虚拟局域网技术的研究

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1、虚拟局域网技术的研究李宁(平顶山工业职业技术学院平顶山467001)摘要：虚拟局域网VLAN(VirtualLocalAreaNetwork)是在局域网交换机里采用网络管理软件所构建的可跨越不同位置的端到端逻辑网络，文章阐述了VLAN概念、形成原因、技术研究及实现方法。关键词：VLAN,广播域，MAC地址，IP组播TheResearchOfTechnologyAboutVirtualLocalAreaNetworkLining(PingdingshanInstituteofIndustryTechnology,Pingdingshan,467001)A

2、bstract:VLANisalogicnetworkofendtoendwhichadoptedadministrativesoftwaretoconstructandcancrossoverdifferentlocation.InthepaperexplainedtheimportantconceptsofVLANxtechniqueresearchandtheimplementmethodindetail・Keywords:VLAN,BroadcastingNetcasting,MACAddress,IPMulticateBroadcasting

3、0引言虚拟局域网VLAX(VirtualLocalAreaNetwork),是将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的一门新兴技术。VLAN建立在局域网交换机的基础之上,是局域交换网的灵魂。通过VLAN用户能方便地在网络中移动和快捷地纽建宽带网络，而无需改变任何硬件和通信线路，网络管理员能肯接从逻辑上对用户和网络资源进行分配，而不必考虑物理连接方式。VLAN充分体现了现代网络技术高速、灵活、管理简便和扩展容量的重要特征，具有VLAN功能已经成为衡量局域网交换机的一项重要指标，网络的虚拟化也成为未來网络发展的趋势。VLAN是

4、对连接到的第二层交换机端口的网络用户，不受具物理位直的限制而根据用户需求进行的网络分段；一•个VLAN可以在一个交换机或者跨交换机实现，VLAN可以根据网络用户的位置、作用、部门或者根据网络用户所使用的应用程序和协议来进行分组。VLA与普通局域网从原理上讲没冇什么不同，但从用户使用和网络管理的角度来看，VLAN与普通局域网最基本的差界体现在：VLAN并不局限于某一•网络或物理范围，VLAN中的用八可以位于一个园区的任意位置，甚至位于不同的国家。IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。1广播域技术(Broadca

5、stingDominTechnique)广播域是指广播帧(F1标MAC地址全部为1)所能传递到的范围，即能够直接通信的范围。严格来讲，广播帧(BroadcastingFrame)x多播帧(MulticastFrame)和目标不明的单播帧(UnknownUnicastFrame)都能在同一个广播域中畅行无阻。一个广播域可能会影响到网络鉴体的传输性能，详见图lo交换机3…口交换机2广播帧会传播到网络屮的每一台主机，并对每一台计算机的CPU造成负担交换机1交换机4V…口交换机3图2广播帧在网络中的传播图1是由5台二层交换机(交换机1〜5)连接了大量客户机构成

6、的网络，计算机A需要与计算机B通信。在基于以太网的通信屮，必须在数据帧(dataFrame)屮指定目标MAC地址才能正常通信,因此计算机A必须先广播“ARP请求(ARPRequest)信息”,来尝试获取计算机B的MAC地址。交换机1收到广播帧(ARP请求)后，会将它转发给除接收端口外的其他所有端口，也就出现了信息泛滥；接着，交换机2收到广播帧后也是如此；交换机3、4、5也会有同样情况出现，这就导致ARP请求会被转发到同一网络中的所有客户机上。这个ARP请求原木是为了获得计算机B的MAC地址而发出的，即只要计算机B能收到即达到要求。但事实上，数据帧却传遍

7、整个网络，使所有的计算机都收到了它。导致的结果是:广播信息消耗了网络整体的带宽；收到广播信息的计算机需要消耗一部分CPU时间來对它进行处理，造成了网络带宽和CPU运算能力的大量无谓消耗。在实际情况中，广播帧会非常频繁地出现，利用TCP/IP协议栈通信时，除了前而出现的ARP外，述有可能需要发岀DHCP、RIP、NetBEUI等很多其他类型的广播信息。如果整个网络只有一个广播域，那么一旦发出广播信息，就会传遍整个网络，并且对网络中的主机带來额外的负担，这就提出了划分广播域的必要。分割广播域时，一•般都是使用路由器，使用路市器后，可以以路由器上的网络接口(

8、LANInterface)为单位分割广播域；但路由器上不会有太多的网络接口，其数目多在1〜4个