(广东女子职业技术学院，广东 广州 510300)

　　(华南理工大学 软件学院软件工程师资班)

　　　[摘要]本文简要介绍了虚拟局域网的概念和作用,讨论了有关标准和在应用中应注意的问题,通过具体实例说明在实际工作中VLAN 的配置方法。

　　[关键词]VLAN; 802.1Q

　　Application of Virtual Local Area Network technology in college network

　　Huang Chen hui

　　1 序言

　　传统的以太网中, 所有的用户共享同一个广播域和冲突域, 会引起网络性能的下降, 交换机的出现解决了冲突域的问题, 而对广播风暴和网络安全的控制只能通过路由器来实现。为解决这个问题, 引入了虚拟局域网(Vi r t ual Local AreaNetwo r k ,VLAN) 技术,将局域网内的设备逻辑地划分成一个个不同的子网, 允许处于不同地理位置的用户加入一个逻辑子网中, 它们各自的广播流不会相互转发。网络内的设备可以按部门、功能和应用等划分各自的VLAN 。划分VLAN 后, 由于广播域的缩小, 网络中广播包所消耗的带宽减少, 有助于控

　　制广播风暴的产生、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的性能和安全性。

　　随着我院信息化建设的深入, 院内运行的系统越来越多,联网的计算机数量也越来越多, 随着学生宿舍的接入校园网, 为了控制广播风暴和提高网络安全性, 迫切需要在网络建设中应用VLAN 技术。

　　2 VLAN的基本内容

　　2.1vlan的基础

　　VLAN(Virtual Local Area Network)的中文名为"虚拟局域网"。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。这一新兴技术主要应用于交换机和路由器中，但主流应用还是在交换机之中。但又不是所有交换机都具有此功能，只有VLAN协议的第三层以上交换机才具有此功能，目前我院使用的Extreme系列交换机就具有此功能。

　　IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。VLAN技术的出现，使得管理员根据实际应用需求，把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段。由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。　　

　　2.2vlan的标准

　　早期的VLAN , 各大厂商有自己的标准, 比如Cisco 公司的ISL 标准, 3Com 公司的VLT 标准, 不同厂商的设备不能互连在一个VLAN 中。1996 年3 月, IEEE 802. 1 网络互联工作委员会完成了VLAN 的初期标准, 进一步完善了VLAN的体系结构, 统一了不同厂商的帧标签格式, 形成的802. 1Q标准在业界获得了广泛的推广, 它成为VLAN 史上的一块里程碑, 打破了虚拟局域网依赖于单一厂商的局面, 推动了VLAN 的迅速发展。来自市场的压力使各大网络厂商很快将新标准融合到他们各自的产品中。IEEE 802. 1Q 定义了VLAN 的桥接规则, 包括入口规则( Ingre ss Rule s) 和出口规则( Egre ss Rule) 等,指定了帧标签格式, 嵌入在每个数据帧的VLAN 成员信息内, 长度是12比特,称为VLAN 标识(V ID) 。

　　2.3vlan的划分

　　VLAN在交换机上的实现方法，可以大致划分为四类:

　　1. 基于端口划分的VLAN

　　这是最常应用的一种VLAN划分方法，应用也最为广泛、最有效，目前绝大多数VLAN协议的交换机都提供这种VLAN配置方法。这种划分VLAN的方法是根据以太网交换机的交换端口来划分的，它是将VLAN交换机上的物理端口和VLAN交换机内部的PVC(永久虚电路)端口分成若干个组，每个组构成一个虚拟网，相当于一个独立的VLAN交换机。

　　2. 基于MAC地址划分VLAN

　　这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分，即对每个MAC地址的主机都配置他属于哪个组，它实现的机制就是每一块网卡都对应唯一的MAC地址，VLAN交换机跟踪属于VLAN MAC的地址。这种方式的VLAN允许网络用户从一个物理位置移动到另一个物理位置时，自动保留其所属VLAN的成员身份。

　　3. 基于网络层协议划分VLAN

　　VLAN按网络层协议来划分，可分为IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN网络。这种按网络层协议来组成的VLAN，可使广播域跨越多个VLAN交换机。这对于希望针对具体应用和服务来组织用户的网络管理员来说是非常具有吸引力的。而且，用户可以在网络内部自由移动，但其VLAN成员身份仍然保留不变。

　　4. 根据IP组播划分VLAN

　　IP 组播实际上也是一种VLAN的定义，即认为一个IP组播组就是一个VLAN。这种划分的方法将VLAN扩大到了广域网，因此这种方法具有更大的灵活性，而且也很容易通过路由器进行扩展，主要适合于不在同一地理范围的局域网用户组成一个VLAN，不适合局域网，主要是效率不高。

　　目前, 在网络工程中使用最多的VLAN 划分方法是第一种和第四种的混合型: 根据端口来划分VLAN , 利用IP 三层交换技术来实现路由,下面的讨论也主要是针对这种方式。

　　3 我院的网络拓扑及vlan划分

　　3.1我院的网络拓扑

　　我院今年开始网络改造建设，新的网络拓扑如下：综合楼、教学楼和六栋学生宿舍由光纤联到网络中心的核心交换机上。各栋楼层内部分别由层间汇聚和楼层汇聚组成，由Extreme 的200和400系列交换机连接。本文主要针对综合的vlan划分进行阐述。综合楼主要由两台Extreme 400交换机组成，下面连接了7个系部和学院的各个办公室，由于各个办公室由多间房间组成，又分布在不同楼层，所以必须通过交换机的vlan的划分来进行管理。

　　图一 学院拓扑

　　3．2vlan的划分

　　通过规划，我们把学院的综合楼划分为计算机系、管理系、院办等19个vlan。并指定了vlan的对照表。这个表由VLAN名称、部门、IP地址范围等组成。大体的划分如图：（其中IP地址用内部IP替代演示）

　　图二 vlan对照表

　　通过这样对照表，就可以在交换机上进行设置了。

　　3．3 vlan的配置

　　Extreme 400 是千兆端口的三层交换机，通过console端口，可以对它进行配置，它支持的vlan标准是802.1q ，我们通过之前指定的vlan对照表，在交换机中建立对应的vlan ，并划分IP地址，最后把划分的vlan 应用的对应的端口上。

　　4 特点

　　通过设置VLAN，我们把网络中的众多的广播报文阻隔在各个vlan中，主干线路上效率提高了。除了有效地控制广播风暴的发生，以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外，还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问，提高了安全性。
　　参考文献
　　[1] IEEE 802.1Q 标准
　　[2] Extreme 交换机手册

　　黄晨晖
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