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大学 计算机网络 实用技术 雷建军 课件 ppt

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5.5 虚拟局域网5.5.1 虚拟局域网概述5.5.2 虚拟局域网的功能特点5.5.3 虚拟局域网的实现5.5.4 虚拟局域网划分的基本方法返回下一页5.5.1 虚拟局域网概述1什么是虚拟局域网2VLAN使用的技术标准3VLAN的分类与技术基础4VLAN的适用场合5建立VLAN时的技术条件下一页1什么是虚拟局域网 虚拟局域网就是建立在交换式局域网基础上，通过网络管理软件构建的、可以跨越不同网段、不同网络（例如ATM、FDDI和100/1000 BASE）的逻辑型网络。最简单的VLAN的工作原理与硬盘的逻辑分区很相似。由此可见，VLAN的技术就是指网络中的各个站点可以不必拘泥于各自所处的物理位置，而根据需要灵活地加入不同的逻辑子网中的一种网络技术。返回下一页2VLAN使用的技术标准 1996年3月发布的IEEE 802.1Q标准就是VLAN的标准，目前已得到众多厂商的支持。返回下一页3VLAN的分类与技术基础 交换技术是近年来迅速发展起来的一种网络技术，根据交换技术的方式不同，主要分 为：基于LAN交换机的帧交换和基于异步传输模式（ATM）机的信元交换两种。由于交换技术可以有“目的”地转发数据，这就为灵活地划分逻辑子网提供了可能性和技术支持。因此，可以说交换技术为VLAN的实现奠定了坚实的技术基础。返回下一页4VLAN的适用场合 虚拟局域网的各子网之间的广播数据不会相互扩散，因此可以保障网络上资源的私有性和安全性。一般，在几十台以下计算机构成的小型局域网中，除非需要彼此的数据隔绝，否则没有必要划分虚拟局域网。在几百台乃至上千台计算机构成的大中型局域网中，划分和建立虚拟局域网，应当说是十分必要的。这是因为大型局域网产生广播风暴的可能性大大增加，而虚拟局域网技术能够有效地隔离广播风暴。返回下一页5建立VLAN时的技术条件 VLAN是建立在物理网络基础上的种逻辑子网，建立VLAN的必要技术条件如下：（1）硬件条件：构建虚拟局域网的站点必须连接到具有VLAN功能的局域网交换机的端口上。（2）软件条件：交换机还应当具有相应管理软件的支持。返回下一页5.5.2 虚拟局域网的功能特点 VLAN的组网方法与传统的局域网没有什么不同，其最根本的区别就在于“虚拟”二字。VLAN的一组站点并不局限于某一个物理网络或范围内，VLAN的成员站点和用户可以位于一个城市内的不同物理区域，甚至是位于不同的国家。1使用VLAN技术的优点2使用VLAN技术的缺点下一页1使用VLAN技术的优点（1）能够简化网络管理，使得网络管理简单而且直观（2）能够控制广播风暴（3）能够提高网络的整体安全性返回下一页2使用VLAN技术的缺点（1）在使用MAC地址定义VLAN的技术中，必须进行初始配置。而对大规模的网络进行初始化工作时，需要把成百上千的用户配置到某个虚拟局域网之中，因此，初始工作过于烦琐。（2）当使用局域网交换机的端口划分VLAN成员的方法时，用户从一个交换机的端口移动到另一个端口时，网络管理员必须对VLAN的成员重新配置。（3）需要专职的网络管理员和必要的专业技术支持。返回下一页5.5.3 虚拟局域网的实现1虚拟局域网实现的基本原则2虚拟局域网的实现下一页1虚拟局域网实现的基本原则（1）考虑到交换机软件的兼容性，在整个局域网中应当尽量使用同一厂家的支持VLAN的交换机。（2）为了实现网络的统一管理，在可以使用交换机的场合尽量使用交换机，并且尽可能多地将计算机接入交换机的端口，而不是集线器或路由器的端口。（3）在整个网络中，应尽量使用第3层以上的交换机来取代传统的路由器。这是由于实现路由功能，既可以采用路由器，也可以采用第三层交换机（路由交换机）。而只有采用路由交换机，才能综合交换和路由这两种功能，这样才能既保证传统路由功能的实现，也实现VLAN的技术。返回1虚拟局域网实现的基本原则（4）尽可能地使整个网络成为树型结构，以保证整个网络的层次性，以及VLAN的物理连通性。（5）首先，根据应用的需要来选择交换机，使所选的交换机应能够满足实际需要。其次，通过交换机相应的软件将整个网络划分为多个VLAN，无论每个VLAN上计算机的物理位置如何，都可以划分在一个逻辑工作组内。各个VLAN可以相互连通，也可以设置为互不相通。返回下一页2虚拟局域网的实现VLAN的实现方式有两种：静态和动态。（1）静态实现是网络管理员将交换机端口分配给某一个VLAN，这是一种最经常使用的配置方式，容易实现和监视，而且比较安全。（2）动态实现方式中，管理员必须先建立一个较复杂的数据库，例如输入要连接的网络设备的MAC地址及相应的VLAN号，这样当网络设备接到交换机端口时交换机自动把这个网络设备所连接的端口分配给相应的VLAN。动态VLAN的配置可以基于网络设备的MAC地址、IP地址、应用或者所使用的协议。实现动态VLAN时一般使用管理软件来进行管理。 返回下一页5.5.4 虚拟局域网划分的基本方法1基于交换机端口划分的VLAN2基于MAC地址划分的VLAN3基于网络层协议或地址划分的VLAN4基于IP广播组划分的VLAN5基于策略划分的VLAN下一页1基于交换机端口划分的VLAN 这种划分是把一个或多个交换机上的几个端口划分一个逻辑组，这是最简单、最有效的划分方法。该方法只需网络管理员对网络设备的交换端口进行分配和设置，不用考虑该端口所连接的设备。 返回下一页2基于MAC地址划分的VLAN 基于MAC地址划分VLAN就是以网卡的MAC地址来决定隶属的虚拟网。MAC地址是指网卡的标识符，每一块网卡的MAC地址都是惟一的，并且已经固化在网卡上。MAC地址由12位16进制数表示，前8位为厂商标识，后4位为网卡标识。网络管理员可以按照各个网络节点的MAC地址将一些站点划分为一个逻辑子网VLAN-l，将另外一些站点划分为另一个逻辑子网VLAN-2。返回下一页3基于网络层协议或地址划分的VLAN 路由协议工作在网络层，相应的工作设备有路由器和路由交换机（即三层交换机）。基于网络层的虚拟网有多种划分方式，例如当网络中存在多种协议时，可以通过不同的可路由协议来划分多个VLAN；当然，也可以使用网络层地址来确定虚拟网络的成员。例如对于使用TCP/IP协议的网络，可以使用子网段的地址来划分VLAN。返回下一页4基于IP广播组划分的VLAN 基于IP广播组划分的VLAN是以动态的方式建立的多点广播组来确定虚拟网。每一站点通过对标识不同虚拟网的广播信息的确认来决定是否加入某一虚拟网。根据IP广播组划分的VLAN是利用了一种被称为代理的设备对虚拟网络的成员进行管理。以这种方式定义VLAN时，任何属于同一IP广播组的计算机都属于同