在计算机网络系统方面,VLAN通信技术(一)
最后更新：2021-10-22 05:04:20 手机定位技术交流文章
一. 为什么是VLAN?
这是2011年埃及抗争特别报导的一部分。
VLAN(虚拟局域网),又称“虚拟局域网”,是一个小于几台家用电脑或多达数百台电脑的网络。 VLAN是指由路由器分割的网络,即广播域网。
让我们再复读一下广播域域的想法。 广播域是指广播框架( MAC 的所有目标地址为 1 ) 可以发送的程度, 即它可以直接传送的程度。 从技术上讲, 目标未知的多播框架和未知Uncast框架可以在与广播框架相同的广播区自由移动。
第二级开关可能创造了一个单一的广播域,但利用VLAN能力,它本可以将网络分成许多广播域。
这篇文章是我们2011年埃及抗议活动特别报导的一部分。
那么,为什么我们需要将空气空间分开?因为如果只有一个广播区,它可能会影响整个网络的传输性能。更多信息,请见所附图表。
在图中,由五个二级开关组成的网络(交换器1-5)连接了大量客户机构。假设计算机A目前需要与计算机B互动。在基于以太网的通信中,目标MAC地址必须在数据框中提供,以便正确沟通,因此计算机A必须首先广播“ARP请求”信息,以获取计算机B的MAC地址。
交换台1接收广播框架(ARP请求)并将其发送到所有港口,但接收港口除外,即Flooding.Switch 2将获得广播框架,Flood.Switch 3、4、5和6也将获得Flood.Switches 3、4、5和6也将同样Flood.ARP的请求最终将传送给同一网络的所有用户。
我提请你注意,美国退休人员协会的这项请求最初是为了获得计算机B的MAC地址。 换句话说,如果计算机B得到,一切都会好起来。 但是,数据框架在网络上旅行,导致所有计算机都接收。 因此,虽然广播信息使用网络的总体带宽,但接收广播信息的计算机也需要一些CPU时间处理。
这个项目是我们2011年埃及抗议活动特别报导的一部分。
当你读到这个,你会想, “真的有那么常见吗?”
答案是肯定的!事实上,广播框架会经常出现,当使用TCP/IP站站时,除了以前的ARP之外,可能还需要传送许多其他形式的广播信息,如DHCP和RIP。
当客户从DHCP服务器上请求IP地址时,需要DHCP广播。 当RIP被用作路线协议时,路线信息每30秒向其他相邻路由器广播一次。 RIP的替代路线使用许多线路信息传输,这些传输也由总机(Floooding)传输。 (Windows XP除外...)
无论如何,无线电就在我们旁边,这里是一些普通的无线电通讯:
ARP 请求:在IP地址和MAC地址之间绘制地图。
路线协定,RIP。
DHCP: 允许自动指定IP地址的合同。
NetBEUI:Windows使用的网络协议。
Novell Netware的网络协议
Apple Talk是专为Macintosh电脑设计的网络协议。
如果整个网络只有一个广播区,那么当播放广播信息时,它会传播到整个网络,对网络主机造成额外负担。 因此,在建设局域网的同时,必须考虑广播域网如何有效地分割。
这篇文章是我们对埃及2011年抗议的特别报道的一部分。 4 VLANs的必要性和广播领域的分散化。
当广播区域被分割时,通常需要使用路由器,路由器上的网络接口(局域网接口)可以分割广播区域。
然而,路由器通常有1至4个网络接口。 随着宽带接入的发展,宽带路由器(或IP共享器)越来越受欢迎,但必须指出,尽管它们有多个(通常4或5个)连接局域网的网络港口,但它们是路由器的内部开关,没有分割广播区。
此外,如果广播区被路由器隔开,可以分割的部分数量完全取决于路由器的网络接口数量,使用户无法根据实际需求自由分割广播区。
第二层开关与路由器不同,通常有许多网络接口,因此,如果利用网络接口分割广播区,应用自由肯定会大大增加。
VLAN是用于在二级总机上分离广播区的技术。 通过使用VLAN,我们可以自由设计广播区的组成,提高网络设计的灵活性。
二. 落实 VLAN的方法
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当我们确定为什么需要VLAN时, 我们会看看VLAN是如何使用 将广播区分开的。
首先,在没有VLAN的二级总机上,任何广播框架都发送到接收港口(Flooding)以外的所有港口,例如,计算机A向2、3和4港口发送广播信息。
如果在总机上设立两个红色和蓝色VLAN,同时将1、2号港设在红色VLAN和3、4号港设在蓝色VLAN,如果从A发送一个广播框架,总机只将它传送到属于一个VLAN的其他港口,即红色VLAN,而不是蓝色VLAN。
同样,C只将广播信息传送给其他蓝色VLAN港口,而不是红色VLAN港口。
VLAN限制广播框架的传输,从而将广播区域分隔开来。 为了方便起见,不同的VLAN以红色和蓝色标出,实际上它们被“VLAN ID”识别。
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换句话说,VLAN可能被认为是许多交换器转换的逻辑分割。 在总机上创建两个红色和蓝色的VLAN,也可以被认为是用红色和蓝色的和虚拟的交换器取代开关。
当在红色和蓝色VLAN之外添加一个新的 VLAN时,似乎已经安装了一个新的开关。
然而,VLAN创造的逻辑交换并不相干,因此,如果VLAN安装在总机上,未经进一步处理,VLAN之间的通讯是行不通的。
在同一总机上进行交谈是不可行的,这是不能容忍的,然而,它既是VLAN易于使用的特征,也是VLAN难以理解的原因。
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那么,当我们需要在 VLAN 之间互动时,我们该怎么办呢?
让我提醒各位:VLAN是一个广播域。 通常,两个广播域是由路由器连接的,而跨越广播区域旅行的数据包是由路由器转发的。 因此,VLANs之间的通信需要路由器提供中继服务,也就是所谓的“VLAN路线 ” 。
VLAN区域间的常规可使用标准路由器或三层开关。当机会出现时,将会深入处理这段路由的复杂问题。预计当不同的VLAN相互通信时,您会记得使用路线函数的重要性。
三、 VLAN的接入点
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开关的端口可分为两类之一:
与互联网的链接
连接的链接( Trunk 链接)
因此,在这种情况下,我们将了解这两个不同的港口的特点。首先,我们将了解“连接通道”。
3.2、访问链接
接入连接是连接“仅有一个 VLAN 并将数据包传输到 VLAN ” 的港口。 在多数情况下,接入连接与客户计算机连接。
VLAN通常按以下顺序配置:
生成VLAN
设置接入连接(确定VLAN所属的港口)。
建立访问链接的技术可以先订或动态更新,以联网计算机为基础。前者称为“静态VLAN”,而后者称为“动态VLAN”。
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静态VLAN,又称港口VLAN,是一种明确界定VLAN所属哪些港口的技术。
由于网络中的计算机数量超过某一阈值(例如数百台),由于需要指定具体港口,设定程序变得复杂,此外,每次客户改变VLAN所属港口时,静态VLAN显然不适合需要经常改变音响结构的网络。
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另一方面,动态VLAN根据连接每个港口的机器,随时改变属于每个港口的VLAN,这样可以避免前文所述对配置的修改。
以MAC地址(MAC基于VLAN)为基础的VLAN
基于子网的VLAN(基于子网的VLAN)
用户VLAN(用户VLAN)是一种虚拟专用网络(VPN)。
主要区别是,港口所属的VLAN是依据OSI参考模型提供的信息。
1 VLAN是连接港口以确定港口身份的计算机出入卡的MAC地址。假设开关将MAC地址之一“A”设定为属于VLAN“10”,使用MAC地址“A”的计算机将分为VLAN10,无论MAC地址位于哪个港口。
VLAN以子网为基础,使用连接计算机的IP地址界定港口的VLAN。与以MAC地址为基础的VLAN不同,即使机器通过互换网页卡或出于其他原因改变了MAC地址,也可以添加原VLAN。
因此,网络结构比基于MAC地址的VLAN更便于修改,因为IP地址是OSI参考模型第三级信息,我们可以理解,基于子网的VLAN是一种在OSI第三级建立访问连接的方式。
3 以用户为基础的 VLAN是用户根据连接到总机端口的计算机的当前登录情况选择VLAN所属的哪个端口的VLAN。用户识别信息在此指登录计算机操作系统的用户,如Windows域域中可能使用的用户名称。这些用户名称是属于OSI第四或更高级别的信息。
一般来说,在决定一个港口的VLAN时使用的信息越多,就越适合建立一个灵活和适应性强的网络。
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基于上述情况,有静态VLAN和动态VLAN技术用于配置接入连接,动态VLAN进一步细分为多个子类。
网络设备制造商通过使用独特的协议可以实现基于子网的VLAN和基于用户的VLAN的VLAN。 不同制造商的设备可能相互兼容;因此,在购买开关时,必须注意事先得到确认。
下表概述了关于静态和动态VLANs的信息通报。
四、目前的VLAN连接
这个故事是我们对2011年埃及抗争的特别报导的一部分。
到目前为止,我们已经学会了如何使用单一开关配置 VLAN 。 但如果你需要在许多交易所配置 VLAN 呢?
预计有一个如下图所示的网络,需要将不同楼层的A、C、B和D设为同一VLAN,假定有一个下图所示的网络,需要将不同楼层的A、C、B和D设为VLAN所期望的同一VLAN,如下图所示,需要将不同楼层的A、C、B和D设为同一VLAN,假设有下图所示的网络,需要将A、C、B和D设为同一VLAN。
此时此刻,主要问题是,“开关1和开关2应该如何连接?” 我不知道我该怎么办。
最直截了当的方式是,在开关1和2上有一个红色和蓝色的VLAN接口和连接。
然而,这种方法在增长和管理效率方面并不理想。 例如,如果新的VLAN是在现有网络上建立的,为了使VLAN能够相互操作,新的网络需要与总机连接,此外,建筑物楼层之间的垂直线路是困难的,通常不能由基层管理人员自行决定。
为了避免这种低效率的连接方式，人们想办法让交换机间互联的网线集中到一根上，这时使用的就是连接的链接( Trunk 链接)。
这篇文章是我们对2011年埃及抗议的特别报导的一部分。
连接的链接( Trunk 链接)指的是能够转发多个不同VLAN的通信的端口。
通过组装链传送的数据包与确定它们属于哪个VLAN的独特信息相连。
现在考虑一下这个网络如果使用组合链接将实现什么。 用户只需将界面端口配置为组合链接即可。 所使用的网格线同样是标准 UTP 线, 而不是特殊线。 传说代表了总机的相互联系, 需要交叉链接 。
让我们看看"融合链接" 是如何在整个总机上 实现VLAN的
1. 当A提供的数据框架从开关1到通过装配链接开关2之间时,其后面附上显示其属于红色VLAN的标志。
2. 在转换2收到数据框架后,对VLAN身份的核查表明,该数据框架属于红色VLAN。
3. 因此,除标签数据框架只在需要时才传送给红色VLAN的其他港口。
在这一点上,转让是指一个与目的地MAC地址有联系的港口,该地址已经确定,并与MAC地址清单作了比较。
只有当数据框架是一个广播框架、一个多广播框架或一个目的地不明的框架时,数据框架才被发送到所有红 VLAN港口。
在传输数据框架时,蓝色VLAN系统也是如此。
连接到组件链接的 VLAN 识别信息可能支持标准“ IE 802 ” 。 1Q 协议也可能是Cisco 产品独有的“ 内部切换链接 ” 。 如果开关执行这些标准, 客户将能够在许多交易所中快速创建 VLAN 。
此外,各种VLAN数据在组装链条上流动,使自然负荷增加。 因此,在配置组合连接的同时,需要使传输速度超过100Mbps。
此外,在默认设置下,压缩链接会发送开关上存在的所有 VLAN 数据。 以不同的方式,会合链接(port)可被视为同时属于总机上的所有 VLAN 。 由于所有 VLAN 数据可能不必在实际应用中进行传输,我们可以使用 VLAN,它可以通过组合链接连接,以尽量减少交换机的负荷和带宽的浪费。
关于IEE802. 下一部分,将讨论1Q和ISL的某些方面。
五. VLAN建筑(与ISL合作的IE802,1Q)
5.1、汇聚方式
跨越多个开关的甚低频局域网可以通过将甚低频局域网信息附加在数据框中,以开关的压缩连接为基础。
增加甚低频局域网信息的方法最接近于:
IEEE802.1Q
ISL
让我们看看这两项合同中每一项合同是如何将VLAN信息添加到数据框架中的。
5.2、IEEE802.1Q
IEE802.1Q,又称Dot One Q,是经IEEE认证的协议,允许将VLAN ID附在数据架上。
现在让我们回顾一下在系网上使用的数据框架的通常格式。
IEE802. 与1Q有关的VLAN识别信息载于 " Send源MAC地址 " 和 " Type Field " 之间的数据框中。 TAID有两个字节,TCI有两个字节,共四个字节。
数据框中的CRC值将随着数据框中增加四个字节而自动改变。 此时,数据框中的CRC值是对整个数据框(包括TAID和TCI)进行重新计算后产生的数值,包括插入后的TAID和TCI。
当数据框架退出组装链时,TAID和TCI将被删除,《儿童权利公约》将被重新计算。
该开关使用TPID来确定数据框架是根据IE802.1Q VLAN信息连接的。 实质性VLAN ID是TCI 的12比特。 总共12人可以确定最多4 096 VLAN。
根据IEE802.1Q连接的VLAN信息,例如与物品转移有关的标签,它也称为“跟踪VLAN”。
5.3、ISL(Inter Switch Link)
ISL是一个思科产品支持协议,类似于IEE802.1Q将VLAN信息与组装链连接的IEE802.1Q。
与 ISL, 每个数据框架头都连接到 26 字节“ ISL 页眉” 和 4 字节 CRC 在框架结束时通过计算整个数据框架( 包括 ISL 头) 获得的 4 字节 CRC 值。 换句话说, 总共添加了 30 字节的信息 。
由于数据框架在ISL环境下偏离组装链,只需删除ISL头和新的CRC,因为原始数据框架和CRC都被完全保留,所以没有必要重新计算CRC。
如果在 ISL 包装纸和新的 CRC 中包装了该二次数据框,则ISL 也称为 括号 VLAN 。
应该注意的是 IEE802.1Q 的“勾引 VLAN ” 或 ISL 的“包抄 VLAN ” 的“包抄 VLAN ” 的, ’ 的, ’ 的, ’ 的, ’ 的, ’ 的, ’ 的, ’ 的, ’ 的, ` ’ 的, ’ 的, ’ 的,
此外,由于ISL是Cisco独家协议,它只能用于连接Cisco网络设备。
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