【正文】 分 VLAN。有四種常見的方法 : ? 根據(jù)端口定義 。 ? 根據(jù) MAC 地址定義 。 ? 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層定義 。 ? 根據(jù) IP 地址定義 1) 根據(jù)端口定義 最初，許多 VLAN 廠商都利用交換機(jī)的端口來劃分 VLAN 成員。被設(shè)定的端口都在同一個廣播域中。例如，一個交換機(jī)的 1， 2， 3， 7， 8 端口被定義為虛擬網(wǎng)A，同一交換機(jī)的 4， 5， 6 端口組成虛擬網(wǎng) B。這樣做允許各端口之間的通訊，并允許共享型網(wǎng)絡(luò)的升級。但遺憾的是，這種劃分模式將虛擬網(wǎng)限制在了一臺交換機(jī)上。 第二代端口 VLAN 技術(shù)允許跨越多個交換機(jī)的多個不同端口劃分 VLAN，不同交換機(jī)上的若干個端口可以組成同一個虛擬網(wǎng)。 交換機(jī) 端口來劃分網(wǎng)絡(luò)成員，其配置過程簡單明了。因此，迄今為止，仍然是最常用的一種方式。但是，這種方式不允許多種 VLAN 方式共享一個物理網(wǎng)段或交換機(jī)端口。而且，更糟糕的是，如果某一個用戶從一個端口所在的虛擬網(wǎng)移動到另一個端口所在的虛擬網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)管理員需要重新進(jìn)行設(shè)置。這對于擁有眾多移動用戶的網(wǎng)絡(luò)來說是不可想象的。 XX 學(xué)院計校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目標(biāo)書 第 15頁 2) 根據(jù) MAC 地址定義 按 MAC 地址定義的 VLAN 有其特有的優(yōu)勢。因為 MAC 地址是捆綁在 網(wǎng)絡(luò)接口卡上的，所以這種形式的虛擬網(wǎng)允許網(wǎng)絡(luò)用戶從一個物理位置移動到另一個物理位置，并且自動保留其所屬虛擬網(wǎng)段的成員身份。同時，這種方式獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的高層協(xié)議 (如 TCP/IP， IP， IPX 等 )。因此，從某種意義上講，利用 MAC 地址定義虛擬網(wǎng)可以看成是一種基于用戶的網(wǎng)絡(luò)劃分手段。 這種方法的一個缺點(diǎn)是所有的用戶必須被明確的分配給一個虛擬網(wǎng)。在這種初始化工作完成之后，對用戶的自動跟蹤才成為可能。然而，在一個擁有成千上萬用戶的大型網(wǎng)絡(luò)中，如果要求管理員將每個用戶都一一劃分到某一個虛擬網(wǎng)，這實在是太困難了。因此，有些 廠商便將這項配置 MAC 地址的復(fù)雜勞動推給了他們的網(wǎng)絡(luò)管理工具。這些網(wǎng)管工具可以根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的使用情況，在 MAC 地址的基礎(chǔ)上自動劃分虛擬網(wǎng)。 3) 基于網(wǎng)絡(luò)層的 VLAN 基于 網(wǎng)絡(luò) 層的虛擬網(wǎng)使用協(xié)議 (如果網(wǎng)絡(luò)中存在多協(xié)議的話 )或網(wǎng)絡(luò)層地址(如 TCP/IP 中的子網(wǎng)段地址 )來確定網(wǎng)絡(luò)成員的劃分。 利用網(wǎng)絡(luò)層定義虛擬網(wǎng)有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢。第一，這種方式可以按傳輸協(xié)議劃分網(wǎng)段。這對于希望針對具體應(yīng)用和服務(wù)來組織用戶的網(wǎng)絡(luò)管理員來說無疑是非常有誘惑力的。其次，用戶可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部自由移動而不用重新配置自己的工作站，尤其是使用 TCP/IP 的朋友們。第三，這種類型的虛擬網(wǎng)可以減少由于協(xié)議轉(zhuǎn)換而造成的網(wǎng)絡(luò)延遲。 當(dāng)然， 缺點(diǎn) 也總是有的。與利用 MAC 地址的形式相比，基于網(wǎng)絡(luò)層的虛擬網(wǎng)需要分析各種協(xié)議的地址格式并進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。因此，使用網(wǎng)絡(luò)層信息來定義虛擬網(wǎng)的交換機(jī)要比使用數(shù)據(jù)鏈路層信息的交換機(jī)在速度上占劣勢。而且，這種差異在絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中都存在。另外，雖然按網(wǎng)絡(luò)層劃分的虛擬網(wǎng)對于使用TCP/IP 協(xié)議的用戶群來說是十分有效的。但是，像 IPX， DEC， AppleTalk 這樣的協(xié)議運(yùn)行在這種虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中似乎就不太合適了。再者，對于某些 無法路由 的協(xié)議，如 NetBIOS，按網(wǎng)絡(luò)層定義虛擬網(wǎng)就更困難了。運(yùn)行不可路由的協(xié)議的工作站是不能被識別的，因此也就不能成為虛擬網(wǎng)的一員。 XX 學(xué)院計校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目標(biāo)書 第 16頁 需要注意的是，雖然這種類型的虛擬網(wǎng)是建立在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上，但交換機(jī)本身并不參與路由工作。當(dāng)一個交換機(jī)捕捉到一個 IP 包，并利用 IP 地址確定其身份時，沒有任何與路由有關(guān)的計算產(chǎn)生。 RIP 以及 OSPF 等路由傳輸協(xié)議也不被采用。交換機(jī)只是作為一個高速網(wǎng)橋，簡單的利用擴(kuò)展樹算法將包轉(zhuǎn)發(fā)給下一個節(jié)點(diǎn)上的交換機(jī)。這樣看來，基于網(wǎng)絡(luò)層的虛擬網(wǎng)之間的連接應(yīng)該看成是一個類似于橋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 4) 根據(jù) IP 廣播組劃分 根據(jù) IP 廣播組定義是指任何屬于同一 IP 廣播組的計算機(jī)都屬于同一虛擬網(wǎng)。這樣的虛擬網(wǎng)是如下建立的 :當(dāng) IP 包廣播到網(wǎng)絡(luò)上時，它將被傳送到一組IP 地址的受托者那里。這組被明確定義的廣播組是在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中動態(tài)生成的。任何一個工作站都有機(jī)會成為某一個廣播組的成員，只要它對該廣播組的廣播確認(rèn)信息給予肯定的回答。所有加入同一個廣播組的工作站被視為同一個虛擬網(wǎng)的成員。然而，他們的這種成員身分可根據(jù)實際需求保留一定的時間。因此，利用IP 廣播域來劃分虛擬網(wǎng)的方法給使用者帶來了巨大的靈活性和可延展性。而且，在這 種方式下，整個網(wǎng)絡(luò)可以非常方便地通過路由器擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。 綜上所述，有 很多 方式可以用來定義虛擬網(wǎng)。每種方法的側(cè)重點(diǎn)不同，所達(dá)到的效果也不盡相同?，F(xiàn)在，許多廠家已經(jīng)開始著手在各自的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中融合眾多定義虛擬網(wǎng)的方法，以便使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠根據(jù)實際情況選擇一種最適合當(dāng)前需要的途徑。例如，一個使用 IP 和 NetBIOS 協(xié)議的單位可以在原有 IP 子網(wǎng)的基礎(chǔ)上定義 IP 虛擬網(wǎng)。而在 IP 網(wǎng)段內(nèi)部又可以通過 MAC 址進(jìn)行虛擬網(wǎng)的進(jìn)一步劃分。另外，在某些情況下，網(wǎng)絡(luò)用戶和網(wǎng)絡(luò)共享資源可以同時屬于多個虛擬網(wǎng) (我們稱之為 交叉虛擬網(wǎng) )。這種實際需求在后面我們將會遇到。 3. 虛擬網(wǎng)間的信息傳遞 交換機(jī)必須有 一種 方式來了解 VLAN 的成員關(guān)系，即哪一個工作站屬于哪一個虛擬網(wǎng)。否則，虛擬網(wǎng)就只能局限在單交換機(jī)的應(yīng)用環(huán)境里了。一般來說，基于數(shù)據(jù)鏈路層的虛擬網(wǎng) (即按端口和 MAC 地址劃分的 VLAN)，其成員是以直接的形式與其它成員聯(lián)系的。而基于 IP 的虛擬網(wǎng)成員之間是利用 IP 地址以間接的方式相互聯(lián)系的。絕大多數(shù)利用網(wǎng)絡(luò)層劃分虛擬網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，其工作方式均屬于XX 學(xué)院計校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目標(biāo)書 第 17頁 后一種。 現(xiàn)在，拋開 ATM 主干網(wǎng)不談，已經(jīng)有三種方式被用來實現(xiàn) VLAN 之間的通訊 : ? 列表支持 方式 (TableMaintenance)。 ? 幀標(biāo)簽方式 (FrameTagging)。 ? TDM(TimeDivisionMultiplexing，時分復(fù)用 )方式。 1） 交換機(jī)列表支持方式 這種方式是按如下步驟工作的 :當(dāng)工作站第一次在網(wǎng)絡(luò)上廣播其存在時，交換機(jī)就在自己內(nèi)置的地址列表中將工作站的 MAC 地址或交換機(jī)的端口號與所屬虛擬網(wǎng)一一對應(yīng)起來，并不斷的向其它交換機(jī)廣播。如果工作站的虛擬網(wǎng)成員身分改變了，交換機(jī)中的地址列表將由網(wǎng)絡(luò)管理員在控制臺上手動修改。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)充，大量用來升級交換機(jī)地址列表的廣播信息將導(dǎo) 致主干網(wǎng)路上的擁塞。因此，這種方式并不太普及。 2）幀標(biāo)簽方式 在這種形式下，每個數(shù)據(jù)包都在包頭位置上插入了一個標(biāo)簽以顯示該數(shù)據(jù)幀屬于哪個虛擬網(wǎng)。不同廠家的標(biāo)簽長度是不一樣的。有時，一個數(shù)據(jù)包加上標(biāo)簽后的長度甚至超過了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所能處理的極限。另一個問題是，由于標(biāo)簽的存在，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載加重了。 3） TDM 方式 TDM 在虛擬網(wǎng)上的實現(xiàn)方式與它在廣域網(wǎng)上的實現(xiàn)方式非常類似。在這里，每個虛擬網(wǎng)都將擁有自己的網(wǎng)絡(luò)通路。這樣，在一定程度上避免了前兩者方式中所遇到的問題。但另一方面，屬于某一個虛擬網(wǎng)的時間片斷只能被該虛擬網(wǎng)的 成員使用。所以，仍然有很多帶寬被浪費(fèi)了。 現(xiàn)在， 非常 流行的 ATM 網(wǎng)絡(luò)也允許內(nèi)部的兩個交換機(jī)之間交換虛擬網(wǎng)信息。與上述三種方式都不同的是， ATM 使用一種被稱作 LANE(LANEmulation，局域網(wǎng)仿真 )的技術(shù)來實現(xiàn)這項功能。 4. 虛擬網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn) XX 學(xué)院計校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目標(biāo)書 第 18頁 迄今為止，業(yè)界已經(jīng)通過了兩種 VLAN 標(biāo)準(zhǔn)。 1) 標(biāo)準(zhǔn) 2) 5. 虛擬網(wǎng)的優(yōu)勢 1) 減少因網(wǎng)絡(luò)成員變化所帶來的開銷 2) 虛擬工作組 使用虛擬網(wǎng)的另一個目的是建立虛擬工作組模型。當(dāng)企業(yè)級的虛擬網(wǎng)建成之后，某一部門或分支結(jié)構(gòu)的職員可以在虛擬工作組模式下共享同一個“ 局域網(wǎng)”。這樣，絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)流量都限制在 VLAN 廣播域內(nèi)部了。當(dāng)部門內(nèi)的某一個成員移動到另一個網(wǎng)絡(luò)位置上時，他所使用工作站不需要作任何改動。相反，一個用戶根本不用移動他的工作站就可以調(diào)整到另一個部門去。管理員只需要在控制臺上簡單的敲兩個鍵或挪動一下鼠標(biāo)就可以了。 VLAN 的這種功能使人們以前曾設(shè)想過的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)成為了可能，并在一定程度上大大推動了交叉工作組的形成。那么，究竟什么是虛擬工作組呢 ?對一個學(xué)校而言，經(jīng)常會針對某一個具體的科研項目臨時組建一個由各個部門的人員組成的工作小組。他們可能來自教學(xué)部 門，行政部門等等。有了虛擬網(wǎng)，小組內(nèi)的成員不用再集中到一個辦公室里了。他們只要坐在自己的計算機(jī)旁就可以了解到其他伙伴們的研究情況。另外，虛擬網(wǎng)為我們帶來了巨大的靈活性。當(dāng)有實際需要時，一個虛擬工作組可以應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)項目結(jié)束后，虛擬工作組又可以隨這消失。這樣，無論是對無論用戶還是對網(wǎng)絡(luò)管理員來說， VLAN 都是再誘人不過了。 3) 減少了路由器的使用 交 換 機(jī)的出現(xiàn)大大動搖了路由器在網(wǎng)絡(luò)中的地位。新型的交換機(jī)集高速網(wǎng)橋和高性能路由于一身。其增長勢頭遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的路由器。即使是路由器生產(chǎn)廠商現(xiàn)在也開始抱有這樣一種觀 點(diǎn) :Switch when you can， router can， router when you must。 但另一方面，雖然交換機(jī)能夠在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上為關(guān)鍵用戶提供卓越的功能，但在短時間內(nèi)，交換機(jī)仍然和網(wǎng)橋一樣，無法過濾局域網(wǎng)內(nèi)的廣播信息。它只是簡單的將廣播信息進(jìn)行復(fù)制，然后分發(fā)給各個端口。這樣做經(jīng)常XX 學(xué)院計校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目標(biāo)書 第 19頁 會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)上的 交通 擁擠不堪，使交換機(jī)所帶來的高帶寬大打折扣。因此，用戶不得不使用路由器將本網(wǎng)段和其它網(wǎng)段隔離開。路由器的作用就象是一個針對廣播信息的防火墻。由此看來，交換機(jī)本身是不會讓用戶拋棄路由器的。 使用虛擬網(wǎng)的一個優(yōu)勢就是支持虛擬網(wǎng)的交換機(jī)可以在沒有路由器的情況下很好的控制廣播流量。在 VLAN 中，從服務(wù)器到客戶端的廣播信息只會在連接本虛擬網(wǎng)客戶機(jī)的交換機(jī)端口上被復(fù)制，而在其它端口上，廣播信息終止了。只有那些需要跨越虛擬網(wǎng)的數(shù)據(jù)包才會穿過路由器。在這種工作方式下，交換機(jī)事實上扮演的是路由器的角色 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計思路 建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)，關(guān)心的問題主要集中在容量、控制、可靠和管理等方面。在解決好以上問題的前提下，價格成為一個非常敏感的問題。由于千兆網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)改變了人們的看法。尤其對校園網(wǎng)而言，千兆以太網(wǎng)更成為 主干技術(shù)的首選。 1) 保護(hù)投資方面 ：千兆以太網(wǎng)可以和現(xiàn)有的占據(jù)市場 80%的以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)無縫的、不用犧牲效率的融合。 2) 帶寬方面 ：千兆以太網(wǎng)的半雙工帶寬為 1000Mbps，全雙工帶寬為2022Mbps，目前還可以通過 Trunk 技術(shù)將多個千兆以太網(wǎng)端口捆綁形成以太網(wǎng)通道，使主干帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 ATM。 3) 服務(wù)質(zhì)量方面 ：通過 ， RSVP 等協(xié)議，在局域網(wǎng)上實現(xiàn)了 CoS和動態(tài) VLAN 劃分。在局域網(wǎng)上 COS 服務(wù)分類和高帶寬組合基本實現(xiàn)了 QOS。 4) 可靠性和可管理性方面 ：通過鏈路通道、設(shè)備冗余等技術(shù)，保證網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。通過網(wǎng)管中心或基于瀏覽器方式，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的基于策略的管理。 5) 價格方面 ：千兆以太網(wǎng)和 ATM 相比具有明顯的價格優(yōu)勢，而且千兆以太網(wǎng)的價格下降非?？?。 6) 易用性方面 ：由于千兆以太網(wǎng)和以太網(wǎng)在鏈路層以上完全一致，所以用戶幾乎不用學(xué)習(xí)新的知識就可以使用。 XX 學(xué)院計校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目標(biāo)書 第 20頁 縱上所述，針對 XX 學(xué)院的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，設(shè)計思路如下 ： 采用千兆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建整個 XX 學(xué)院的園區(qū)主干網(wǎng)；采用快速以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建接入網(wǎng)，并實現(xiàn) 10/100M 交換到桌面。 （以太網(wǎng)是目前最為流行，也是應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，一般情況，都采用上面所說的組網(wǎng)方式 ） 計算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)路線分析 近年來，隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機(jī)信息處理技術(shù)也經(jīng)歷了巨大的發(fā)展變化，數(shù)據(jù)處理能力大幅度提高，技術(shù)不斷創(chuàng)新并得到利用。 應(yīng)用對計算機(jī)系統(tǒng)的要求 目前，從應(yīng)用角度看，計算機(jī)仍然可以分為大型計算機(jī) (包括巨型機(jī) )、小型計算機(jī)和微機(jī)。大型機(jī)通常用于大量的科學(xué)計算環(huán)境；小型機(jī)所包含的含義較廣，一般指性能在一定指標(biāo)以上的計算機(jī)；微機(jī)通常指以微處理器作為 CPU 的機(jī)器，一般也將個人計算機(jī) (Personal Computer， PC)稱為微機(jī)，本文中的微機(jī)即指 PC。 對實際應(yīng)用系統(tǒng)而言，計算機(jī) 系統(tǒng)除了性能或者說運(yùn)算速度上的問題外，還有其它方面的需要： ? 性能 一臺計算機(jī)從組成上包括中央處理器 (CPU)、內(nèi)部存儲器、總線、外部設(shè)備等部分。計算機(jī)的運(yùn)算速度和處理能力也是由多個部分的性能和總體設(shè)計決定的。 CPU 是計算機(jī)運(yùn)算的核心部件，目前從發(fā)展來看以 CISC 設(shè)計的 CPU 也趨向于使用并行、多分支預(yù)測等技術(shù)。在技術(shù)發(fā)展上， CISC 與 RISC 逐漸趨向于一致。由于 CPU 的發(fā)展受到半導(dǎo)體技術(shù)、主頻等制約，計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也使用了多處理器、分布處理等技術(shù)。 總線是計算機(jī)在運(yùn)算時的數(shù)據(jù)通道，因此總線速度也是計算機(jī)性 能發(fā)揮的關(guān)鍵?？偩€包括內(nèi)部總線和外部總線，內(nèi)部總線可以理解為 CPU 到內(nèi)存之間的通道，外部總線為計算機(jī)內(nèi)核到外設(shè)之間的通道。受價格因素