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    基于VLAN聚合技術(shù)的以太網(wǎng)設(shè)計

    2020-04-20 11:49:35趙艷春張少芳殷建剛
    計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò) 2020年5期
    關(guān)鍵詞:通信IP地址以太網(wǎng)

    趙艷春 張少芳 殷建剛

    摘要:在局域網(wǎng)的搭建中,通常要劃分多個VLAN。傳統(tǒng)上要為每個VLAN分配單獨的IP網(wǎng)段,每個網(wǎng)段擁有獨立的網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址和網(wǎng)關(guān)地址,有大量的IP地址浪費?;贗P地址節(jié)約的原則,采用典型以太網(wǎng)拓?fù)洌瑢LAN聚合技術(shù)進(jìn)行了探討。VLAN聚合技術(shù)可以通過Super-VLAN將多個Sub-VLAN進(jìn)行聚合,使多個VLAN能夠共享同一個邏輯IP網(wǎng)段,有效地實現(xiàn)了以太網(wǎng)中IP地址的節(jié)約。

    關(guān)鍵詞:VLAN;以太網(wǎng);IP地址;端口;通信

    中圖分類號:TP393.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1008-1739(2020)05-68-3

    0引言

    在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)設(shè)計中,VLAN與子網(wǎng)是完全對應(yīng)的。每一個VLAN都是一個獨立的廣播域,需要為其分配一個單獨的IP地址子網(wǎng)網(wǎng)段[1]。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中VLAN的數(shù)量較多時,就需要為其劃分出大量的子網(wǎng)網(wǎng)段。雖然可以利用可變長子網(wǎng)掩碼(Variable-Length Subnet Masks,VLSM)技術(shù)來實現(xiàn)IP地址的節(jié)約,但每劃分出一個子網(wǎng),就需要占用至少3個IP地址分別作為網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址和網(wǎng)關(guān)地址,在一定程度上依然會造成IP地址的浪費[2]。另外,出于節(jié)約IP地址的目的,為各個VLAN劃分的子網(wǎng)網(wǎng)段一般不會有太多的冗余IP地址,這也導(dǎo)致了VLAN的可擴(kuò)展性不高。要從根本上解決該問題,就需要打破VLAN與子網(wǎng)之間的關(guān)聯(lián),在保持VLAN作為獨立的廣播域的同時,不再與邏輯IP子網(wǎng)進(jìn)行對應(yīng),所用到的技術(shù)即VLAN聚合(VLAN Aggregation)技術(shù)[3]。

    1 VLAN聚合

    VALN聚合技術(shù),通常也稱為超級(Super)VLAN,是指在一個父VLAN下包括多個子VLAN,并允許多個VLAN使用同一個邏輯網(wǎng)段的IP地址[4]。為實現(xiàn)該功能,在VLAN聚合中,將VLAN劃分成了2種不同的類型,分別如下:

    (1)Super-VLAN

    即“父VLAN”,只能在3層交換機(jī)上創(chuàng)建。Super-VLAN不包含任何物理端口,主要作用是關(guān)聯(lián)Sub-VLAN并進(jìn)行邏輯聚合,提供相應(yīng)的3層虛接口地址作為它所聚合的Sub-VLAN中主機(jī)的網(wǎng)關(guān)地址。

    (2)Sub-VLAN

    即“子VLAN”,可以在2層或3層交換機(jī)上創(chuàng)建。Sub-VLAN負(fù)責(zé)交換機(jī)物理端口的接入,但不能創(chuàng)建相應(yīng)的3層虛接口。多個Sub-VLAN被關(guān)聯(lián)到同一個Super-VLAN中,并共用Super-VLAN的3層虛接口的地址作為網(wǎng)關(guān)地址,即多個Sub-VLAN中的主機(jī)實際上使用同一個邏輯網(wǎng)段的IP地址。需要注意的是,關(guān)聯(lián)在同一個Super-VLAN中的多個Sub-VLAN彼此之間依然處于2層隔離狀態(tài),無法進(jìn)行直接通信[5]。

    2 VLAN聚合技術(shù)實現(xiàn)

    典型的局域網(wǎng)匯聚層交換機(jī)與接入層交換機(jī)連接拓?fù)淙鐖D1所示。假設(shè)該網(wǎng)段能擁有192.168.1.0/24的網(wǎng)絡(luò)地址,交換機(jī)SW1和SW2上分別配置VLAN10和VLAN20,這2個VLAN作為Sub-VLAN,所有主機(jī)均使用網(wǎng)段192.168.1.0/24中的IP地址,交換機(jī)CoreSwitch上的VLAN100作為Super-VLAN,為其聚合的Sub-VLAN提供網(wǎng)關(guān)。

    通過對比可以發(fā)現(xiàn),使用VLAN聚合技術(shù),該網(wǎng)段主機(jī)可用IP地址為192.168.1.1~192.168.1.253,共253個。而傳統(tǒng)VLAN技術(shù)中,主機(jī)可用IP地址為192.168.1.1~192.168.1.125,192.168.1.129~192.168.1.253,共250個。在實際的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中,VLAN數(shù)目是比較多的。VLAN數(shù)目越多,VLAN聚合技術(shù)在IP地址節(jié)約和VLAN可擴(kuò)展性方面的優(yōu)勢就越突出。

    4結(jié)束語

    VLAN聚合技術(shù)通過Super-VLAN為多個Sub-VLAN配置使用同一個邏輯網(wǎng)段的IP地址,打破了傳統(tǒng)上VLAN與邏輯IP網(wǎng)段之間的關(guān)聯(lián),有效地實現(xiàn)了IP地址的節(jié)約,同時也提高了VLAN的可擴(kuò)展性。

    參考文獻(xiàn)

    [1]華為技術(shù)有限公司.HCNP路由交換學(xué)習(xí)指南[M].北京:人民郵電出版社,2017.

    [2]秦文江,胡闊見.雙線路下網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用[J].計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò),2018,44(16):63-65.

    [3]華為技術(shù)有限公司.HCNP路由交換實驗指南[M].北京:人民郵電出版社,2017.

    [4]王光輝.基于三層交換的兩種VLAN間通信的設(shè)計與實現(xiàn)[J].信息通信,2019(8):106-108.

    [5]李景宇,劉曉華,謝旭生.三層交換機(jī)中VLAN技術(shù)的運(yùn)用實踐探究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用,2019(4):13-14.

    [6]田庚林,張少芳,田華,等.小型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2018.

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