VLAN實現(xiàn)虛擬工作組的新興技術

　　1 VLAN概述



　　VLAN(Virtual Local Area Network)即虛擬局域網(wǎng)，是一種通過將局域網(wǎng)內(nèi)的設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。IEEE于1999年頒布了用以標準化VLAN實現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標準草案。



　　VLAN技術允許網(wǎng)絡管理者將一個物理的LAN邏輯地劃分成不同的廣播域(或稱虛擬LAN，即VLAN)，每一個VLAN都包含一組有著相同需求的計算機工作站，與物理上形成的LAN有著相同的屬性。但由于它是邏輯地而不是物理地劃分，所以同一個VLAN內(nèi)的各個工作站無須被放置在同一個物理空間里，即這些工作站不一定屬于同一個物理LAN網(wǎng)段。一個VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量都不會轉發(fā)到其他VLAN中，從而有助于控制流量、減少設備投資、簡化網(wǎng)絡管理、提高網(wǎng)絡的安全性。



　　VLAN是為解決以太網(wǎng)的廣播問題和安全性而提出的一種協(xié)議，它在以太網(wǎng)幀的基礎上增加了VLAN頭，用VLAN ID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。



　　VLAN在交換機上的實現(xiàn)方法，可以大致劃分為4類:



　　1、 基于端口劃分的VLAN



　　這種劃分VLAN的方法是根據(jù)以太網(wǎng)交換機的端口來劃分，比如Quidway S3526的1~4端口為VLAN 10，5~17為VLAN 20，18~24為VLAN 30，當然，這些屬于同一VLAN的端口可以不連續(xù)，如何配置，由管理員決定，如果有多個交換機，例如，可以指定交換機 1 的1~6端口和交換機 2 的1~4端口為同一VLAN，即同一VLAN可以跨越數(shù)個以太網(wǎng)交換機，根據(jù)端口劃分是目前定義VLAN的最廣泛的方法，IEEE 802.1Q規(guī)定了依據(jù)以太網(wǎng)交換機的端口來劃分VLAN的國際標準。



　　這種劃分的方法的優(yōu)點是定義VLAN成員時非常簡單，只要將所有的端口都指定義一下就可以了。它的缺點是如果VLAN A的用戶離開了原來的端口，到了一個新的交換機的某個端口，那么就必須重新定義。



　　2、基于MAC地址劃分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。而且這種劃分的方法也導致了交換機執(zhí)行效率的降低，因為在每一個交換機的端口都可能存在很多個VLAN組的成員，這樣就無法限制廣播包了。另外，對于使用筆記本電腦的用戶來說，他們的網(wǎng)卡可能經(jīng)常更換，這樣，VLAN就必須不停的配置。



　　3、基于網(wǎng)絡層劃分VLAN



　　這種劃分VLAN的方法是根據(jù)每個主機的網(wǎng)絡層地址或協(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)絡地址，比如IP地址，但它不是路由，與網(wǎng)絡層的路由毫無關系。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，



　　這種方法的優(yōu)點是用戶的物理位置改變了，不需要重新配置所屬的VLAN，而且可以根據(jù)協(xié)議類型來劃分VLAN，這對網(wǎng)絡管理者來說很重要，還有，這種方法不需要附加的幀標簽來識別VLAN，這樣可以減少網(wǎng)絡的通信量。



　　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)絡上數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)禎頭，但要讓芯片能檢查IP幀頭，需要更高的技術，同時也更費時。當然，這與各個廠商的實現(xiàn)方法有關。



　　4、根據(jù)IP組播劃分VLAN



　　IP 組播實際上也是一種VLAN的定義，即認為一個組播組就是一個VLAN，這種劃分的方法將VLAN擴大到了廣域網(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行擴展，當然這種方法不適合局域網(wǎng)，主要是效率不高。



　　鑒于當前業(yè)界VLAN發(fā)展的趨勢，考慮到各種VLAN劃分方式的優(yōu)缺點，為了最大程度上地滿足用戶在具體使用過程中需求，減輕用戶在VLAN的具體使用和維護中的工作量，Quidway S系列交換機采用根據(jù)端口來劃分VLAN的方法。





摘自　紹天高科