VLAN技術(shù)原理及其應(yīng)用分析

云南師范大學(xué)商學(xué)院 楊劍寧 藺 坤

當前交換技術(shù)的迅速發(fā)展，也加快了虛擬子網(wǎng)技術(shù)(VLAN—Virtual Local Area Network)的應(yīng)用速度，特別是在當前校園網(wǎng)上的應(yīng)用更廣泛。通過將校園網(wǎng)絡(luò)劃分為虛擬子網(wǎng)（VLAN），可以強化網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全，控制不必要的數(shù)據(jù)廣播。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)的計算機數(shù)量的增加，VOD視頻點播在課堂教學(xué)上的大量應(yīng)用，廣播包的數(shù)量也會急劇增加，當廣播包的數(shù)量占到總量的30%時，網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率將會明顯下降。

分隔廣播域的方式有兩種，一是物理分隔，即將一個完整網(wǎng)絡(luò)物理地一分為二或一分為多，然后通過一個能夠隔離廣播的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將彼此連接起來。二是邏輯分隔，即將一個大的網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個小的虛擬子網(wǎng)，也就是VLAN，各虛擬子網(wǎng)間通過路由設(shè)備連接實現(xiàn)通訊。

一、VLAN實現(xiàn)的途徑

1.基于端口的VLAN

就是將交換機中的若干個端口定義為一個VLAN，同一個VLAN中的計算機具有相同的網(wǎng)絡(luò)地址，不同VLAN之間進行通訊需要通過三層路由協(xié)議。采用這種方式的VLAN在工作過程中，把一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點遷移時，如果新舊端口不在一個VLAN內(nèi)，則用戶必須對該端口重新設(shè)置。

2.基于MAC地址的VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機的MAC地址來劃分，即對每個MAC地址的主機都配置他屬于哪個組。這種劃分VLAN的方法的最大優(yōu)點就是當用戶物理位置移動時，即從一個交換機換到其他的交換機時，VLAN不用重新配置。所以，可以認為這種根據(jù)MAC地址的劃分方法是基于用戶的VLAN，這種方法的缺點是初始化時，所有的用戶都必須進行配置，如果有幾百個甚至上千個用戶的話，配置是非常累的。

3.基于IP地址的VLAN

這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機的網(wǎng)絡(luò)層地址或協(xié)議類型（如果支持多協(xié)議）劃分的，雖然這種劃分方法是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址，比如IP地址，但它不是路由，與網(wǎng)絡(luò)層的路由毫無關(guān)系。它雖然查看每個數(shù)據(jù)包的IP地址，但由于不是路由，所以，沒有RIP，OSPF等路由協(xié)議，而是根據(jù)生成樹算法進行橋交換，

這種方法的缺點是效率低，因為檢查每一個數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)層地址是需要消耗處理時間的（相對于前面兩種方法），一般的交換機芯片都可以自動檢查網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)幀頭，但要讓芯片能檢查IP幀頭，需要更高的技術(shù)，同時也更費時。

二、VLAN的配置

因為對于不同的交換機，VLAN配置都有差異，并不是所有的交換機都支持VLAN和VLAN的三個實現(xiàn)途徑，有的交換機只支持基于端口的VLAN，而不支持基于MAC地址的VLAN等?，F(xiàn)結(jié)合我校的校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，介紹一下VLAN的配置。

我校的校園網(wǎng)共有節(jié)點650個，中心交換機采用Huawei 9312，樓層交換機全部采用Huawei 2700口交換機，電信寬帶經(jīng)CISCO 2621路由器接入校園網(wǎng)。學(xué)校按年級、科室共劃分7個VLAN，從而有效地控制了網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的產(chǎn)生，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)挠行屎途W(wǎng)絡(luò)的安全性。

對于Huawei 9312三層中心交換機和2700交換機的采用基于端口的VLAN劃分是一個很輕松的事情，該交換機支持WEB和命令行（CLI）界面的管理，特別是WEB界面管理，直觀方便，但是不如命令行（CLI）功能強大。由于2700為中心交換機，各樓層間的2700交換機經(jīng)千兆光纖與9312相連，因此VLAN的劃分一是在9312上直接端口劃分，對與2700交換機連接的光纖端口設(shè)置成主干線路，這樣在2交換機上可以同時定義多個VLAN，最后通過在2700上設(shè)置三層路由協(xié)議實現(xiàn)各VLAN之間的通訊。

1.登陸到2700，進入配置模式設(shè)置VLAN：

(1)新建VLAN：set vlan vlan_id name vlan_name

(2)選擇欲配置的接口：interface vlan vlan_id

(3)配置該VLAN的IP地址和子網(wǎng)掩碼：ip address ip_address subsnet_mask

(4)設(shè)置三層路由關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)VLAN間的通訊：ip vlan vlan_id

(5)保存設(shè)置：copy run config

2.2700與2700相連接的千兆光纖接口設(shè)置trunk，以實現(xiàn)交換機之間的互連，2700設(shè)置：

(1)綁定ieee-802.1q VLAN間通訊協(xié)議：set port trunking-format模塊號/端口號ieee-802.1q

(2)設(shè)置主干：set port vlan-bindingmothod模塊號/端口號bingd-to-all

3.同樣對2700相應(yīng)的與2700互連端口作Trunk，進入配置模式設(shè)置：

(1)set port trunking-fromat模塊號/端口號ieee-802.1q

(2)set port vlan-binding-method模塊號/端口號bind-to-all

這樣，交換機互連通訊后，就可以在2700上劃分VLAN了。進入2700的配置模式，用命令行：set port vlan vlan_id模塊號/端口號2700，就可以把端口分到相應(yīng)的VLAN內(nèi)。

三、結(jié)束語

VLAN技術(shù)的應(yīng)用，使網(wǎng)絡(luò)工作組的劃分突破了地理位置的限制，而完全根據(jù)管理功能來劃分，這種基于工作流的分組模式很適合校園網(wǎng)的教學(xué)部門的劃分。隨著校園網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不斷擴大和發(fā)展，使VLAN技術(shù)在校園網(wǎng)上得到更廣泛的應(yīng)用。

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