计算机网络技术第4章虚拟局域网ppt课件.ppt

4 6虚拟局域网 近年来 随着网络技术的发展 交换局域网由于价格低廉且性能较高 得到了广泛的应用 已经基本上取代了共享介质局域网 成为网络发展的主流 在交换式局域网的基础上 产生了一种新的网络技术 虚拟局域网 VirtualLAN VLAN 4 6 1虚拟局域网的概念 IEEE802 1Q标准对虚拟局域网 VLAN 的定义 VLAN是由一些局域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 由于虚拟局域网是建立在交换技术基础上的 所以说如果将一个网络上的节点按照工作的需要和性质 划分成若干个不同的 逻辑工作组 那么就说一个工作组是一个虚拟网络 在传统的局域网中 一般一个工作组是在同一个网段中的 每个网段可以看做是一个组或者是一个子网 它们之间通过网桥或者路由器来交换数据 当一个逻辑工作组中的节点需要转移到其他的组中时 首先需要将节点从一个网段中撤出 然后再连接到其他的节点上 有时候可能会需要重新布线 由于虚拟局域网是用户和网络资源的逻辑组合 所以可以按照需要将有关的设备和网络资源重新进行结合 方便用户从不同的服务器或者数据库中找寻需要的资源 虚拟局域网是在以太网交换机的基础上实现的 但是虚拟局域网只是局域网提供给用户的一种服务 而不是一种新型的局域网 由于虚拟局域网逻辑工作组的划分是通过软件的方式来实现的 因此逻辑工作组中节点的组成不受物理位置的限制 4 6 2虚拟局域网的实现技术 NEW 1 虚拟局域网的帧格式 虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符 称为VLAN标记 用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网 2 虚拟局域网的类型 虚拟局域网是一种软技术 常见的虚拟局域网有3种 基于交换端口的虚拟局域网基于硬件MAC地址的虚拟局域网基于网络层的虚拟局域网 1 基于交换端口的虚拟局域网这种划分方式的特点是将交换机按照端口进行分组 将每一组定义为一个虚拟局域网 这些交换机端口分组可以在一台交换机上也可以跨越几个交换机 目前定义虚拟局域网成员最常用的方法是端口分组 优点 简单 容易实现 从一个端口发出的广播 可以直接发送到虚拟局域网内的其他端口 也便于直接监控 局限性 使用不够灵活 当用户从一个端口移动到另一个端口时 网络管理员必须重新配置虚拟局域网成员 2 基于硬件MAC地址的虚拟局域网在新终端入网时根据已经定义的虚拟局域网 MAC对应表 将其划归至某一个虚拟局域网 交换机对终端的MAC地址和交换机端口进行跟踪 而无论该终端在网络中怎样移动 由于其MAC地址保持不变 故不需进行虚拟局域网的重新配置 优点 减少了网络管理员的日常维护工作量 不足 任何时候增加终端或者更换网卡 都要对虚拟局域网数据库调整 以实现对该终端的动态跟踪 必须在一开始先用人工配置虚拟局域网 3 基于网络层的虚拟局域网虚拟局域网中划分方式最高级 最为复杂的是基于网络层的虚拟局域网划分 也叫做基于策略 Policy 的划分 基于网络层的虚拟局域网使用协议或网络层地址 如TCP IP中的子网段地址 来确定网络成员 优势 可以按传输协议划分网段 用户可以在网络内部自由移动而不用重新配置自己的工作站 可以减少由于协议转换而造成的网络延迟 3 虚拟局域网的优点 1 控制网络的广播风暴 可以将某个交换端口划分到某个虚拟局域网中 而一个虚拟局域网的广播风暴不会影响其他虚拟局域网的性能 2 确保网络安全 虚拟局域网能限制个别用户的访问 控制广播组的大小和位置 甚至能锁定某台设备的MAC地址 因此虚拟局域网能确保网络的安全性 3 简化网络管理 网络管理员能借助虚拟局域网技术轻松管理整个网络 其成员使用虚拟局域网 就像在本地使用局域网一样方便 4 7高速局域网 高速局域网技术是在传统的10Mbps以太网基础上发展起来的 高速局域网仍然采用传统以太网的协议 但是传输速度要比传统的以太网提高了十倍 百倍乃至千倍 比较常见的快速以太网络主要有100BASE T以太网 1000BASE T以太网 和10吉比特以太网等 4 7 1100BASE T以太网 100BASE T以太网也叫做快速以太网 它是在标准的10BASE T以太网的基础上发展起来的 用户如果想把原来的10BASE T以太网直接升级到100BASE T以太网 只需要更换一张网卡 再配上一个100Mbps的集线器就可以完成升级 100BASE T以太网采用星型拓扑结构 沿用了CSMA CD的媒体访问控制协议 IEEE于1995年将100BASE T以太网的相应标准定为IEEE802 3u 1 100BASE TX 100BASE TX是一种使用UTP5类双绞线或者STP1类双绞线的快速以太网技术 它使用两对双绞线 其中的一对用来发送 另一对用来接收 信号频率为125MHz使用同100BASE T相同的RJ 45连接器 它的最大网段长度为100m 支持全双工的数据传输 2 100BASE T4 100BASE T4是一种可以使用3 4 5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术 它使用4对双绞线 3对用于传送数据 1对用于检测冲突信号 信号频率为25MHz 使用与100BASE T相同的RJ 45连接器 最大网段长度为100m 3 100BASE FX 100BASE FX是一种使用光缆的快速以太网技术 多模光纤连接的最大距离为550m 单模光纤连接的最大距离为3000m 信号频率为125MHz使用MIC FDDI连接器 ST连接器或SC连接器 它的最大网段长度与所使用的光纤类型和工作模式有关 可以为150m 412m 2000m或更长至10km 它支持全双工的数据传输 4 7 2吉比特以太网 1997年IEEE通过了吉比特以太网的标准802 3z 并且这个标准在1998年成为正式的标准 吉比特以太网采用了与标准以太网相同的帧格式 帧结构 网络协议 全 半双工工作方式 流控模式以及布线系统 只是在低层将数据速率提高到了1Gbps 因此 它与标准以太网 10Mbps 及快速以太网 100Mbps 兼容 吉比特以太网的推出 在局域网组网技术上与ATM形成了竞争的格局 图4 21吉比特以太网的应用举例 服务器 服务器 4 8无线局域网 补充内容 无线局域网 WirelessLAN WLAN 是利用无线通信技术与设备组建的局域网 通过电磁波在空气中发送和接受数据 而无需线缆介质 无线局域网的特点 1 用户不必要使用有线传输介质而破坏了原来的工作环境 2 用户可以根据自己的需要不断地调整工作站的位置 3 可以更方便地把便携式计算机接入到局域网中 4 扩大了计算机网络的应用能力和领域范围 5 在计算机安全领域中要增添新的技术手段 无线局域网分为两类 一类是有固定基础设施的 另一类是没有固定基础设施的 有固定基础设施的无线局域网 无固定基础设施的无线局域网自组网络 自组网络没有接入点AP 而是由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络 一个基本服务集BSS包括一个基站和若干个移动站 所有的站在本BSS以内都可以直接通信 但在和本BSS以外的站通信时都要通过本BSS的基站 基本服务集中的基站叫做接入点AP AccessPoint 其作用和网桥相似ESS可通过叫做门桥 portal 为无线用户提供到非802 11无线局域网的接入 门桥的作用就相当于一个网桥 无线局域网作为有线网络的补充 起着很重要的作用 当一座办公大楼的布线已经完成 但是却需要增加移动节点的时候 在家中多个房间需要联网的时候 就可以采用无线网络 作为传统局域网的扩充建筑物之间的互连漫游访问特殊网络 有固定设施无线局域网的应用 移动自组网络的应用 在军事领域中携带了移动站的战士可利用临时建立的移动自组网络进行通信这种组网方式也能够应用到作战的地面车辆群和坦克群 以及海上的舰艇群 空中的机群当出现自然灾害时 在抢险救灾时利用移动自组网络进行及时的通信往往很有效的 4 9个人区域网络 蓝牙技术 蓝牙技术是一种支持设备短距离通信 一般是10m之内 的无线电技术 它将移动电话 便携式计算机以及各种便携式设备的主机在近距离内实现无缝的资源共享 这项技术是由东芝 爱立信 IBM Intel和诺基亚5大公司于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准 蓝牙技术的标准是IEEE802 15 工作在2 4GHz频带 带宽为1Mbps 蓝牙技术使用高速跳频 FrequencyHopping FH 和时分多址 TimeDivesionMultiple ccess TDMA 等先进技术 廉价地在近距离内将几台数字化设备呈网状链接起来 蓝牙技术用无线连接取代了设备之间的连线 是网络中各种外围设备接口的统一桥梁 多个蓝牙设备单元共享信道 两个和更多的单元信道形成一个微微网 一个微微网中包含一个主设备单元和多达7个的从设备单元 设备状态包括激活 泊停 保持和监听 多个微微网交叠覆盖形成一个散射网 蓝牙的技术性能参数 1 有效传输距离为10cm 10m 增加发射功率可达到100m 甚至更远 2 收发器工作频率为2 45GHz 覆盖范围是相隔1MHz的79个通道 从2 402GHz到2 480GHz 3 数据传输技术使用短封包 跳频展频技术 1600次 秒 防止偷听和避免干扰 每次传送一个封包 封包的大小从126b 287b 3 数据传输带宽为同步连接可达到每个方向32 6Kbps 接近于10倍典型的56KbpsModem的模拟连接速率 异步连接允许一个方向的数据传输速率达到721Kbps 用于上载或下载 这时相反方向的速率是57 6Kbps 数据传输通道留出3条并发的同步语音通道 每条带宽64Kbps 4 网络连接使用加密技术 同时采用口令验证连接设备 可同时与其他7个以内的设备构成蓝牙微微网 PicoNet 1个蓝牙设备可以同时加入8个不同的微微网 每个微微网分别有