VLAN及其在校園網中的應用分析

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1 引言

 VLAN(Virtual Local Area Network)又稱虛擬局域網,建立在局域網交換機的基礎之上,是采用網絡管理軟件構建的可跨越不同網段、不同網絡的端到端的邏輯網絡。一個VLAN組成一個邏輯子網,即邏輯廣播域,它可覆蓋多個網絡設備,允許處于不同地理位置的網絡用戶加入到一個邏輯子網中,在功能和操作上與傳統LAN基本相同,可提供一定范圍內終端系統的互聯。

2 虛擬局域網技術的特點

基于VLAN的校園網與普通校園網相比具有以下特點:

(1)管理簡單節(jié)點的增加、移動及其他變化都通過管理控制臺快速便捷處理,而無需到布線室進行調整。

(2)性能提高通過限制整個網絡的節(jié)點對節(jié)點通信和廣播通信,虛擬子網可以節(jié)約帶寬,從而降低成本。

(3)網絡安全性好虛擬子網創(chuàng)造虛擬邊界,它只能通過路由器跨越,因此需要時,基于路由器的標準安全措施可用于限制對每個虛擬子網的訪問。

3 VLAN的劃分方式

3.1 基于端口劃分的VLAN

以網絡設備的端口所屬的具體VLAN的標準劃分VLAN。例如,在一個8端口的網橋中,端口1、2、4、7屬于VLAN1.而端口3、5、6、8屬于VLAN2。則與這些端口相連的設備所及其收發(fā)的數據幀相應地也分屬于VLAN1和VLAN2。這種劃分方法的優(yōu)點是定義VLAN成員非常簡單,指定所有端口即可;而其缺點是不允許用戶隨便移動。如果屬于某個VLAN的用戶離開原來端口,到達一個新網絡設備的某端口,那么網絡管理者必須重新定義該VLAN。

3.2 基于MAC地址劃分VLAN

以計算機工作站網卡的MAC地址劃分VLAN。這種劃分方法的最大優(yōu)點就是由于一個MAC地址唯一對應一塊計算機網卡,因此當某個計算機工作站物理位置改變時,即從一臺交換機轉移到另一臺交換機時,無需重新配置VLAN。

3.3 基于網絡層協議類型劃分VLAN

如果網絡支持多網絡層協議,那么根據數據幀頭中的網絡層協議類型字段也可劃分VLAN,這對網絡管理者來說非常重要,同時這種方法無需附加幀標簽識別VLAN,這樣可減少網絡通信量。

3.4 基于網絡層子網地址劃分VLAN

根據數據報文頭中的網絡層子網地址劃分VLAN。雖然這種劃分方法根據第3層信息即網絡地址(如IP地址),但與網絡層的路由功能沒有關系。它只是查看每個數據報文的網絡層地址。并根據過濾數據庫中事先定義好的信息決定其歸屬于哪個VLAN,然后再根據生成樹算法進行橋交換,并不牽涉任何路由操作。這種方法的優(yōu)點是,當某個計算機工作站物理位置改變時,即從一臺交換機轉移到其他交換機.無需重新配置VLAN。但其缺點是效率低,因為相對于第1、2層VLAN的實現技術,檢查每一個數據報文的網絡層地址是很費時間的。一般交換機芯片具有更大的靈活性,而且也易于通過路由器進行擴展;而其缺點是不適合LAN,效率低。

4 VLAN之間的通信

使用路由器實現VLAN間通信時,路由器與交換機的連接方式有兩種。第一種是通過路由器的不同物理接口與交換機上的每個VLAN分別連接;第二種是通過路由器的邏輯子接口與交換機的各個VLAN連接。專用VALN將端口分為混雜端口、隔離端口和群體端口3類,只有混雜端口能夠與路由器或三層交換機連接。對應混雜端口的VLAN稱為Pri-mary VLAN,它可以和映射到混雜端口的所有隔離VLAN(Isolated VLAN)的端口及群體VLAN(Community VLAN)的端口進行通信。Community VLAN的端口除可和PrimaryVLAN通信外,內部端口問也可相互通信。Isolated VLAN內的端口只能和Primary VLAN的端口通信,內部端口間是互相隔離的。以下給出不同VLAN之間相互通信的實現。

 

作者:陰國富   來源:電子設計工程
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