浅谈VLAN的原理与实现

规 定在 原有 以太 网帧格式 中增 加一个特 殊 的标 志域Ｔ ｇ 用于 变 。 果用户办 公地 点灵活应 用这种 方法 划分Ｖ Ａ 是很合 适 ａ， 如 ＬＮ 标 识区分普 通标准 以太帧￣ Ｖ Ａ 帧 。 ａ 域共 占４ ｎＬ Ｎ Ｔ ｇ 个字节， 括 的 这种方法划 分Ｖ Ａ 的缺 点是 ， 包 ＬＮ 管理员必 须收集 所有主 机的 Ｉ Ｉ 和Ｔ Ｉ Ｔｇ Ｃ ｎ ｒ ｌ Ｉ ｆｒ ａ ｉｎ 两个域 （ Ｐ Ｄ Ｃ （ａ ｏ ｔｏ ｎ ｏ ｍ ｔｏ ） 如图ｌ 所示） 。
发送 和接 收数据互不影 响。 个交换机端 口的带 每
宽 都是 独立的 。 连接在交 换机各端 口上 的主 机处
２３Ｖ Ａ 数据帧的传输 ． ＬＮ
于不 同的冲 突域 内。 交换机 的每个 端 口是一个冲突域 。 交换式
目前我们大部分主机都不支持带 有ＴＧ 的Ｖ Ａ 帧格 式， Ａ域 ＬＮ 局域 网效率 比共 享式局域 网大大 的提 高了。 是应用广泛 的广 只能收发标准的以太 网数据帧 。 以支持Ｖ Ａ 的交换机在与主 但 所 ＬＮ 播帧仍 然不受交换 机端 口的限制 ， 以在局域 网内任意传播 。 可 机和交换机 进行通信 时， 需要区别对待。 当交换机将 数据发送 大量广 播帧的传播 降低 了局域 网的带 宽利用 率。 解决广播 的问 给主机 时， 必须检 查该数据帧 ， 并删除Ｔ Ｇ Ａ 域后再发送。当交换 题 我们 可以使用 路由器将一个大 的局域 网分成若干小的网段 。 机 接收 到某 数据 帧时， 交换机根 据数据 帧中的ＴＧ 或者接收 Ａ域 因为路 由器是 三层设备， 对二层 的广播 帧不会转 发， 从而达 到 端口的缺 省Ｖ Ａ Ｄ Ｌ Ｎ Ｉ 来判断该数据帧应该转发到哪些端口。 隔离广播 的效果 。 但是 使用路 由器 增加了组 网的成本 ， 而且他 ３ Ｖ ＡＮ的划分方法 Ｌ
现 了改变。 在交换式局 域网中， 多台主机可以同时
．
Ｄ Ａ ＳＡ
ＴＡ Ｇ ＪＴ ＹＰＥ ｆＤＡ Ｔ Ａ ！ ＲＣ Ｃ
／ ／
、 Ｔ Ｄ ＰＩ
＼ ＴＩ Ｃ
Ｐｒ ｏ ｉ ｉ ｒｔ ｙ
图１ Ｖ Ａ 的帧格式 ＬＮ
＼
＼
： ： ＝
ＣＦＩ Ｖ Ｎ Ｄ ＬＡ Ｉ
ＭＣ 址 ， Ａ地 工作 量 将 会 较 大 。 Ｔ Ｉ 是一个 固定的１进制 值Ｏ ８ ０ ， 示这是一个加 了８ ２１ ３３ 基于 协议 的Ｖ Ａ ￣ 分 ＰＤ ６ ｘ １０ 表 ０ ．ｑ ． ＬＮ Ｉ Ｊ 标 签的帧 。 ｒ ｏ ｉｙ 占用３ ｉ位 ， Ｐ ｉｒｔ域 个ｂ ｔ 用于标识数 据帧 的优 先 基于协议的Ｖ Ａ ￣ 分方法是根据网络主机使 用的网络协议 ＬＮ
关键 词 ： Ｌ Ｎ 局 域 网； ＶＡ； 广播 帧
１ Ｖ ＡＮ技 术 出现 的背景 Ｌ
Ｖ Ａ Ｖｒ ｕ ｌ Ｌ ｃ ｌ Ａ ｅ ｅ ｗ ｒ ） Ｌ Ｎ（ｉ ｔ ａ ｏ ａ ｒ ａ Ｎ ｔ ｏ ｋ 即虚 拟 局 域 网“，
级。 Ｆ 域仅 占ｉ ｉ位 ， ＣＩ ｂ ｔ 该位值为０ 表示 该数 据帧采用规范帧格 式， 表示 该数据 帧采用为非规 范帧格式。 Ｌ Ｎ Ｄ 占用ｌ 为１ Ｖ Ａ Ｉ域 ２
注意的是连接两 交换机的端 口类型需设置成 ｔ ｕ ｋ 以便通 过 ｒｎ ， ４１单一 交换机 上Ｖ Ａ 的划 分 ． ＬＮ 所有Ｖ Ａ 的数据 。 ＬＮ 如图２ 所示 ， 我们把Ａ Ｂ ，主机所在端 口 （、 号端口） １２ 划分
交 换 机 Ｓ ＩＣ Ａ Ｗ Ｔ Ｈ 的配 置 ：
［ ｉｃ ａｖａ ｓ ｔｈ １ｌ ｎ １ ｗ ［ ｉｃ ａ ｖａ １ｐ ｒ ｔ ｅ ｎ ｔ ０５ ｓ ｔｈ — ｌ ｎ］ ｏ ｔ Ｅｈ ｒ ｅ ／ ｗ ［ ｉｃ ａ ｖａ ｌｖａ ｓ ｔｈ — ｌ ｎＪｌ ｎ ２ ｗ ［ ｉｃ ａ ｖａ ２ｐ ｒ ｔ ｅ ｎ ｔ ０ ６ ｓ ｔｈ － ｌ ｎ ］ｏ ｔＥ ｈ ｒ ｅ ／ ｗ ［ｗ ｔｈ ＿ｎ ｅ ｆ ｃ ｔ ｅ ｎ ｔ ０１ ｓ ｉｃ ａｉ ｔ ｒ ａ ｅ Ｅ ｈ ｒ ｅ ／ ［ｗ ｔｈ — ｔ ｅ ｎ ｔ ０ １ｐ ｒ ｌｎ ｙ ｅ ｔ ｕ ｋ ｓ ｉｃ ａ ｅ ｈ ｒ ｅ ／］ ｏ ｔ ｉ ｏｔ ｐ ｒ ｎ 口ｌ 置 为 ｔ ｕ ｋ 设 ｒ ｎ ［ｗ ｔｈ ｅｈ ｒ ｅ ／］ ｏ ｔ ｒ ｎ ｐ ｒ ｉ ｖ ｎ ａ ｌ ｓ ｉｃ ￣ ｔ ｅ ｎ ｔ Ｏ １ｐ ｒ ｔ ｕ ｋ ｅ ｍｔ ｈ ｌ 将 端
降。
图３ 跨交换机Ｖ Ａ 的配置 图 ＬＮ 跨交换 机Ｖ Ａ 的配 置如图３ 示， ，属于Ｖ Ａ １ＣＤ ＬＮ 所 ＡＢ Ｌ Ｎ ， ，属于 Ｖ Ａ ２ 但Ａ Ｄ ，分别接 在两台交换机 上。 Ｌ Ｎ ， ， 与Ｂ ｃ 配置方 法如下。 要
４ 基于 端 口的Ｖ ＡＮ Ｌ 划分 在华 为交换 机 上 的配 置方法
进 Ｖ Ａ １ 把 ＣＤ 机 所在 端 口 （、 号 端 口） 分 进 Ｖ Ａ ２ Ｌ Ｎ ， ，主 ５６ 划 ＬＮ 。
端口ｌ 允许所有Ｖ Ａ 数据通 过 ＬＮ 交换机Ｓ Ｉ Ｃ Ｂ Ｗ Ｔ Ｈ 的配 置：
［ｗ ｔ ｈ ｌ ｎ １ ｓ ｉｃ￣ｖ ａ ［ｗ ｔ ｈ — ｌ ｎ］ ｏ ｔ Ｅｈ ｒ ｅ ／ ｓ ｉｃｂ ｖａ １ｐ ｒ ｔ ｅ ｎ ｔ ０ ３
ｉ位 用于指 明数据帧所属的Ｖ Ａ 号。 ＬＮ 把局域网用户分为更小的工作组 ， 逻辑 的分成不 同的网段 。 每个 个ｂｔ ，
工作组构成 虚拟局域 网。 总线 型 （ 享式 ） 在 共 局域 网中， 有主机共 享总线带宽， 所 同一时刻 时只能一 台主机 发送数 据。 每台主机发 送的数据 其他所有 主 机都 能收到 。这种情况 下， 所有主 机处 于 同一 冲 突域和 同一广播 域 内。 交换 机的出现使情况 出
３４基 于 子网的Ｖ Ａ ： 分 ． ＬＮＩ ￣ Ｊ 基于 子网的Ｖ Ａ ￣ 分方法 是根 据 网络主机使用 的Ｉ 地址 ＬＮ Ｊ Ｐ
所在的网络 子网来划 分广播域 的。 Ｐ Ｉ 地址属于同一个子网的主
机属于 同一个 广播域 ， 而与主机 的其它因素没有任 何关系 。 这
种Ｖ Ａ ￣ 分方 法管理配置灵活 ， ＬＮＩ ］ 网络用户 自由移动位 置而不需
重 新配 置 主机或 交换 机 ， 并且 可 以按 照传 输 协 议 进 行 子 网 划
分， 人而实现针对具体应用服务来组织 网络用户。 是， 但 这种方 法 也有它不足 的一面， 因为为了判断用户属性 ， 必须检查每一个 数据 包的网络层地 址 ， 这将耗 费交换机不 少的资源 ； 并且 同一 个端 口可能存在多个Ｖ Ａ 用户， ＬＮ 这对广播帧的抵制效率有所下
信， 需要通 过路 由支持才 能通信 ： 同一个Ｖ Ａ 中的成员， 而 ＬＮ 通过 且还 能防止其他部 门访问本部 门的数据 。 但这种 方法也有一个 Ｖ Ａ 交换机可 以实现直接通信 ， 需路 由支持。 样一个Ｖ Ａ 缺点， ＬＮ 不 这 ＬＮ 不利于移动办 公。 如果某位 员工 因工作需要换了一下办公 内部的广 播和单播流 量都不会转发 到其 他Ｖ Ａ 中， Ｌ Ｎ 就可以有效 室 ， 我们就 得去为他将相应 的端 口所属Ｖ Ａ 进行修 改， ＬＮ 否则他 控制流 量 ， 节省带 宽并提高 网络 的性能 ； 同时做 到减 少设备投 就无法访 问自己部门的主机了。随着笔记本 电脑 的流行， 人们办
资、 简化 网络管理、 提高网络的安全 性。
公经常随带 自己的电脑。比如教师， 他们上课 的教室不固定， 而
Ｖ Ａ 的基本原 理是将一 个大 的局 域 网从逻 辑上划 分成 若 且同一教室也有不 同教研室的老师上 课。 ＬＮ 要满足老师的这种需 干小的虚拟 局域 网” 。 在每个虚拟 局域网内的主机 之间可 以通 求我们就 得不断地为他们 改变端 口的Ｖ Ａ 。 Ｌ Ｎ 显然 这种 情况下基 信 ， 不同虚 拟局 域网之 间的主机 是不可 以通信 的。 但 这样就 达 于端 口的Ｖ Ａ ￣分就不太合理。 ＬＮ 到了减小广播 域 的目的。 图所 示， 如 主机Ａ Ｂ ，属于Ｖ Ａ Ｉ ＣＤ Ｌ Ｎ ， ，属 ３２ 基于ＭＡ 地 址的Ｖ Ａ 划分 ． Ｃ ＬＮ 于Ｖ Ａ ２ Ａ 之间可以相互通信 ， 与Ｄ 间也可以相互 通信 。 Ｌ Ｎ 。 与Ｂ ｃ 之 基 于 Ｍ Ｃ 址 的Ｖ Ａ ￣ 分 方 法 也 是 应 用 最 广 泛 的 方 法 之 Ａ地 ＬＮ 但 是Ａ ， 与Ｄ 与Ｃ Ａ 之间是不可 以通信的。
局域 网内的设备逻辑地划 分成 一个个 网段 ， 从而实现虚拟局 域 无关 。 工作 中我 们可以利用这种方 法， 同一部 门的所有 端 口 将 网的一种新兴交换技 术。 同的Ｖ Ａ 成员之间是不 可以直接通 划分进 同一个Ｖ Ａ 。 不 ＬＮ Ｌ Ｎ 这样部 门内的主机 间就可能相 互通信， 而
・
网络地带
来 划 分 广 播 域 。 机 属 于哪 一 个 Ｖ Ａ 决 定 于 它所 运 行 的 网络 协 主 ＬＮ
议 （ＨＰ ￣ Ｉ 协议 和Ｉ Ｘ Ｐ 协议 ）， 而与其它因素无关 。 这种Ｖ Ａ 划 分 ＬＮ 在 实际应用中非常少， 因为 目前实际上绝大多数都 是Ｉ 协议 的 Ｐ
主机。
也无法 隔离 同一交换机 内主机 间的广播。 为此 ＩＥ 协会 专 门制 ＥＥ 定 了８ ２３ 协议标准。 ０ ．ｑ 这就是Ｖ Ａ 技术的根本 。 ＬＮ
３１基于端口的Ｖ Ａ 划分 ． ＬＮ
基于端 口的Ｖ Ａ ￣分是 目前应用最广 泛的方法之一。 ＬＮ 该方 法 是根 据 以太 网交换机 的端 口来划分广播 域 。 就是说， 也 交
图 ２ 单 一交 换 机 Ｖ Ａ 配 置 图 ＬＮ 方法ｌ ［ｗ ｔ ｈｖａ ｓ ｉｃ ］ｌ ｎ １ 加１２ 、 号端 口进 ｖ ａ ｌ ｌ ｎ ［ｗ ｔ ｈ ｖａ １ｖａ ｓ ｉｃ — ｌ ｎ］ｌ ｎ ２ 添Ｄ ５ ６ ｕ 、 号端 口进 ｖａ ２ ｌｎ 方法２
［ｗ ｔ ｈｉ ｔｒ ａ ｅ Ｅ ｈ ｒ ｅ ／ 进 入端 口１ ｓ ｉｃｉｎ ｅ ｆ ｃ ｔ ｅ ｎ ｔ ０１ ［ｗ ｔ ｈ ｅｈ ｒ ｅ ／］ｏ ｔ ａ ｃ ｓ ｌ ｎ ｌ ｓ ｉｃ— ｔ ｅ ｎ ｔ Ｏ １ｐ ｒ ｃ ｅ ｓ ｖａ ［ｗ ｔ ｈｉ ｔｒ ａ ｅ Ｅ ｈ ｒ ｅ ／ ｓ ｉｃｉｎ ｅ ｆ ｃ ｔｅ ｎ ｔ ０２ ［ ｉｃ — ｔ ｅ ｎ ｔ Ｏ￣ｐ ｒ ｃ ｅ ｓ ｖ ａ ｓ ｔｈ ｅｈ ｒ ｅ ／ ｏ ｔ ａ ｃ ｓ ｌ ｎ １ ｗ ［ ｉｃｉｎ ｅ ｆ ｃ ｔ ｅ ｎ ｔ ０５ ｓ ｔ ｈｉ ｔ ｒ ａ ｅ Ｅ ｈ ｒ ｅ ／ ｗ ［ ｉｃ — ｔ ｅ ｎ ｔ Ｏ Ａｐ ｒ ｃ ｅ ｓ ｖ ａ ｓ ｔｈ ｅｈ ｒ ｅ ／ ｏ ｔ ａ ｃ ｓ ｌｎ ２ ｗ ［ｗ ｔｈｉ ｔ ｒ ａ ｅ Ｅ ｈ ｒ ｅ ／ ｓ ｉｃｉｎ ｅ ｆ ｃ ｔ ｅ ｎ ｔ ０６
网络地带 ・
浅谈ＶＬ ＡＮ的原理与实现
程 晓燕 （ 诸暨市技工 学校， 浙江 诸暨 ３１ ０ １ ０ ） ８
摘 要 ： Ｌ Ｎ Ｖ Ａ是一 种 重要 的局域 网协议 。 本文 简单介 绍 了Ｖ Ａ 的基 本 原理 和划分 方法， ＬＮ 并给 出了 一种基于华为交换 机 的ＶＡ ￣置 方案。 Ｌ Ｎ５
２ Ｖ ＡＮ 术 的原 理 Ｌ 技
２１Ｖ Ａ 的基本 原理 ． ＬＮ
换机 某些端 口连接 的主机在一个广播域 内， 而另一些端 口连接 Ｖ Ａ （ｉ ｔ ａ ｏ ａ ｒ ａ Ｎ ｔ ｏ ｋ即虚 拟 局 域 网， Ｌ ＮＶ ｒ ｕ ｌ Ｌ ｃ ｌ Ａ ｅ ｅ ｗ ｒ ） 是将 的主 机在 另一个 广播 域 。 这种方 法 中Ｖ Ａ 各端 口连 接的主机 ＬＮ
一
。
该方法 是根据连接在 交换机上 主机的Ｍ Ｃ Ａ 地址来 划分广播
２２ Ｖ Ａ 的帧格 式 ． ＬＮBiblioteka Baidu
域 的。 这种方法 的Ｖ Ａ ￣分最大 的优 点就 是与端口无关。同一 ＬＮ 同一 个局域 网不 同Ｖ Ａ 的主机 间不能通 信， ０ ．ｑ 准 主 机无 论连 接到 局域 网中的哪个 端 口， ＬＮ ８ ２１标 他所 属的Ｖ Ａ 不会 改 ＬＮ