【文章內(nèi)容簡介】 應用，減少廣播的產(chǎn)生。 2. 安全：增強局域網(wǎng)的安全性，含 有敏感數(shù)據(jù)的用戶組可與網(wǎng)絡的其余部分隔離，從而降低泄露機密信息的可能性。不同 VLAN 內(nèi)的報文在傳輸時是相互隔離的，即一個 VLAN內(nèi)的用戶不能和其它 VLAN 內(nèi)的用戶直接通信，如果不同 VLAN 要進行通信，則需要通過路由器或三層交換機等三層設備。 ：成本高昂的網(wǎng)絡升級需求減少，現(xiàn)有帶寬和上行鏈路的利用率更高，因此可節(jié)約成本。 ：將第二層平面網(wǎng)絡劃分為多個邏輯工作組（廣播域）可以減少網(wǎng)絡上不必要的流量并提高性能。 IT 員工效率： VLAN 為網(wǎng)絡管理帶來了方便，因為有相 似網(wǎng)絡需求的用戶將共享同一個 VLAN。 北京電子科技 職業(yè)學院 14 ： VLAN 將用戶和網(wǎng)絡設備聚合到一起，以支持商業(yè)需求或地域上的需求。通過職能劃分，項目管理或特殊應用的處理都變得十分方便，例如可以輕松管理教師的電子教學開發(fā)平臺。此外，也很容易確定升級網(wǎng)絡服務的影響范圍 . 7. 增加了網(wǎng)絡連接的靈活性。借助 VLAN 技術，能將不同地點、不同網(wǎng)絡、不同用戶組合在一起，形成一個虛擬的網(wǎng)絡環(huán)境 ，就像使用本地 LAN 一樣方便、靈活、有效。 VLAN 可以降低移動或變更工作站地理位置的管 理費用，特別是一些業(yè)務情況有 經(jīng)常性變動的公司使用了 VLAN 后，這部分管理費用大大降低。 VLAN的定義及特點 : 虛擬局域網(wǎng) (VLAN)是一組邏輯上的設備和用戶，這些設備和用戶并不受物理位置的限制，可以根據(jù)功能、部門及應用等因素將它們組織起來，相互之間的通信就好像它們在同一個網(wǎng)段中一樣，由此得名虛擬局域網(wǎng)。 VLAN 是一種比較新的技術，工作在 OSI 參考模型的第 2 層和第 3 層，一個 VLAN 就是一個廣播域， VLAN 之間的通信是通過第 3 層的路由器來完成的。與傳統(tǒng)的局域網(wǎng)技術相比較， VLAN 技術更加靈活，它具有以下優(yōu)點： ● 網(wǎng)絡設備的移動、 添加和修改的管理開銷減少 。 ● 可以控制廣播活動 。 ● 可提高網(wǎng)絡的安全性。 通過 VLAN 劃分方法提供基于策略的安全訪問機制，提高了網(wǎng)絡的安全性，并有效的抑制了廣播風暴的產(chǎn)生。 通過 VLAN 劃分、高效的組播控制、流策略的管理及訪問控制等功能有效保證網(wǎng)絡資源的充分利用，切實保證滿足各類用戶的應用需求。 以往，網(wǎng)絡管理員將 3/4 的時間花費在維護網(wǎng)絡的基礎結構，確保通信流量的優(yōu)化，并處理移動和變更等工作。通常情況下，當用戶轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡中另一個物理位置時，需要重新配置網(wǎng)絡，甚至還有用戶的工作站需要進行大量 的管理工作。針對于此， VLAN 技術很好的解決了網(wǎng)絡管理的問題。 VLAN 的部署將通過減少網(wǎng)絡中移動與變更所需要的資源，達到實現(xiàn)為用戶節(jié)約資源的目的，同時 VLAN 能實現(xiàn)網(wǎng)絡監(jiān)督與管理的自動化，從而更有效的進行網(wǎng)絡監(jiān)控。 1) 基于端口的 VLAN 2) 基于協(xié)議的 VLAN 3) 基于 MAC 的 VLAN 北京電子科技 職業(yè)學院 15 很多 學校 都需要一個簡單的方法來找出當前自己 VLAN 的設定情況。確定使用 VLAN 的原因使用 VLAN 的 4 個可能原因在文檔的開始已經(jīng)大概做了描述：控制廣播域的范圍、網(wǎng)絡安全、第 3 層地址管理、網(wǎng)絡資源集中管 理。當設計一個 VLAN 的時候，這些原因都需要仔細地研究。舉例來說，如果在您的環(huán)境中，所有的用戶都需要接入所有服務器和網(wǎng)絡設備，安全性就不再是應用 VLAN 的原因。一個通常的設計是把所有服務器放在同一個 VLAN。不幸的是，這要求所有的客戶至少要經(jīng)過一個路由器才能接入這些服務器。在把 IP 地址管理變的更容易的同時，引入了額外的延遲和潛在的性能瓶頸。 一個交換機端口可以手工地配置到某個指定的 VLAN。任何連接到這個端口的設備就和該 VLAN 中的所有其他的交換端口處于同一個廣播域?；诙丝诘? VLAN 的挑戰(zhàn)是每個 VLAN 中有哪些端口的文檔備案。 VLAN 的成員信息并沒有顯示在交換機端口的外面。確定 VLAN 成員不能夠僅僅通過查看交換機物理端口。只有通過查看配置信息 才 可以確定成員。基于協(xié)議的 VLAN 是通過區(qū)分承載數(shù)據(jù)所用的 3 層協(xié)議來確定 VLAN 的成員。然而這需要工作在一個多類型協(xié)議的環(huán)境下，在一個主要以 IP 為基礎網(wǎng)絡，這種方法不是特別實用?；? 端口 的 VLAN 的一個問題是，當一個設備從交換機某個端口移走后，該交換機端口又接入了一個新的設備，新設備會進入原來的那個 VLAN。這將會 限制對財務服務器的接入，不得不重新分配網(wǎng)絡資源?；? MAC 的 VLAN 可以解決上面的這個問題， VLAN 的成員是基于設備的 MAC 地址，而不是交換機的物理端口。如果一個設備從交換機的一個端口移到另外一個，該設備屬于哪一個 VLAN，還是由設備來決定的，用 MAC 地址來確定 VLAN 比較安全但也比較耗費時間。 根據(jù)實際情況我們來選擇相應的 VLAN 技術，對于信息管理學校來講基于端口的 VLAN是比較適用的，因為我們用于教學的終端不會經(jīng)常移動；對于 VLAN 的劃分和數(shù)量我們可以參考上面對 IP 地址的劃分來設計，實踐經(jīng)驗來講，一個 IP地址網(wǎng)段是一個 VLAN，所以根據(jù)地址來劃分相應的 VLAN。 IP地址和 VLAN 結合 一個有效的 IP地址規(guī)劃或 IP地址方案就是在地址資源的效率性和管理的方便性之間找到最佳的平衡點。 按行政隸屬劃分是指按信息節(jié)點的行政隸屬關系將用戶按 學校專業(yè) ,院系 ,進行 IP 地址北京電子科技 職業(yè)學院 16 分配規(guī)劃。由于 學校 的各 專業(yè) ,院系 在地域位置上并不一定集中，但在業(yè)務上要求內(nèi)部通信流量比較大，且需要統(tǒng)一管理，因此我們建議采用行政隸屬的方式劃分 IP 地址段。 按部門規(guī)劃在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡平臺上很難實現(xiàn)。主要是因為傳統(tǒng)的網(wǎng)絡平臺局限于設備的地理位置，無法跨 地域進行靈活規(guī)劃。但現(xiàn)今的網(wǎng)絡平臺都支持虛擬網(wǎng)絡 — VLAN 技術。該技術避開了物理位置的缺陷，可以在邏輯上靈活組網(wǎng)。因此， IP 網(wǎng)段規(guī)劃可以與 VLAN 的劃分相一致。 規(guī)劃每個網(wǎng)段中的信息點數(shù)時，既要考慮到當前 IP 地址資源的充分利用性，又要預留出適當?shù)臄U展余地，同時考慮全局的路由匯聚。因此如果采用私網(wǎng)地址分配 IP，建議每個網(wǎng)段采用 的掩碼，即支持 254 個信息節(jié)點。 從經(jīng)驗角度，通常一個 IP 網(wǎng)段也是一個獨立的 VLAN，也就是一個獨立的廣播域。一個網(wǎng)段內(nèi)的信息節(jié)點數(shù)在 100 200 個時，性能和地址資源的最佳利用較理想，并且將來可擴充到 254 個。同時采用動態(tài)方式 (DHCP) 最為有效方便。 應根據(jù)實際需求 ，在 項目實施前和用戶進行詳細的溝通，撰寫 出 《 IP 和 VLAN 規(guī)劃實施方案》，該方案具有可操作性和可行性 。 STP 協(xié)議規(guī)劃 網(wǎng)絡中的廣播和環(huán)路將導致占用大量的網(wǎng)絡帶寬 ,導致用戶訪問 inter 速度下降 ,訪問內(nèi)部服務器無響應 .降低教學質(zhì)量 . 在本次項目為了更有效的避免網(wǎng)絡產(chǎn)生環(huán)路和廣播 ,將采用 STP 生成樹協(xié)議 .來管理網(wǎng)絡中一些不必要的數(shù)據(jù)泛濫 . 生成樹介紹 生成樹協(xié)議（ SpanningTree Protocol，以下簡稱 STP）是一個用于在局域網(wǎng)中消除環(huán)路的協(xié)議。運行該協(xié)議的交換機通過彼此交互信息而發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中的環(huán)路，并適當對某些端口進行阻塞以消除環(huán)路。由于局域網(wǎng)規(guī)模的不斷增長， STP 已經(jīng)成為了當前最重要的局域網(wǎng)協(xié)議之一。 北京電子科技 職業(yè)學院 17 STP 出現(xiàn)的背景 可能產(chǎn)生如下的兩種情況： 廣播環(huán)路（ Broadcast Loop） 顯然，當 PC A 發(fā)出一個 DMAC 為廣播地址的數(shù)據(jù)幀時，該廣播會被無休止的轉(zhuǎn)發(fā)。 MAC 地址表震蕩（ Bridge Table Flapping） 在圖 1中，即使是單播，也有可能導 致異常。交換機 SW1可以在端口 B上學習到 PC B的 MAC 地址，但是由于 SW2 會將 PC B 發(fā)出的數(shù)據(jù)幀向自己其它的端口轉(zhuǎn)發(fā)，所以 SW1 也可能在端口 A 上學習到 PC B 的 MAC 地址。如此 SW1 會不停的修改自己的 MAC地址表。這樣就引起了 MAC 地址表的抖動（ Flapping）。 生成樹 (STP)的作用 : 在實際的網(wǎng)絡環(huán)境中，物理環(huán)路可以提高網(wǎng)絡的可靠性，當一條物理線路斷掉的時候，另外一條線路仍然可以傳輸數(shù)據(jù)。但是，在交換的網(wǎng)絡中，當交換機接收到一個目的地址未知的數(shù)據(jù)幀時，交換機會將這個數(shù)據(jù)幀廣播出去，這樣，在存在物 理環(huán)路的交換網(wǎng)絡中，就會產(chǎn)生雙向的廣播環(huán)，甚至產(chǎn)生廣播風暴，導致交換機資源耗盡而宕機。這樣就產(chǎn)生了一個矛盾，需要物理環(huán)路來提高網(wǎng)絡的可靠性，而環(huán)路又有可能產(chǎn)生廣播風暴，怎樣才能兩全其美呢？ STP（ Spanning Tree Protocol，生成樹協(xié)議），就是用來解決這個矛盾的。STP 協(xié)議在邏輯上斷開網(wǎng)絡的環(huán)路，防止廣播風暴產(chǎn)生，而一旦正在使用的線路出現(xiàn)故障，被邏輯上斷開的線路又會恢復暢通，繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。 生成樹度量依據(jù)： ID 和 路徑開銷（ PC， Path Cost） 。 北京電子科技 職業(yè)學院 18 ID 又 分為兩種： BID 和 PID。 BID 即 Bridge ID，或稱為橋 ID。 IEEE 標準對這個值的規(guī)定是由 16 位的橋優(yōu)先級（ Bridge Priority）與橋 MAC 地址構成。 BID 橋優(yōu)先級占據(jù)高 16 位，其余的低 48位是 MAC 地址。 在 STP 網(wǎng)絡中，橋 ID 最小的交換機會被選舉為根橋。 路徑開銷（ Path Cost）是一個端口量，反映了 本端口 所連接網(wǎng)絡的開銷。該值越低，表示這個端口連接的網(wǎng)絡 越好。 在一個 STP 網(wǎng)絡中，某端口 到根橋累計的路徑開銷 就是通過所經(jīng)過的各個橋上的各端口的路徑開銷累加而成，這個值 叫做 根路徑開銷（ Root Path Cost） 。 帶寬 STP 路徑開銷 4 Mbps 250 10 Mbps 100 16 Mbps 62 45 Mbps 39 100 Mbps 19 155 Mbps 14 622 Mbps 6 1 Gbps 4 10 Gbps 2 最低 BID:用來選根橋。 STP交換機之間根據(jù)上頁表中所示根橋 BID 字段選擇 北京電子科技 職業(yè)學院 19 最低的 BID:最小的累計根路徑開銷。用來在非根橋上選擇根端口。在根橋上，每個端口到根橋的根路徑開銷都是 0。在接收到 BPDU 后，端口會根據(jù) BPDU 中攜帶的 RPC 加上自己的 PC，計算出自己到根的累計根路徑開銷。 最小發(fā)送者 BID:如上圖，假設 SW2的 BID小于 SW3的 BID，如果在 SW4 的 A、 B 兩個接收到的 BPDU 里面的根路徑開銷相等，那么端口 B 將成為根端口。 最小 PID:只有在如下圖所示的情況下， PID才起到了作用。 SW1 的端口 A的 PID小于端口 B 的 PID。由于兩個端口上收到的 BPDU 中，根路徑開銷、發(fā)送交換機 BID 都相同，所以消除環(huán)路的依據(jù)就剩下 PID 了。 路由協(xié)議規(guī)劃 對一個大網(wǎng)絡來說，選擇一個合適的路由協(xié)議是非常重要的，不恰當?shù)倪x擇有時對網(wǎng)絡是致命的，路由協(xié)議對網(wǎng)絡的穩(wěn)定 高效運行、網(wǎng)絡在拓撲變化時的快速收斂、網(wǎng)絡帶寬的充分有效利用、網(wǎng)絡在故障時的快速恢復、網(wǎng)絡的靈活擴展都有很重要的影響。 目前存在的路由協(xié)議有： RIP(v1amp。v2)、 OSPF、 IGRP、 EIGRP、 ISIS、 BGP 等，根據(jù)路由算法的性質(zhì)，它們可分為兩類：距離矢量 (Distance Vector)協(xié)議 (RIP/IGRP/EIGRP)和連接狀態(tài) (Link State)協(xié)議 (OSPF/ISIS)。 OSPF 和 EIGRP 都是近年來出現(xiàn)的比較好的 動態(tài)路由 協(xié)議， OSPF 以協(xié)議標準化強，支持廠家多，受到廣泛應用，而 EIGRP 協(xié)議由網(wǎng)絡界公認的領先廠商 Cisco 公司發(fā)明，并靠其在業(yè)界的影響力和絕對的市場份額，也受到用戶的普遍認同。 北京電子科技 職業(yè)學院 20 OSPF 協(xié)議簡介 : OSPF 是 Open Shortest Path First（即“開放最短路由優(yōu)先協(xié)議”）的縮寫。它是 IETF組織開發(fā)的一個基于鏈路狀態(tài)的 自治系統(tǒng)內(nèi)部路由協(xié)議。在 IP 網(wǎng)絡上，它通過收集和傳遞自治系統(tǒng)的鏈路狀態(tài)來動態(tài)地發(fā)現(xiàn)并傳播路由。 每一臺運行 OSPF 協(xié)議的路由器總是將本地網(wǎng)絡的連接狀態(tài)，（如可用接口信息、可達鄰居信息等）用 LSA（鏈路狀態(tài)廣播）描述，并廣播到整個自治系統(tǒng)中去。這樣，每臺路由器都收到了自治系統(tǒng)中所有路由器生成的 LSA，這些 LSA 的集合組成了 LSDB（鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫）。由于每一條 LSA 是對一臺路由器周邊網(wǎng)絡拓撲的描述，則整個 LSDB 就是對該自治系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲的真實反映。 根據(jù) LSDB，各路由器運行 SPF(最短路徑優(yōu)先 )算法。構 建一棵以自己為根的最短路徑樹，這棵樹給出了到自治系統(tǒng)中各節(jié)點的路由。在圖論中，“樹”是一種無環(huán)路的連接圖。所以OSPF 計算出的路由也是一種無環(huán)路的路由。 OSPF協(xié)議為了減少自身的開銷，提出了以下概念： DR: 在各類可以多址訪問的網(wǎng)絡中