VLAN的規(guī)劃與實現(xiàn)

(1)VLAN實現(xiàn)過程
當(dāng)一個網(wǎng)橋或交換機(jī)接收到來自于某個計算機(jī)工作站的數(shù)據(jù)幀，它將給這個數(shù)據(jù)幀加上一個標(biāo)簽以標(biāo)識這個數(shù)據(jù)幀來自于哪個VLAN。加標(biāo)簽的原則有多種:可以基于數(shù)據(jù)幀來自于網(wǎng)橋的哪個端口、可以基于數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議源地址、可以基于數(shù)據(jù)幀的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議源地址、也可以基于數(shù)據(jù)幀的其他字段或多個字段的綜合。為了能夠使用任意一種方法給數(shù)據(jù)幀加標(biāo)簽，網(wǎng)橋必須有個不斷升級更新的數(shù)據(jù)庫。

這個數(shù)據(jù)庫叫作過濾數(shù)據(jù)庫，包含了本網(wǎng)絡(luò)中全部VLAN之間的映射以及它們使用哪個字段作為標(biāo)簽。例如，如果通過基于端口的方式來加標(biāo)簽，該數(shù)據(jù)庫應(yīng)該指示哪個端口屬于哪個VLAN。網(wǎng)橋必須們的過濾數(shù)據(jù)庫中有同樣的信息。能夠維護(hù)這樣的一個數(shù)據(jù)庫并且應(yīng)保證所有在這個LAN中的網(wǎng)橋在它網(wǎng)幀的目的MAC地址字段和協(xié)議類型字段(在符合IEE802.3協(xié)議的基于IEEE802.1Q協(xié)議時，4個字節(jié)的VLAN標(biāo)簽加到傳統(tǒng)的以太幀中是長度字段)之間。其中包含有一個12比特大小的VIANID號以區(qū)別各個VLAN。
由于802.1Q協(xié)議的標(biāo)簽頭的4個字節(jié)是新增加的，故目前使用的計算機(jī)并不支持802.1Q，即計算機(jī)發(fā)送出去的數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)幀頭還不包含這4個字節(jié)，同時也無法識別這4個字節(jié)。對于交換機(jī)來說，如果它所連接的以太網(wǎng)段的所有主機(jī)都能識別和發(fā)送這種帶802.10標(biāo)簽頭的數(shù)據(jù)包，該端口稱為TagAware端口，需要給數(shù)據(jù)幀加標(biāo)簽。反之，如果該交換機(jī)端口所連接的以太網(wǎng)段里只要有一臺主機(jī)不支持這種帶802.1Q標(biāo)簽頭的數(shù)據(jù)包，該端口稱為Access端口，則不能給數(shù)據(jù)幀加標(biāo)簽。對于每一個到來的VLAN幀，網(wǎng)橋或交換機(jī)將根據(jù)查找過濾數(shù)據(jù)庫的結(jié)果決定該幀歸屬于哪一個VLAN、將從哪個接口被轉(zhuǎn)發(fā)出去。一旦網(wǎng)橋或交換機(jī)決定了某個數(shù)據(jù)幀的下一步去向，它就得決定是否需要給這個數(shù)據(jù)幀加標(biāo)簽。具體實現(xiàn)包括以下三個過程:
◆接收過程:負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包可以是帶標(biāo)簽頭的，也可以不帶標(biāo)簽頭。如果不帶，交換機(jī)會根據(jù)該端口所屬的VLAN添加上相應(yīng)的標(biāo)簽頭。
◆查找/路由過程:根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的MAC地址、VLAN標(biāo)識，查找過濾數(shù)據(jù)庫中注冊的信息，以決定把數(shù)據(jù)包發(fā)送到哪個端口。
◆發(fā)送過程:將數(shù)據(jù)包發(fā)送到以太網(wǎng)段上，如果該網(wǎng)段的主機(jī)不能識別802.1Q標(biāo)簽頭，則在出端口前將該標(biāo)簽頭去掉；如果是發(fā)送到互連的其他交換機(jī)的端口，則標(biāo)簽頭一般不去掉。
(2)校園網(wǎng)的VLAN的規(guī)劃
隨著校園網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，用戶不斷增加，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也不斷增長，網(wǎng)絡(luò)變得越來越擁擠，沖突不斷產(chǎn)生，管理難度日益加大。目前，由于數(shù)據(jù)廣播在網(wǎng)絡(luò)中起著非常重要的作用，隨著校園網(wǎng)內(nèi)的計算機(jī)數(shù)量的增加，VOD視頻的大量應(yīng)用，廣播的數(shù)量在急劇增加，當(dāng)廣播的數(shù)量占到總量的30%時，網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率將會明顯下降。特別是當(dāng)某網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)故障后，會不停地向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送廣播，從而導(dǎo)致通信陷于癱瘓。當(dāng)校園網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計算機(jī)數(shù)超過200臺后，就需要采取措施將網(wǎng)絡(luò)分隔開來，將一個大的廣播域劃分成若干個小的廣播域。為了有效地提高網(wǎng)絡(luò)管理的靈活性，提高網(wǎng)絡(luò)效率和網(wǎng)絡(luò)安全性，一個合理的VLAN規(guī)劃給網(wǎng)絡(luò)的管理更加有效。校園網(wǎng)目前的電腦數(shù)目已經(jīng)上千臺了。如果把這個龐大的網(wǎng)絡(luò)作為一個VLAN，那么校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能和安全性就會大大地降低，而且能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴使網(wǎng)絡(luò)癱瘓。因此，應(yīng)對龐大的校園網(wǎng)進(jìn)行VLAN的規(guī)劃，把它劃分為若千個虛擬子網(wǎng)，這樣可以提高校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能和安全性，控制不必要的廣播的數(shù)量，防止網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。
例如，某校園網(wǎng)根據(jù)地理區(qū)域分為3個部分:教學(xué)辦公室、學(xué)生宿舍區(qū)、科技培訓(xùn)中心及生活區(qū)。每一個部分建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)中心，三個中心之間采用GE骨干互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計充分利用了堆疊技術(shù)，簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。目前，該校園網(wǎng)主要是以QuidwayS8016作為核心路由交換機(jī)。其它的網(wǎng)絡(luò)部分采用堆疊組網(wǎng)的方式，主要是由幾臺QuidwayS3026交換機(jī)組成堆疊組。
校園網(wǎng)的網(wǎng)站制作VLAN規(guī)劃根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，首先基于核心路由交換機(jī)QuidwayS8016，每分配一個C類的IP地址劃分為一個VLAN；然后再基于QuidwayS3026交換機(jī)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理的要求和網(wǎng)絡(luò)的安全需要進(jìn)行VLAN劃分。如為了使有些部門之間在網(wǎng)絡(luò)中不能進(jìn)行訪問，確保本部門的信息不會被本部門以外的人竊聽，而把各個部門劃分為各個單獨(dú)的VLAN，從而提高各個部]的網(wǎng)絡(luò)安全性。

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