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虚拟局域网技术与应用 摘要：在交换式以太网中，交换机通过广播，就可以根据各计算机反馈的信息建立并维护地址表，就可将局域网中的数据转发到目的端口。但随网络 内的计算机数量的增多，局域网中需要广播的数据会急剧增加，严重影响网络的工作效率。为了分隔大的广播域，最有效的方法就是将一个完整的网 络划分为多个能够隔离广播的子网络，这就是虚拟局域网VLAN的划分技术。本文主要阐述了划分虚拟局域网的方式以及具体的配置方法。 关键词：虚拟局域网;VLAN;交换机;划分;广播风暴;Trunk 1 引言 任何一种技术都不会无缘无故的产生，那么虚拟局域网（VLAN，Virtual Local Area Network）技术被开发的原因是什么呢？主要就是为了 防止局域网内产生广播效应。作为发现未知设备的主要手段，广播在网络中起着非常重要的作用。然而，随着网络内计算机数量的增多，广 播包的数量也会急剧增加，当广播包的数量占到通讯总量的30%时，网络的传输效率将会明显下降。所以，当局域网内的计算机达到一定数量 后，通常采用划分VLAN的方式将网络分隔开来，将一个大的广播域划分为若干个小的广播域，从而减小广播效应造成的损害。 2 虚拟局域网的概述 在IEEE802.1Q标准中对虚拟局域网VLAN是这样定义的：虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些 网段具有某些共同的需求。每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个VLAN。 利用以太网交换机可以方便地实现虚拟局域网VLAN。这里要指出，虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新 型局域网。虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)是存在于计算机物理网络中的逻辑网络，可以根据业务功能、用户组及网络应用的不 同组织和建立，与用户的物理位置没有关系。 3 虚拟局域网的实现技术 VLAN支持三种划分组网方式：基于端口的VLAN、基于 MAC地址的VLAN和基于网络层的VLAN。 基于端口的VLAN，按照交换机的端口进行分组划分，每一组定义为一个VLAN。基于交换机端口的VLAN分组可以在一台交换机上，也可 以跨越多台交换机。其优点是简单易实现，从一个端口发送的信息，直接传送到VLAN内的其他端口，便于直接监控；缺点是使用不够灵活， 当任一VLAN成员设备发生物理位置的变化时，都必须重新设置。这个缺点可以通过灵活的网络管理软件弥补。 基于MAC地址的VLAN，按照设备的MAC地址进行分组划分，每一组定义为一个VLAN。分组可以在一台交换机上，也可以跨越多台交 换机。这种划分方式的优点是减少了网络管理员重新配置VLAN的日常维护工作量，缺点在于所有的入网设备都必须事先被明确划分到某个 VLAN中，任何时候增加设备或者更换网卡，网络管理员都必须对VLAN数据库进行维护。 基于网络层的VLAN，也称为基于策略的VLAN，使用网络层协议或网络层地址来确定VLAN成员。例如可以使用IP子网段进行VLAN划 分。利用网络层划分VLAN的优点，在于用户的入网设备不但可以在网络中自由移动而不用重新配置，还可以减少由于协议转换而造成的网络 通信延迟。但是它对网络主干设备要求较高，不是所有主干设备都支持这种方式。同时管理员还必须面对IP盗用问题。 使用支持VLAN技术的交换机建网时，通常需要考虑的问题是在网络中应该如何定义 VLAN；在跨越多台交换机时使用哪种方法提供VLAN 成员间的信息交流最方便；对VLAN配置自动化到何种程度最理想；不同VLAN间进行通信时哪种方法最经济有效。 4 虚拟局域网应用实例 4.1网络拓扑结构 中心交换机为Cisco Catalyst 4006-S3，Supervisor Engine III G引擎位于第1插槽，用于实现三层交换；1块24口1000Base-T模块位于第2插槽， 用于连接网络服务器；1块6端口1000Base-X模块位于第3插槽，用于连接6台骨干交换机。一台交换机采用Cisco Catalyst 3550-24-EMI，并安装 1块1000Base-X GBIC千兆模块。其他交换机采用Cisco Catalyst 3550-24-SMI，也安装1块1000Base-X GBIC千兆模块。除了Catalyst 3550-24-EMI 划分为3个VLAN外，Catalyst 3550-24-SMI均只划分1个VLAN，所有服务器划分为一个VLAN，如下图所示。 图1 网络拓扑结构图 4.2 网络基本情况分析 由于所有Catalyst 3550-24-SMI交换机都是一个独立的VL