Cisco局域网交换基础.doc

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1、本章包括下列主题：·理解传统的局域网网段；·虚拟局域网入门；·链路聚集方法；·VLAN链路聚集协议；·配置VTP/VLAN/干道；·VLAN修剪；·EtherChannel；·理解VLAN1；·专用VLAN。第4章第2层技术基础本章研究VLAN设计和实施过程中的诸多问题。在采用第3层通信协议（IP）之前，大部分应用都根据第2层协议进行通信。基于上述原因，用户需要共享相同第2层网络中的应用和信息。尽管仅支持第2层的设计存在潜在不足，但它们仍然在生产网络中得到广泛应用。此外，本章还将介绍第2层网络的某些负面影响，并且解释为什

2、么应当改变这种结构。因为替换现有第2层网络需要消耗大量时间和人力，所以替换的难度非常大。在很多情况下，替换现有第2层硬件设备的主要原因就是设备陈旧。如果希望从第2层网络进行迁移，那么所需要投入的潜在费用可能非常巨大。上述因素导致第2层网络仍然继续存在。4.1老式局域网网段在VLAN环境中，虽然身处网络中的任何物理位置，但用户却可以属于某个用户组的一部分，用户组内的用户具有相同的要求，例如IP寻址和特定的网络权限。在老式网络中，如果希望某些主机具有类似的网络要求，那么它们就必须位于相同局域网网段中。另一方面，VLAN是一种

3、逻辑概念，并且不受任何物理位置的限制。在老式网络中，用户连接到集线器，如果需要建立广域网连接（如图4-1所示），集线器需要再连接到某类网桥或路由器。为了能够在相同网段容纳更多的用户，可能需要互连多个集线器。这类网络非常适用于那些大量用户都在相同网段内的部门。因为通常仅需要采用一种网络配置来支持该部门，所以网络工程师也可以轻松地实现这种网络。例如，部门在相同的第2层网段中包括本地文件服务器，并且大部分流量都属图4-1连接路由器或网桥的多集线器环境于本地流量。通过级联多台集线器，将可以在相同网段中容纳更多的用户，但是会导致主

4、机之间网络访问的争用现象。如果碰撞域越大，那么网络中的分组碰撞也就越多，导致重传和分组丢弃的情况也就越多。通过级联多台集线器，那么可能会超过IEEE802.3布线标准的要求，进而产生延迟碰撞，由此也会导致分组丢弃。对于存在问题的网卡，因为它会连续发送错误数据，并且不遵守第1章“局域网交换技术基础”所介绍的CSMA/CD规则，所以这类网络中会出现严重的性能问题。4.2虚拟局域网入门在老式网络中，如果希望用户属于相同的逻辑网段或具有相同的接入和访问权限，那么他们就必须受到物理位置的限制，伴随着VLAN的出现，这种局面得到改善

5、。通过部署VLAN，能够增加网络的灵活性，如图4-2所示。值得注意的是，交换机3的一个端口被做出“X”图4-2多建筑物网络环境标记。为了防止网络中出现环路（如本书第1章中“生成树基础”一节所讨论）的情况，生成树将使得该端口进入阻塞状态。在老式网络中，当主机移动到另外一个路由器端口的不同位置的时候，就必须更改主机的IP地址。为了容纳该用户，也可能需要对网络进行调整。例如，路由器访问控制列表需要允许该用户访问部门服务器。在没有对网络或主机做出某种类型变更的条件下，如果希望在网络中改变用户的位置，那么将不容易实现。在支持VLA

6、N的环境中，因为采用第2层的平面网络的基础结构，所以可能不需要做出任何变更。如果将图4-2中的主机1搬迁到建筑物B中，那么无需变更用户计算机或网络的配置。用户只需要将连接主机网卡的网线插到信息插座中即可。注意：需要记住的是，我们到目前为止所讨论的内容都严格限于第2层概念，多台交换机位于相同的VLAN中，并且采用1个生成树实例。在最初的时候，网络中采用VLAN技术得到广泛推广。事实上，基于以下两方面原因，大多数学校都实施了VLAN技术：首先，VLAN是一种相对比较简单的技术；其次，当时的应用通信协议需要工作在相同的第2层网

7、络中。网络工程师只需要采用较大的IP地址空间来配置VLAN。VLAN中包括安全和网络策略方面的改善。VLAN技术能够节省时间和费用。在采用VLAN技术不久之后，人们很快注意到与之关联的风险。如果将VLAN扩展到未知领域，那么将扩大广播域范围。例如，如果某台主机发送广播报文，那么无论建筑物和交换机的数目多少，VLAN中的所有机器都能够接收到该报文。上述过程就会导致网络中存在过多的流量。当网络中的主机发送错误广播报文的时候，VLAN中的所有主机都将接收到该报文，并且再发送各自的广播，更严重的后果就是产生广播风暴。上述过程最终

8、会导致第2层平面网络陷入瘫痪。当在交换网络中采用VLAN技术的时候，生成树也能够导致网络宕机。如果网络中流量过多，或者发生部分或完全硬件故障的情况，那么也可能导致生成树故障。在生成树故障的情况下，生成树将不能正确计算无环路拓扑，并且会产生网络环路。与透明网桥环境中的环路相类似，除非打破网络环路，否则流量将呈指数速度增