在寬帶接入迅猛發(fā)展的同時,運營商為了高質(zhì)量地拓展業(yè)務(wù),必須要解決的一個問題是,如何對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的分層規(guī)劃,以實現(xiàn)對用戶的定位以及業(yè)務(wù)管理。
由于在接入網(wǎng)層面大量地采用了以太網(wǎng)技術(shù),目前基于以太網(wǎng)來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)劃分的技術(shù)主要是虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)。VLAN是一種通過將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地而不是物理地劃分成一個個網(wǎng)段從而實現(xiàn)虛擬工作組的新興技術(shù)。IEEE于1999年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案。但是,傳統(tǒng)的以太網(wǎng)幀格式中只定義了4096個VLAN,對VLAN在更大規(guī)模上的應(yīng)用已經(jīng)形成了制約,那么,在二層網(wǎng)絡(luò)的條件下,該如何突破這種瓶頸呢?作為電信級以太網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè),SCNB為此提出了全面的解決方案。
VLAN是為解決以太網(wǎng)的廣播問題和安全性而提出的,它在以太網(wǎng)幀的基礎(chǔ)上增加了VLAN頭,用VLANID把用戶劃分為更小的工作組,限制不同工作組間的用戶二層互訪,每個工作組就是一個虛擬局域網(wǎng)。虛擬局域網(wǎng)的好處是可以限制廣播范圍,并能夠形成虛擬工作組,動態(tài)管理網(wǎng)絡(luò)。VLAN隔離了廣播風(fēng)暴,同時也隔離了各個不同的VLAN之間的通信,所以不同的VLAN之間的通信是需要有路由來完成的。
劃分VLAN的方法主要有幾種。一是根據(jù)端口來劃分VLAN;這種根據(jù)端口來劃分VLAN的方式仍然是最常用的一種方式;二是根據(jù)MAC地址劃分VLAN,這種劃分VLAN方法的最大優(yōu)點就是當(dāng)用戶物理位置移動時,即從一個交換機(jī)換到其他的交換機(jī)時,VLAN不用重新配置,缺點是初始化時所有的用戶都必須進(jìn)行配置,導(dǎo)致了交換機(jī)執(zhí)行效率降低;三是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層劃分VLAN,這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層地址或協(xié)議類型(如果支持多協(xié)議)劃分的而不是根據(jù)路由,因此即便用戶物理位置改變了,不需要重新配置所屬的VLAN,缺點是重新解析幀頭將降低效率;四是根據(jù)IP組播劃分VLAN,IP組播實際上也是一種VLAN的定義,即認(rèn)為一個組播組就是一個VLAN,這種劃分的方法將VLAN擴(kuò)大到了廣域網(wǎng),因此這種方法具有更大的靈活性,而且也很容易通過路由器進(jìn)行擴(kuò)展,當(dāng)然這種方法不適合局域網(wǎng),主要是效率不高。
SCNB對于VLAN劃分的看法是:對于普通的VLAN劃分,建議在環(huán)網(wǎng)內(nèi)啟用VLAN設(shè)置,環(huán)網(wǎng)上的互聯(lián)的交換機(jī)上光纖采用802.1Q協(xié)議利用TRUNK鏈路進(jìn)行互聯(lián),來承載網(wǎng)絡(luò)的不同的VLAN傳輸。由于目前用戶端交換機(jī)性能參差不齊,如果下行接入的用戶端交換機(jī)可以支持802.1QTRUNK協(xié)議建議采用中繼互聯(lián),并且接受用戶交換機(jī)所傳送的不同的VLAN數(shù)據(jù)。如果用戶端交換機(jī)不支持802.1q協(xié)議,可以替換該低端交換機(jī),然后啟用TRUNK連接,在新的高性能交換機(jī)上對此端口劃分VLAN。
SCNB提出了StackingVLAN方案,從前瞻性的角度考慮,建議電信級以太城域網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)是采用每用戶一個VLAN的方式進(jìn)行組網(wǎng)。每用戶一個VLAN方式的主要優(yōu)點體現(xiàn)在:
擁有最小的廣播域,網(wǎng)絡(luò)工作效率高;
用戶之間的數(shù)據(jù)傳送在二層上隔離,網(wǎng)絡(luò)安全性好;
每個用戶擁有全網(wǎng)唯一的VLAN標(biāo)示,可作為用戶的標(biāo)示,從而解決用戶定位的問題;
每用戶一個VLAN,VLAN標(biāo)示可作為區(qū)分用戶進(jìn)行不同服務(wù)類別處理的標(biāo)簽,從而增強(qiáng)QoS的易用性;
每用戶一VLAN使得網(wǎng)絡(luò)的可操作性,可管理性更強(qiáng)。
雖然每用戶一個VLAN的方案有很多優(yōu)點,但必須注意到如何保證具有足夠的VLAN數(shù)量。由于最初的設(shè)計問題,在以太網(wǎng)幀格式當(dāng)中只定義了12個比特用于表示VLAN,這樣共有4096個VLAN,雖然初期可以夠電信級使用,但從長遠(yuǎn)來看,4096個VLAN在每用戶一個VLAN的環(huán)境下很難滿足需求。目前,業(yè)界使用StackingVLAN或叫做 QinQ的方案解決VLAN不足的問題。
因此,SCNB提出,電信級以太城域網(wǎng)必須支持StackingVLAN方案,以擴(kuò)充全網(wǎng)VLAN數(shù)量,經(jīng)擴(kuò)充后VLAN數(shù)量可達(dá)到16000000以上可以滿足任何規(guī)模的城域網(wǎng)的要求。而啟用VLANStacking時,只需要在環(huán)網(wǎng)上啟用該設(shè)置,環(huán)網(wǎng)以下無需支持該特性。