06年自考局域网组网工程听课笔记第八章

　　虚拟局域网的产生

　　在LAN交换技术中，虚拟局域网是一种迅速发展的技术。此种技术的核心是通过路由和交换设备在网络的物理拓扑结构基础上建立一个逻辑网络，以使得网络中任意几个LAN段或（和）单站能够组合成一个逻辑上的局域网。

　　在20世纪90年代初，具有多端口的路由器开始取代网桥，以达到在第三层对网络进行分段的目的，并实现对广播数据的抑制。在此种只使用路由器的网络中，网段和广播域是一一对应的。在一个网段，也即一个广播域中通常只包含有30—100个用户。

　　在引入交换技术之后，人们可以在第二层上将网络划分成更小的分段，这样做的好处是各网段的带宽将得以提高，而网络中路由器可以集中力量作好广播数据的抑制工作。此时一个广播城可以跨越多个交换的网段，从而使得在一个广播域中提供对500个甚至更多的用户的支持也不再是什么困难的事。而VLAN则代表着—种不用路由器对广播数据进行抑制的解决方案。

　　在VLAN中，对广播数据的抑制将由交换器完成。此时每一个物理网段可以仅包含一个用户，而一个广播域中则可以具有多达1000个以上的用户。另外VLAN还可以跟踪各个工作站物理位置的变动，使之在移动位置之后不需要对其网络地址重新进行手工配置。

　　在本章中我们将讨论VLAN的特点、结构、实现机制、功能以及将来发展的情况。

　　8.1 概 述

　　8.1.1 什么是VLAN

　　要对VLAN下一个确切的定义可能是一件比较困难的事，因各厂商有不同的VLAN解决方案，但可以这样认为，VLAN基本上可以看成是一个广播域。说的具体一点，一个VLAN可以看成是一组客户工作站的集合。这些工作站不必处于同一个物理网络上，它们可以不受地理位置的限制像处于同一个LAN上那样进行通信和信息交换。

　　如图8.1所示，即为VLAN的一个例子。

　　在整个网络结构中，划分了三个VLAN，分别为工程VLAN、市场VLAN及财会VLAN，每一个VLAN包括了相应的客户站。可以认为一个VLAN实际上是逻辑上的网段。

　　此种逻辑上的网段给LAN的管理、安全性以及广播数据的抑制带来诸多的益处。现VLAN需要具备以下若干条件：

　　具有能够将所连接的客户站进行逻辑分段的高性能交换机。

　　在网上传输VLAN信息的通信协议。

　　进行VLAN间通信的第三层路由解决方案。

　　同已安装的LAN系统能够实现VLAN的兼容性和互操作性。

　　提供具有集中控制、配置和流量管理功能的网管方案。

　　虚拟局域网需要解决的问题：在实现VLAN的过程中有许多需要解决，但最为关键的是如下几个问题：

　　如何在整个网络范围内定义务VLAN中的成员，即VLAN划分方法。

　　如何在多个交换设备之间传递VLAN成员信息

　　VLAN的配置问题如何解决

　　VLAN之间的通信如何进行

　　这些问题如何解决将影响到某个VLAN实现是否能够有效地满足用户和网络管理的要求。由于VLAN都是在交换网络环境中实现的。在此种网络环境中最核心的问题是交换设备。交换设备是各客户工作站连人交换网络的入口点，它可以提供对用户、端口、以及逻辑地址进行分组以构成VLAN的能力。

　　当前LAN交换设备在物理上一般都安装在共享式的分段HUB和位于主干网的路由器之间，它将在VLAN的分段及实现低延迟的报文转发方面起到至关重要的作用。总的来说，VLAN交换设备除了能够显著地提高网络的性能和专用带宽外，同时它还具有完成VLAN的划分所必需的能力。

　　8.2 建立虚拟局域网的交换技术

　　8.2.1 端口交换

　　端口交换或称配置交换，最初的方式是把端口经过手工配置到一个或若干个通过背板连接的共享HUB上，可以形成若干个独立的由端口组合的共享媒体段，每一个连接到端口上的用户被分配到其中一个段上。（端口连接的配置可人为确定）

　　近年来发展成为一种称为端口交换（Port Switch）的设备，在一个或几个通过背板连接的端口交换器上，通过软硬件的控制和管理，交换器上的所在端口划分

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