互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)VLAN通信采取的4種方式

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VLAN通信中，VLAN交換機(jī)必須有一種方式來了解VLAN的成員關(guān)系，即要讓交換機(jī)知道哪一個(gè)工作站屬于哪一個(gè)VLAN.一般地，基于VLAN交換機(jī)端口或者工作站的MAC地址來組建的VLAN,其VLAN成員是以直接的形式與其他成員聯(lián)系的：基于三層如按IP來組建的VLAN,其VLAN成員是以間接的形式與其他成員聯(lián)系的。目前VLAN之間的通信主要采取如下4種方式。

（1）MAC地址靜態(tài)登記方式。MAC地址靜態(tài)登記方式是預(yù)先在VLAN交換機(jī)中設(shè)置好一張地址列表，這張表含有工作站的MAC地址VLAN交換機(jī)的端口號(hào)、VLANID等信息，

當(dāng)工作站第一次在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)廣播包時(shí)，交換機(jī)就將這張表的內(nèi)容一一對(duì)應(yīng)起來，并對(duì)其他交換機(jī)廣播。這種方式的缺點(diǎn)在于，網(wǎng)絡(luò)管理員要不斷修改和維護(hù)MAC地址靜態(tài)條目列表：

大量的MAC地址靜態(tài)條目列表的廣播信息易導(dǎo)致主干網(wǎng)絡(luò)擁塞。

（2）楨標(biāo)簽方式。幀標(biāo)簽方式采用的是標(biāo)簽（tag）技術(shù)，即在每個(gè)數(shù)據(jù)包都加上一個(gè)標(biāo)簽，用來標(biāo)明數(shù)據(jù)包屬于哪個(gè)VLAN,這樣，VLAN交換機(jī)就能夠?qū)碜圆煌琕LAN的數(shù)據(jù)流復(fù)用到相同的VLAN交換機(jī)上。這種方式存在一個(gè)問題，即每個(gè)數(shù)據(jù)包加上標(biāo)簽，使得網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載也相應(yīng)增加了。

（3）虛連接方式。網(wǎng)絡(luò)用戶A和B第一次通信時(shí)，發(fā)送地址解析（ARP）廣播包，VLAN交換機(jī)將接收到的MAC和所連接的VLAN交換機(jī)的端口號(hào)保存到動(dòng)態(tài)條目MAC地址列表中，當(dāng)A和B有數(shù)據(jù)要傳輸時(shí)，VLAN交換機(jī)從其端口收到的數(shù)據(jù)包中識(shí)別出目的MAC地址，查動(dòng)態(tài)條目MAC地址列表，得到目的站點(diǎn)所在的VLAN交換機(jī)端口，這樣兩個(gè)端口間就建立起一條虛連接，數(shù)據(jù)包就可從源端口轉(zhuǎn)發(fā)到目的端口。數(shù)據(jù)包一旦轉(zhuǎn)發(fā)完畢，虛連接即被撤銷。這種方式使帶寬資源得到了很好利用，提高了VLAN交換機(jī)效率。

（4）路由方式。在按IP劃分的VLAN中，很容易實(shí)現(xiàn)路由，即將交換功能和路由功能融合在VLAN交換機(jī)中。這種方式既達(dá)到了作為VLAN控制廣播風(fēng)暴的最基本目的，又不需要外接路由器。但這種方式對(duì)VLAN成員之間的通信速度不是很理想。

VLAN交換機(jī)互連有以下幾種方式。

（1）接入鏈路。接入鏈路（AccessLink）是用來將非VLAN標(biāo)識(shí)的工作站或者非VLAN成員資格的VLAN設(shè)備接入一個(gè)VLAN交換機(jī)端口的一個(gè)LAN網(wǎng)段。它不能承載標(biāo)記數(shù)據(jù)。

（2）中繼鏈路。中繼鏈路（TnmkLink）是只承載標(biāo)記數(shù)據(jù)（即具有VLANID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)包）的干線鏈路，只能支持那些可接收VLAN幀格式并擁有VLAN成員資格的VLAN設(shè)備。中繼鏈路最通常的實(shí)現(xiàn)就是連接兩個(gè)VLAN交換機(jī)的鏈路。與中繼鏈路緊密相關(guān)的技術(shù)就是鏈路聚合（Trunking）技術(shù)，該技術(shù)采用VTP（VLANTrunkingProtocol），即在物理上每臺(tái)VLAN交換機(jī)的多個(gè)物理端口是獨(dú)立的，多條鏈路是平行的，采用VTP技術(shù)處理以后，邏輯上VLAN交換機(jī)的多個(gè)物理端口為一個(gè)邏輯端口，多條物理鏈路為一條邏輯鏈路。這樣，VLAN交換機(jī)上使用生成樹協(xié)議（SpanningTreeProtocol,STP）就不會(huì)將物理上的多條平行鏈路構(gòu)成的環(huán)路終止，而且，帶有VLANID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)流可以在多條鏈路上同時(shí)進(jìn)行傳輸共享，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的高效快速平衡傳輸。

（3）混合鏈路。混合鏈路（HybridLink）是接入鏈路和中繼鏈路混合所組成的鏈路，即連接VLAN-aware設(shè)備和VLAN-unaware設(shè)備的鏈路。這種鏈路可以同時(shí)承載標(biāo)記數(shù)據(jù)和非標(biāo)記數(shù)據(jù)。

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性和可擴(kuò)展性都是非常重要的指標(biāo)，VLAN也是一樣，其可靠性和可擴(kuò)展性通過以下方式獲得。

（1）可靠性。VLAN的可靠性是指無論一個(gè)VLAN中的廣播信息和數(shù)據(jù)是處在一個(gè)VLAN設(shè)備中，還是處在多個(gè)VLAN設(shè)備中，還是處在具有動(dòng)態(tài)VLAN成員資格的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，都能準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。為了實(shí)現(xiàn)VLAN的可靠性，需要有下面兩個(gè)協(xié)議來保證：GMRP（GroupMulticastRegistrationProtocol,組多點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)注冊協(xié)議）和GVRP（GARPVLANRegistrationProtocol,通用屬性注冊協(xié)議VLAN注冊協(xié)議）。GMRP允許組播在單個(gè)VLAN中發(fā)送而不影響其他VLAN:GVRP是GARP（GenericAttributeRegistrationProtocol）協(xié)議的一個(gè)應(yīng)用，它使動(dòng)態(tài)配置成為可能。

（2）可擴(kuò)展性。VLAN的可擴(kuò)展性是指在一個(gè)VLAN中，在一定范圍內(nèi)，可讓多個(gè)節(jié)點(diǎn)VLAN交換機(jī)連接進(jìn)來，VLAN的成員可以逐步擴(kuò)大。在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)逐步擴(kuò)大后，各個(gè)VLAN節(jié)點(diǎn)交換機(jī)就有可能組成環(huán)路，或者兩個(gè)VLAN節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間有兩條或多條平行通路也可能使廣播包和數(shù)據(jù)流形成環(huán)路，這時(shí)，啟用STP就可以解決問題。STP可以保證VLAN進(jìn)行拓?fù)鋽U(kuò)展，保證兩個(gè)VLAN節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間只有一條最短的有效路徑。

目前在寬帶網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)的VLAN基本上能滿足廣大網(wǎng)絡(luò)用戶的需求，但其網(wǎng)絡(luò)性能、網(wǎng)絡(luò)流量控制、網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)先級(jí)控制等還有待提高。前面所提到的VTP技術(shù)、STP技術(shù)，基于三層交換的VLAN技術(shù)等在VLAN使用中存在網(wǎng)絡(luò)效率的瓶頸問題，這主要是IEEE802.1Q、IEEE802.ID協(xié)議的不完善所致，IEEE正在制定和完善IEEE802.IS（MultipleSpanningTrees）和IEEE802.1W（RapidReconfigurationofSpanningTree）來改善VLAN的性能。采用IEEE802.3z和IEEE802.3ab協(xié)議，并結(jié)合使用RISC（精簡指令集計(jì)算）處理器或者網(wǎng)絡(luò)處理器而研制的吉位VLAN交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)流量等方面采取了相應(yīng)的措施，大大提高了VLAN網(wǎng)絡(luò)的性能。IEEE802.1P協(xié)議提出了CoS（ClassofService）標(biāo)準(zhǔn)，這使網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)先級(jí)控制機(jī)制有了參考。

對(duì)于VLAN的配置，配置前需要確定：是否需要開啟VTP,需要配置的VLAN數(shù)量以及每個(gè)VLAN需要多少個(gè)端口。

簡單而言，VLAN的配置步驟如下：

EnableVTP（可選）->EnableTrunk->CreateVLANs->AssignVLANtoports

具體的配置方法后續(xù)介紹。

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