關于企業(yè)局域網(wǎng)VLAN設計的研究

【摘要】隨著網(wǎng)絡技術新系統(tǒng)，組建企業(yè)內部網(wǎng)絡已經(jīng)是企業(yè)必不可少的一部分，建立高速，穩(wěn)定，安全，智能的辦公網(wǎng)絡，是組建中小型企業(yè)局域網(wǎng)的核心。因此，采用虛擬網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)更加完善的網(wǎng)絡資源功能;采用各種類服務器，搭建網(wǎng)絡;采用高性能全交換線路;采用漏洞掃描系統(tǒng)、硬件的防火墻等安全體系構架設計中采用虛擬局域網(wǎng)來隔離不同部門，以達到增強企業(yè)網(wǎng)絡安全性的目的;通過劃分虛擬局域網(wǎng)，隔離不同部門，可以增強企業(yè)網(wǎng)絡安全性，網(wǎng)絡組播技術可使企業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)能承載多種應用的多媒體網(wǎng)絡，如網(wǎng)絡點播和網(wǎng)絡會議，更好的進行網(wǎng)絡辦公。而本文即對企業(yè)虛擬局域網(wǎng)的構建進行論述，進一步闡述了虛擬局域網(wǎng)技術在現(xiàn)今的企業(yè)局域網(wǎng)中的重要性。

【關鍵詞】 VLAN;MAC;ATM;單播;組播

1.引言

劃分虛擬局域網(wǎng)是整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的重要技術之一。企業(yè)網(wǎng)絡內部的環(huán)境復雜、分布區(qū)域廣、網(wǎng)絡用戶多，以至于企業(yè)內部網(wǎng)絡用戶的可靠性得不到完全的保證。通過劃分虛擬局域網(wǎng)，隔離不同部門，可以增強企業(yè)網(wǎng)絡安全性，本文將詳細論述虛擬局域網(wǎng)的技術及在網(wǎng)絡系統(tǒng)中的必要性和設計方案。

2.VLAN方案設計

目前，VLAN技術可以使用以下方式組建：基于交換機端口的VLAN、基于MAC地址的VLAN和基于應用協(xié)議的VLAN：

基于端口的VLAN，即靜態(tài)VLAN，特點是技術簡單，容易配置且維護工作量小，缺點是終端設備移動時需要更改設備配置。

基于MAC地址的VLAN，即動態(tài)VLAN，基于Vlan策略服務組建，特點是終端設備可以在整個局域網(wǎng)中移動而不用改變配置，適合于移動辦公型的網(wǎng)絡環(huán)境，缺點是配置工作量大、繁瑣。

由于交換機為二層設備，所以基于應用協(xié)議的VLAN對于交換機來說沒有任何意義，反而會造成交換機性能的下降。

考慮到本系統(tǒng)的特點，節(jié)點在網(wǎng)絡中內移動的可能性較小，基于易維護、易管理方面的考慮，使用基于交換機端口的VLAN進行配置。各個VLAN間由ACL控制，限制互訪。其中VLAN10～31為部門VLAN，禁止互訪，VLAN 51為文件服務器區(qū)，能被任何部門訪問，VLAN 52為網(wǎng)管區(qū)，能單向訪問各個部門。

3" 第三層交換技術設計方案

第三層交換器就是將第二層的交換器與第三層的路由器合二為一，使路由器根據(jù)第二層的地址轉發(fā)數(shù)據(jù)包以達到快速通訊，這就形成了第三層交換器。

第三層交換出現(xiàn)因于ATM與交換器的技術背景，因為傳統(tǒng)的網(wǎng)絡是由路由器作為中心的。使用第二層交換器使網(wǎng)絡速度提升，可是在網(wǎng)絡中使用過多的交換器，所有交換器所架構的網(wǎng)絡可能會形成廣播風暴，所以需要路由器來隔離可能會形成的廣播風暴，為了使路由器不會形成網(wǎng)絡的瓶頸，就形成了第三層交換。VLAN將廣播域進行分割，但透過VLAN進行通訊則必須通過路由器進行轉發(fā)。所有核心層交換機均為三層交換，可手動打開 ip routing。

4" IP multicast技術方案設計

傳統(tǒng)的點對點單播通信，在發(fā)送方和每一接收方需要單獨的數(shù)據(jù)通道。在這種通信方式下，源IP主機向指定的目標IP主機發(fā)送信息包。IP信息包中的目標地址就是IP網(wǎng)絡中惟一的主機地址。從一臺主機送出的每個數(shù)據(jù)包只能傳送給一個目標主機，通過路由器或交換機將這些IP信息包從源主機發(fā)送到目標主機。在源主機和目標主機之間的路徑上的每一個路由器都維護由單播路由協(xié)議生成的單播路由信息庫，并根據(jù)數(shù)據(jù)包中的IP目標地址在單播路由信息庫中查找單播包轉發(fā)路徑。在單播方式下，如果有另外的多個用戶希望同時獲得這個數(shù)據(jù)包的拷貝是不可能的。發(fā)送信息的主機必須向每個希望接收此數(shù)據(jù)包的用戶發(fā)送一份單獨的數(shù)據(jù)包拷貝。這種巨大的冗余會帶來很大的代價，首先，會給發(fā)送數(shù)據(jù)的源主機帶來沉重的負擔，因為它必須對每個要求都做出響應，這使得負擔過于沉重主機的響應會大大延長。其次對路由器和交換機的性能也提出了更高的要求，管理人員被迫購買本來不必要的硬件和帶寬來保證一定的服務質量。

組播路由與IP單播路由有一個本質的區(qū)別就是，IP單播路由是根據(jù)網(wǎng)絡的拓撲結構而不是實際的會話來建立路徑，而IP組播路由則是根據(jù)網(wǎng)絡的會話來動態(tài)地建立投遞路徑;因此，IP組播路由比IP單播路由更具有動態(tài)性。

關于組播路由設計，可在企業(yè)網(wǎng)絡核心交換機和匯聚交換機上運行PIM-DM組播協(xié)議對業(yè)務及服務進行支持，并提供優(yōu)秀的可擴展性;在邊緣交換機上運行IGMP Snooping組播管理協(xié)議對業(yè)務及服務進行支持。

用戶通過運行組播客戶端軟件的PC運行IGMP協(xié)議，用戶可通過IGMP協(xié)議加入某個組播組，建立成員關系。對于組播業(yè)務的具體實施及管理需根據(jù)不同的業(yè)務類型及廠家提供設備的特點具體進行分析。目前經(jīng)常被采用的稀疏分布模型的域內組播路由協(xié)議是PIM-SM，因此，使用PIM-SM作為域內組播路由協(xié)議。

每個部門VLAN劃入一個多播地址：

Vlan10：224.1.1.1"""""""" Vlan11：224.1.1.2

Vlan20：224.1.1.3"""""""" Vlan21：224.1.1.4

Vlan30：224.1.1.5"""""""" Vlan31：224.1.1.6

在核心交換機和PIX上啟用多播，命令如下：

ip multicast-routing

int interface #

ip pim sparse-dense-mode

ip igmp join-group 224.1.1.X

配置PIX為RP的命令如下：

ip pim send-rp-announce Loopback0 scope 3 group-list 50

ip pim send-rp-discovery Loopback0 scope 3

access-list 50 permit 224.1.1.1

access-list 50 permit 224.1.1.2

access-list 50 permit 224.1.1.3

access-list 50 permit 224.1.1.4

access-list 50 permit 224.1.1.5

access-list 50 permit 224.1.1.6

ip pim rp-address 3.3.3.3

根據(jù)企業(yè)的實際情況，總結出一個健全的企業(yè)局域網(wǎng)計算機網(wǎng)絡，應當具備如下需求：

企業(yè)VLAN構建，其優(yōu)越性遠遠超出傳統(tǒng)LAN的構建，本文又通過對第三層交換技術和基于第三層交換技術進一步闡述了虛擬局域網(wǎng)的優(yōu)勢，而在企業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)中，為了體現(xiàn)經(jīng)濟實用可靠性，易采用交換式以太網(wǎng)方案，并采用內部IP地址。網(wǎng)絡采用兩極交換結構，中心交換機采用三層交換機，構成千兆主干，中心交換機應留有插槽便于擴展，光纖端口依實際應用提供，電源應有冗余;每個分配線間各放置若干臺24口交換機作為二級交換機，用千兆光纖口用于上連，可以為用戶提供交換式100Mbps帶寬，彼此間采用堆疊連接。是為入住企業(yè)的單位提供寬帶國際互聯(lián)網(wǎng)絡接入服務、內部網(wǎng)絡通訊平臺、計算機應用服務的綜合性專用計算機數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。

參考文獻：

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[3]苗鳳君.《局域網(wǎng)技術與組網(wǎng)工程》清華大學出版社.2010年2月

[4]《邊用邊學——局域網(wǎng)組建與維護（配光盤）》，清華大學出版社，2009年3月