通过时间控制对局域网内VLAN的扩展应用

点赞:11439 浏览:45839 近期更新时间:2024-03-06 作者:网友分享原创网站原创

摘 要:随着信息化程度与日俱增,网络的应用已经广泛的渗入到日常生活中.现在社会对网络的依赖越来越强,网络业务的多样性、变化性也更加繁多和复杂,因此,作为承载网络业务的数据设备,更加要求功能完善并且需要保持可靠的性能及稳定性.本篇主要是介绍了一种针对局域网内Vlan的设置使用技术,通过对时间的控制,可以在二层数据链路层实现对Vlan的灵活控制,进而实现对业务的调配使用.同时将可行的业务放置在数据链路层进行控制,可以实现对数据转发设备的性能提升.

关 键 词:局域网Vlan数据链路层时间控制

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1007-9416(2013)11-0019-02

1Vlan简介

Vlan—VirtualLocalAreaNetwork,虚拟局域网络技术,这是一种可以将物理网络划分成多个逻辑的局域网络的技术,当然,这种划分出的逻辑局域网是虚拟的.利用这种技术,网络的控制者可以按照其实际需要,将位置在同一个物理局域网的用户,划分成具有相同属性及需求的不同的用户虚拟逻辑区域,从而将广播域进行隔离,使不同广播域内的用户互不干扰,隔离通信.虽然是在同一张网中,虽然使用的是相同的设备,但是通过Vlan的逻辑划分虚拟区域,可以使得每个相同的Vlan中的用户在逻辑上就好像在各自独立的局域网中一样,其产生的效果和通过物理设备进行隔离出来的局域网效果一样.在各自独立的Vlan中,所有用户的数据流量,都无法传递出本Vlan区域中,均被限制,这包括广播数据或者是单播数据.

通过Vlan,可以实现用户数据的广播域隔离,划分出各自连通区域,这样可以减少不必要的广播报文占用流量;以及控制用户范围内的网络安全;当然还有一点就是他可以使网络管理更加方便简单从而易于控制.

Vlan技术主要是一种应用在局域网中的技术.如果不同的Vlan之间需要通信,需要有三层技术的支持.根据不同用户的需要,可以进行Vlan的划分.

2现网应用介绍

当前各种的网络现网应用里,Vlan技术多应用于局域网中.在局域网中,通过进行Vlan的划分,可以实现对用户的分类流控及管理.当期主要的Vlan划分原则有如下几种:

(1)按照交换机端口进行Vlan划分,这是非常普遍及常用的一种Vlan划分方法,也是最为简便简单的.现在大多数交换机的应用都是基于此类划分.主要是将以太网交换机的端口按照需要直接划分成到不同的Vlan内,就是不同的Vlan组,每个组里面的端口就组成了不同的虚拟交换网络.这种分配方法很方便,但是如果用户换了位置到另一个端口,就会出现无法使用的情况.

(2)通过MAC地址进行划分,即是按照用户主机的MAC地址对用户进行分类,这种划分Vlan的方法好处是如果用户更换了位置,离开了原本交换机的端口,但是只要电脑网卡MAC地址没变,仍旧可以再原来的Vlan范围内使用.

(3)基于三层协议进行的Vlan划分,我们所说的三层协议就是网络层协议,按照这种方式划分Vlan,即是指按照数据流的网络层协议,比如IP,IPX等等.在进行网络规划的时候,可以将不同的三层协议数据流划分至不同的Vlan,可以对不同的应用来进行怎么写作的组织划分.但是这种应用也有很大的缺点,即这种处理会消耗计算机大量的性能,效率很低.

(4)根据应用策略划分Vlan,实现方法这种应用可以按照端口,MAC地址,IP地址,三层协议等实际应用进行划分.

(5)按照IP的组播来进行划分,这种应用可以将整个IP组播组看成一个Vlan,其优点是灵活性更大,可以适用于在广域网中不同地理位置的局域网内的用户在一个Vlan内使用.

3设计应用场景介绍

这里介绍一个简单的应用场景,如图1所示.在一个公司内,一个小范围的应用中,PC-A和PC-a,PC-B和PC-b,PC-C和PC-c分别在一个部门,只允许彼此之间通信.可以分别将SWITCH-A和SWITCH-B上配置针对这三个部门的VLAN10,VLAN20,VLAN30,并通过中间连接SWITCH-C上配置这三个VLAN的Trunk链路,实现互相通信.但是在工作时间,仅仅限制彼此部门之间的设备互相通信.

在非工作时间,允许员工的PC可以接入Inter,进行上网,如图2所示:这种情况下,允许PC-A,PC-B,PC-C的数据流通过SWITCH-C的VLAN变化,可以通信到Inter网关,因此实现上网.

4设计原理

Vlan属于一种二层应用的技术,二层即是指数据链路层,在局域网内,通过二层交换机即可以对其进行处理.因此,单纯的对Vlan识别,应用,区分,是一种在链路层即可处理的工作,在不涉及三层(网络层)及以上更高层的应用下,设备的处理效率要高于需要涉及到更上层信息的应用处理.如图3所示,我们以局域网中最常用的的以太报文为例:

从图上可以很清晰的看到,以太网报文从最前面开始,是目的和源MAC地址,然后是一个2字节的以太类型标识,紧接着,如果在Vlan内转发的带标签的报文,就会有Vlan标签的信息,在这个标签内,就可以识别此报文属于哪个Vlan内的应用.而在这些字段后面,才会有IP头也就是三层头的字段.显然,在交换机中,软件或者硬件对于这种数据报文的处理,解析到二层头的处理性能要高于再向报文后面解析到三层的应用处理性能.基于此特性,我们可以充分的扩展应用,将一些应用放置在二层进行分析应用,就可以充分保证设备性能及实现实际应用.说的更简单些就是将一些应用尽量和二层头的Vlan信息相关联.

通过时间控制对局域网内VLAN的扩展应用参考属性评定
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在上一节的应用场景示例中,在工作时间段,SWITCH-C上通往Inter网关设备的TrunkVlan10,Vlan20,Vlan30全部被关闭或者是没有被设置,当到达非工作时间段的时候,SWITCH-C上和Inter网关相连接的接口会自动设置成TrunkVlan10,Vlan20,Vlan30,以实现让PC-A,PC-B,PC-C接入Inter.这是一种可以实现在定时范围内让交换机自动调整Vlan设置的功能,其原理是通过设置定时器,在定时器时间达到后,触发Vlan设置系统,进行Vlan设置.如图4所示:

整个功能模块可以分成五大模块,其中命令输入模块是功能发起模块,主要由网络规划管理者进行配置的命令设置.Vlan使能模块是最终接受者,最终会对Vlan的划分进行使能操作,并且作为数据转发的查找依据.配置数据库里面存储的是命令模块发送过来的操作指令,由配置数据库进行接受,并翻译成数据指令发送搭配定时器模块和Vlan设置模块.Vlan设置模块的主要功能是接受配置数据库或者是定时器的超时指令,进行总结和划分所有的Vlan数据,然后发送给最终的Vlan使能模块.定时器模块是这个功能的核心,通过配置数据库可以对定时器的时间进行设定,当时间超时时,会触发Vlan设置模块进行Vlan设置.从而实现按照时间自动切换设置Vlan的功能.


5未来发展趋势

这种通过时间来自动设置Vlan的应用仅仅是在二层应用上的一个创新,类似这种的应用可以有更好的扩展,这主要是实现针对以太网二层头操作应用的功能,我们甚至可以在必要的时候,对Vlan标签进行扩展,以实现不同功能的应用.