二层与三层通信技术原理
（一）二层通信（同一网段内）
在同一网段内，设备之间的通信主要依赖于MAC地址。当一个设备发送数据包时，它会广播ARP请求以获取目标设备的MAC地址。一旦获取到MAC地址，数据包就会直接发送到目标设备。
（二）三层通信（跨网段）
跨网段通信需要依赖于IP地址和路由器。当一个设备需要向另一个网段的设备发送数据包时，它会将数据包发送到默认网关（路由器）。路由器会根据数据包的目的IP地址和路由表中的条目来决定转发路径。
五、广播域与子网划分
（一）广播域与VLAN的关系
广播域是指网络中可以接收广播消息的设备范围。VLAN可以将广播域限制在特定的虚拟网络内，从而减少不必要的广播流量。
（二）子网划分原理及作用
子网划分是通过子网掩码将一个大的IP网络划分为多个小的子网络。每个子网都有自己的网络地址和广播地址。子网划分的作用是提高网络效率和安全性。
（三）广播域与子网划分之间的联系与区别
广播域和子网划分都用于控制网络流量，但广播域是基于硬件实现的，而子网划分是基于IP地址划分的。广播域的范围通常由VLAN或路由器决定，而子网划分的范围由子网掩码决定。
上一篇：电力DTU为何在能源领域更具竞争力？
下一篇：从基础到高级路由功能全解析
