计算机网络技术应用论文VLAN技术及其在校园网中应用.doc

计算机网络技术应用论文:VLAN技术及其在校园网中应用摘要 计算机网络影响了现代生活的很多方面，在各校内部也都建立起了局域网，但是由于接入设备的越来越多，迫切需要一种技术解决在局域网内部出现的广播风暴一类的问题，VLAN的产生就解决这个问题。本文对VLAN技术进行了简单描述，给出了一个本校园网的VLAN模型。关键词 VLAN;体系结构;网络管理近些年来，计算机网络硬件的成本急剧降低，但是其性能却得到了突飞猛进的发展，使得绝大部分校园网络已经应用了千兆网络的技术，并且也已经在核心交换机上应用了三层交换机。以上的条件已经使校园网络应用虚拟局域网技术成为了可能。1、VLAN技术概述VLAN(Virtual Local Area Network)也就是虚拟局域网，是一种建立在交换技术基础之上的，通过将局域网内的机器设备逻辑地址而不是物理地址划分成一个个不同的网段，以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理的技术。IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的IEEE802.1Q协议标准草案。VLAN的作用是使得同一VLAN中的成员间能够互相通信，而不同VLAN之间则是相互隔离的，不同的VLAN间的成员如果要通信就要通过必要的路由设备。2、VLAN的优点2.1可以控制网络广播在没有应用VLAN技术的局域网内的整个网络都是广播域，这样就使得网内的一台设备发出网络广播时，在局域网内的任何一台设备的端口都能接收到广播，因此当网络内的设备越来越多时，网络上的广播也就越来越多，占用的时间和资源也就越来越多，当广播多到一定的数量时，就会影响到正常的信息的传送。这样就能使得信息延迟，严重的可以造成网络的瘫痪、堵塞，严重地影响了正常的网络应用，这就是所谓的网络风暴。在应用了VLAN技术的局域网中，缩小了广播的广播域，在一个VLAN中的广播风暴也不会影响到其他的VLAN，从而有效地减小了广播风暴对局域网网络的影响。2.2增强了网络的安全性在局域网中应用VLAN技术可以把互相通信比较频繁的用户划分到同一个VLAN中，这样在同一个工作组中的信息传输只在同一个组内广播，从而也减轻了因广播包被截获而引起的信息泄露，增强了网络的安全性。还有就是在学校的局域网中各个部门要求的安全等级是不一样的，例如学校图书馆和学校办公室之间的网络就有着不一样的访问者和用户，因此我们可以应用VLAN技术把办公室和图书馆网络分到不同的工作组中。如果不使用VLAN技术就需要两个交换机来实现同样的功能，应用VLAN技术节省了学校的财力。2.3简化网络管理员的管理工作在应用VLAN技术后，网络管理员就可以轻松的管理网络，例如学校的办公室在物理上并不处在同一个位置，在不同的教学楼和办公楼，但是应用了VLAN技术，网络管理员就可以在应用了几条指令的同时完成设备在不同物理位置上的相同工作组的配置。3、VLAN的划分方法VLAN技术对工作组的划分方法有两种：一种是静态划分，于端口的划分方法；另一种是动态划分，基于M A C地址的划分和基于网络协议的划分方法。3.1基于端口的划分方法这种划分VLAN的方法是根据以太网交换机的端口来划分，比如C i s c oCatalyst4506的1-14端口为VLAN1，15-27为VLAN1，28-48为VLAN1，当然，这些属于同一VLAN的端口可以不连续，如何配置，如果有多个交换机，例如，可以指定交换机l的l-8端口和交换机2的1-7端口为同一VLAN，即同一VLAN可以跨越数个以太网交换机，根据端口划分是目前定义V L A N的最广泛应用的方法，IEEE 802.1Q规定了依据以太网交换机的端口来划分VLAN的国际标准。这种划分方法的优点是定义V L A N成员时非常简单，只要将所有的端口都只定义一下就可以了。不足之处是不够灵活，当一台机器设备需要从一个端口移动到另一个新的端口，但是新端口与旧端口不在同一个VLAN之中时，要修改端口的VLAN设置，或在用户计算机上重新配置网络地址，这样才能使这台设备加入到新的VLAN中。否则，这台设备就无法进行网络通信。3.2基于MAC地址的划分方法这种方法划分VLAN，要求交换机对站点的M A C地址进行跟踪，在新站点入网时，需要把它添加到相应的VLAN中。以后无论这个站点怎么移动。只要M A C地址不变，就无需对它进行重新配置。不足之处在于不够便捷，由于在初始化时，需要所有的在局域网内的所有设备都进行配置，因此如果要是有几百个用户时，配置工作就显得相当的繁琐，并且由于需要跟踪站点内的MAC地址进行跟踪，使得交换机的执行效率不高。3.3基于网络协议的划分VLAN按网络层协议来划分,可分为IP、IPX、DECnet、AppleTalk、Banyan等VLAN网络。这种按网络层协议来组成的VLAN，可使广播域跨越多个VLAN交换机。这对于希望针对具体应用和服务来组织用户的网络管理员来说是非常具有吸引力的。而且，用户可以在网络内部自由移动，但其VLAN成员身份仍然保留不变。这种方法的优点是用户的物理位置改且可以根据协议类型来划分VLAN，这对网络管理者来说很重要，还有，这种方法不需要附加的帧标签来识别VLAN，这样可以减少网络的通信量。这种方法的缺点是效率低，因为检查每一个数据包的网络层地址是需要消耗处理时间的(相对于前面两种方法)。4、在校园网的主干网中VLAN的划分根据校园网的实际需求，属于同一部门的工作人员可能在不同的建筑物中，但需要在一个逻辑子网内。网络站点的增减，人员的变动，无论从网络管理，还是用户的角度来讲，都需要虚拟网技术的支持。因此在网络主干中要支持三层交换及VLAN划分。在整个网络中使用虚拟网技术，以提高网络的安全性和灵活性。因此我校网络主干采用光纤，通过中心交换机(H3C E328)连接到几个主要建筑的三层交换机(H3C E328)上。各建筑物之间的连接采用光纤介质，再通过光纤收发器将其转换为以太网接口接入三层交换机(H3C E328)的千兆以太网口中。学校共买三个三层交换机(H3C E328)，分别置于科技楼六楼网络中心、科技楼二楼图书馆及教学楼一楼104多媒体教室中。对于二层交换机，学校选用了H3C的H3C S1526智能型26口以太网交换机向上级联。这样通过H3C全系列的网络产品即可构建一个完整、先进、可靠的校园网硬件平台，从而有利于学校校园网住处系统使用和维护，便于它的发展、扩充和升级。拓扑结构图1。在各交换机的设置方面，采用技术成熟、安全性很好的VLAN作为划分子网。提高网络的安全性及易管理性。具体设置如下：采用的H3C公司是H3C-E328交换机作为中心交换机。在设置方向将其划分为四个VLAN，每个VLAN都给予若干端口。其中V L A N 1用于办公子网，VLAN 2用于网络中心及科技楼各机房子网，VLAN 3用于图书馆子网，VLAN4用于教学教子网。VLAN 1的IP地址为192.168.0.2，它与下面的两台二层交换机(H3C S1526)构成办公子网，VLAN 2的IP地址为192.168.1.1，它的几个端口分别连接科技楼的各个机房及中控室几台计算机。VLAN3的IP地址为192.168.2.1，它的几个端口分别连接电子阅览服务器及科技楼图书馆交换机。它们的子网掩码都为255.255.255.0。其中VLAN 1的网段与路由器（H3C AR 18-63-1）的局域网端口相同，无须设置默认路由便可与路由器（H3C AR 18-63-1）的局域网端口相连通。VLAN 2及VLAN 3都需设置一条默认路由才可与路由器（H3CAR 18-63-1）的局域网端口相连通而实现上网。学校内部网络之间，我们利用VLAN将网络中心、教学子网、办公子网隔离开，使得各个子网之间不能相互访问，增强了网络的安全性，同时方便网络管理员进行管理。与外部公共网之间的互联方面，利用路由器（H3C AR 18-63-1）内置的防火墙功能及网络行为管理系统（H O N Y A N A M S Y S T E M）等对网络行为的审计及行为控制、过滤等功能确保网络的安全。5、结论VLAN技术在校园网内的应用，不但使得校园网络更加的安全，快速，并且也减轻了网络管理员的工作，保证了各个部门不同的要求和信息的安全，因此VLAN技术应用的校园局域网内是明智之举。参考文献1顾晓燕.VLAN