【正文】 科學(xué)靈活的運用局域網(wǎng)的理論和技術(shù)來規(guī)劃、設(shè)計、管理局域網(wǎng)是 網(wǎng)管人員需要研究的內(nèi)容。局域網(wǎng)作為一種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上基本符合 OSI模型，該網(wǎng)絡(luò)采用 TCP/IP技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和處理功能。 后繼標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE ，其傳送速度為 54Mbit/s。實際上 WiFi是無線局域網(wǎng)聯(lián)盟（ WLANA）的 一個商標(biāo)，該商標(biāo)僅保障使用該商標(biāo)的商品互相之間可以合作，與標(biāo)準(zhǔn)本身實際上沒有關(guān)系。 IEEE ，也是普及最廣的標(biāo)準(zhǔn)。 。 12條不相互重疊的頻道， 8條用于室內(nèi)， 4條用于點對點傳輸。 采用了與原始標(biāo)準(zhǔn)相同的核心協(xié)議，工作頻率為 5GHz， 使用 52個正交頻分多路復(fù)用副載波，最大原始數(shù)據(jù)傳輸率為 54Mb/s，這達(dá)到了現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)中等吞吐量 (20Mb/s)的要求。 1999年工業(yè)界成立了 WiFi聯(lián)盟，致力解決符合。 1999年加上了兩個補充版本 : 5GHz ISM頻段上的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá) 54Mbit/s的物理層， 速率高達(dá) 11Mbit/s的物理層。物理層定義了工作在 ISM頻段上的兩種 無線調(diào)頻方式和一種紅外傳輸?shù)姆绞剑倲?shù)據(jù)傳輸速率設(shè)計為 2Mbit/s。在這種情況下， SW2和 SW4之間鋪設(shè)的光纖將不承載任何流量，所有 SW2和SW4之間的業(yè)務(wù)流量都將經(jīng)過 SW1和 SW3轉(zhuǎn)發(fā)，增加了其他幾條鏈路的負(fù)擔(dān)。 第三點缺陷：當(dāng)鏈路被阻塞后將不承載任何流量，造成了帶寬的極大浪費，這在環(huán) 行城域網(wǎng)的情況下比較明顯。 假設(shè) SW1是根橋，實線鏈路是 VLAN 10，虛線鏈路是 Trunk鏈路，Trunk了 VLAN 10和 VLAN 20。在網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)對稱的情況下，單生成樹也沒什么大礙。 第一點缺陷：由于整個交換網(wǎng)絡(luò)只有一棵生成樹，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較大的時候會導(dǎo)致 較長的收斂時間，拓?fù)涓淖兊挠绊懨嬉草^大。為了支持這些改進(jìn)， BPDU的格式做了一些修改，但 RSTP協(xié)議仍然向下兼容 STP協(xié)議，可以混合組網(wǎng)。 由于網(wǎng)橋無法知道端口是否是直接與終端相連，所以需要人工配 置。 第三點改進(jìn)：直接與終端相連而不是把其他網(wǎng)橋相連的端口定義為邊緣端口 （ Edge Port）。 第二點改進(jìn)：在只連接了兩個交換端口的點對點鏈路中，指定端口只需與下游網(wǎng)橋 進(jìn)行一次握手就可以無時延地進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。 圖 2所有網(wǎng)橋都運行 RSTP協(xié)議， SW1是根橋，假設(shè) SW2的端口 1是根端口，端口 2將能夠識別這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，成為根端口的替換端口，進(jìn)入阻塞狀態(tài)。在 IEEE 快速生成樹協(xié)議 RSTP（ Rapid Spanning Tree Protocol） 。 例一、 Sender’bridge ID ： SWC SWD SWB SWA 10Mb/s 10Mb/s 10Mb/s 10Mb/s fa24 fa1 例二、 Sender’port ID ： SWC SWD SWB SWA 10Mb/s 10Mb/s 10Mb/s 10Mb/s fa24 fa1 10Mb/s fa2 fa23 例三、本機(jī) port ID ： SWC SWD SWA 10Mb/s 10Mb/s 10Mb/s 10Mb/s fa24 fa1 fa2 fa2 fa1 SWB 快速生成樹協(xié)議 當(dāng)拓?fù)浒l(fā)生變化，收斂時間需要 50秒。但是實際情況要比上例復(fù)雜的多，在建立生成樹時，除了要考慮路徑開銷外，還要考慮 Sender’bridge ID 、Sender’port ID、本機(jī) port ID。 到此生成樹建立起來，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到正常轉(zhuǎn)發(fā)工作狀態(tài)。不同帶寬的路徑開銷如下表所示： 帶 寬 IEEE IEEE 10Mb/s 100 2,000,000 100Mb/s 19 200,000 1000Mb/s 4 20,000 依據(jù)上表進(jìn)行計算：我們得到以下結(jié)果： SW2經(jīng) 100Mb/s鏈路到達(dá)根交換機(jī)的開銷是 19； SW2經(jīng) SW3到達(dá)根交換機(jī)的開銷是 4+4=8； 兩者比較得出結(jié)論 SW2經(jīng) SW3到達(dá)根交換機(jī)所花費的開銷低于經(jīng) 100Mb/s的開銷，所以 SW2經(jīng) SW3到達(dá) SW1，并且 SW2上的 2端口變?yōu)樽枞麪顟B(tài)， 1端口根端口，進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。如上交換機(jī) SW1將成為根交換機(jī)，其所有端口都為指定端口，進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)； 接下來，其他交換機(jī)將選擇一條最優(yōu)鏈路作為其連接根交換的路徑，相應(yīng)的端口成為根端口。根交換機(jī)的選取依據(jù)該交換機(jī) Bridge ID，即該交換機(jī)的橋 ID，橋 ID最小的交換機(jī)成為根交換機(jī)。 這也正是 STP協(xié)議工作的步驟。指定交換機(jī)和邊緣 LAN相連的端口被稱為指定端口（ Designated Port）； 被確定為根端口和指定端口的端口進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)（ Forwarding） 。如果收到比自己優(yōu)先級低的 BPDU，交換機(jī)就丟棄該信息。這些信息單元被稱為 橋接協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ Bridge Protocol Data Unit） 。而構(gòu)造這棵樹的算法叫做 生成樹算法 SPA（ Spanning tree Algorithm） 。 生成樹協(xié)議 生成樹協(xié)議 STP（ Spanning Tree Protocol ） 大家都知道樹形結(jié)構(gòu)不具有環(huán)路，如果在保持節(jié)點間相對關(guān)系的前提下，將網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂邢嗤瑪?shù)目節(jié)點的樹形結(jié)構(gòu)，這樣既可以去掉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的環(huán)路，也能保證所有節(jié)點間的通訊。它的發(fā)展經(jīng)歷了三代，而每一代都有相對應(yīng)的協(xié)議，我們通常所講的生成樹協(xié)議是指 。通過這種方法就可以實現(xiàn)鏈路冗余，也可以消滅由于網(wǎng)絡(luò)中未知環(huán)路所帶來的性能問題。這不僅保證了網(wǎng)絡(luò)中的帶寬可以被有效的利用，而且進(jìn)一步地加強了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。 鏈路聚合 網(wǎng)絡(luò)中非人為原因構(gòu)成的環(huán)路不僅帶來了網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴這類困擾網(wǎng)絡(luò)性能的問題，它也是阻礙通過鏈路冗余提高網(wǎng)絡(luò)可靠性的障礙。這種改向速度很快，當(dāng)交換機(jī)得知媒體訪問控制地址已經(jīng)被自動地從一個鏈路端口重新分配到同一鏈路中的另一個端口時，改向就被觸發(fā)。 這項鏈路聚合標(biāo)準(zhǔn)在點到點鏈路上提供了固有的、自動的冗余性。關(guān)鍵任務(wù)交換機(jī)鏈路和服務(wù)器連接必須既具有強大的功能又值得信賴。 。聚合在一起的鏈路可以在一條單一邏輯鏈路上組合使用上述傳輸速度，這就使用戶在交換機(jī)之間有一個千兆端口以及 3或 4個 100Mbps端口時有更多的選擇，可以以負(fù)擔(dān)得起的方式逐漸增加帶寬。制訂于 1999年年中的 標(biāo)準(zhǔn)定義了如何將兩個以上的千兆以太網(wǎng)連接組合起來為高帶寬網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)負(fù)載共享、負(fù)載平衡。當(dāng)某個鏈路無法工作時其它鏈路不受影響，只是帶寬有所降低并不會導(dǎo)致設(shè)備間無法通訊。 六、交換網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路 鏈路聚合 生成樹協(xié)議 快速生成樹協(xié)議 局域網(wǎng)的交換機(jī)間、交換機(jī)與服務(wù)器間進(jìn)行通訊時要求很高的帶寬，同時也需要更高的容錯能力。就可以實現(xiàn)跨 VLAN通信。三層交換機(jī)是具有路有功能的交換機(jī)，在其上實現(xiàn)二層 VLAN的同時，可以開啟三層路由功能，在同一臺設(shè)備上通過路由功能實現(xiàn)跨 VLAN數(shù)據(jù)通訊。 在利用路由器實現(xiàn) VLAN間通訊時，可以將屬于不同 VLAN的端口連接在路由器上實現(xiàn) VLAN間通訊，但是每個 VLAN都要求有一個端口連接在路由器上，雖然在組建上很簡單，卻造成了大量的端口浪費，提高了網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的成本，因為路由器的端口是很有限的，并且多端口路由器價格昂貴；也可以通過將交換機(jī)的一個端口連接到路由器上，在將這個接口設(shè)置為干道模式（ Trunk模式）的情況下，在這個端口上設(shè)置子接口（ Subinterface）并為每個子接口，配置 IP地址并將其作為相應(yīng)VLAN中主機(jī)的網(wǎng)關(guān)，這樣就可以利用 SVI實現(xiàn)路由功能。一種是利用路由器來實現(xiàn)；另一種是利用三層交換機(jī)實現(xiàn)，但是無論哪兒中方式本質(zhì)上都是通過第三層的路由功能實現(xiàn)的。每一個 VLAN相當(dāng)于一個獨立局域網(wǎng)，因此要想實現(xiàn)跨 VLAN通訊實際上就是實現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)通訊。 注：數(shù)據(jù)幀并不是在所有情況下都在從端口進(jìn)入交換機(jī)時加入 TAG，但是可以根據(jù)它所最初通過的端口的 VID來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而數(shù)據(jù)幀在通過 Trunk模式的端口時一定會被加入 TAG（除 UNTAG幀），用于在另一臺交換機(jī)上識別該幀的所屬 VLAN。因而每個 VLAN好似獨立的局域網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)幀進(jìn)入交換機(jī)端口的時候，數(shù)據(jù)幀中被加入表示 VLAN的 VID，只有在數(shù)據(jù)幀在進(jìn)入目標(biāo)端口后，標(biāo)示才會被取掉。 VLAN的端口之間通信成為可能。不是同一組的成員間無法直接跨 VLAN通訊，必須通過三層設(shè)備進(jìn)行通訊（路由器或三層交換機(jī)）。在二層交換機(jī)上對端口進(jìn)行劃分，將端口劃分到不同的 VLAN中。 VLAN通訊（以基于端口的 VLAN為例） VLAN通訊分為 VLAN內(nèi)通訊和 VLAN間通訊。 基于策略的 VLAN 基于策略的 VLAN的劃分是一種比較有效而直接的方式。這種方法的優(yōu)點是不需要在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或終端發(fā)生物理位置變化時對 VLAN進(jìn)行重新設(shè)置，但是由于需要查看 IP地址，因此消耗了更多的處理時間。這種劃分方法最大的優(yōu)點是當(dāng)用戶的位置發(fā)生變化時，不需要對 VLAN進(jìn)行重新配置；缺點是在 VLAN的創(chuàng)建過程中需要對所有用