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关于VLAN交换与路由技术论文

类型:计算机论文 时间:2011年6月3日

摘要:本文对VLAN交换及路由技术进行了介绍,并对VLAN间路由通信进行了研究。
关键词:VLAN 路由器 通信
Abstract:In this paper, VLAN switching and routing technologies are introduced, and the inter-VLAN routing traffic were studied.
Keywords:VLAN Router Communications
一、VLAN交换与路由技术概述
(一)VLAN
VLAN,即虚拟局域网,就是把物理上彼此分开的用户或者服务器分为逻辑上的工作组,这样的划分不受地理位置的限制,处于同一个VLAN的计算机可以像处于同一个LAN上的计算机那样进行通信和信息交换。VLAN的交换技术一般包括端口交换、帧交换和信元交换三种[1].
1、端口交换
端口交换也称为配置交换,最初的方式是把端口手工配置到一个或多个通过背板连接的共享HUB上,形成若干个独立的端口组合的共享媒体段,每个连接到端口上的用户被分配到其中一个段上。今年来,发展成为一种称为端口交换的设备,在一个或几个通过背板连接的端口交换机上,通过软硬件的控制和管理,把交换机上的所有端口划分成若干个共享式的互连独立的VLAN
2、帧交换
帧交换技术是基于交换式以太网VLAN所采用的交换方式。普通二层交换机从一个端口收到数据帧后,对数据帧中包含的MAC地址进行分析,并利用交换机中的端口/MAC地址映射表将数据帧转发至相应端口。在处理广播帧时,将广播帧发送到除进入端口之外的所有端口。该交换方式的最大特点是提高了交换机带宽的利用效率,管理比端口交换更加灵活,且支持动态VLAN划分。
3、信元交换
信元交换技术是指利用ATM技术进行数据交换,类似于帧交换,由一个或者若干个互连的ATM交换机组成网络的核心系统,交换以信元形式进行。ATM是局域网和广域网的公公基础技术,结合了线路交换和存储转发两种交换形式,采用底层交换和光纤传输等技术,具有从几兆到数百兆甚至上千兆的网络带宽,能充分满足数据、语音和视频等传输的各类需求,非常容易组建各种应用的城域网,并有服务质量保证。ATM还允许端点客户站加入多VLAN,允许一条物理电缆上实现多个逻辑连接,ATM上实现VLAN最常用的技术是ATM LAN仿真。
(二)路由技术
路由技术主要是指路由选择算法。因特网的路由选择协议的特点及分类。其中,路由选择算法可以分为静态路由选择算法和动态路由选择算法。因特网的路由选择协议的特点是:属于自适应的选择协议(即动态的);是分布式路由选择协议;采用分层次的路由选择协议,即分自治系统内部和自治系统外部路由选择协议。因特网的路由选择协议划分为两大类:内部网关协议(IGP,具体的协议有RIP和OSPF等)和外部网关协议(EGP,目前使用最多的是BGP)。
二、VLAN间路由通信
一个VLAN就是一个单独的广播域。VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中,因此,不同VLAN之间要进行通信,需要借助路由器来实现。根据路由功能位置的不同,有五种不同的VLAN路由方式[2]。
1、边界路由
边界路由指的是将路由功能包含在位于主干网络边界的每一个LAN交换设备中,VLAN间的报文由边界路由器和具有路由功能的边界交换机进行处理,无须再将其传送到某个外部的路由器上,数据的转发延迟因而也得以降低。边界路由方式是一种分布式的路由工作方式,其优点在于不像集中式路由方式那样会因中央路由器的崩溃而导致整个网络瘫痪。但边界路由方式相对于统一路由功能的集中式管理会更加复杂,因为边界路由需要对多个物理设备进行管理。而且这种方式可能比由一个集中式路由器和多个较便宜的边界路由器组成的集中式方案在价格上更高。
2、“独臂”路由器
采用这种路由方式时,VLAN之间的数据传输先由专门的路由器进行处理,然后才进行VLAN间的路由。所有VLAN通过专门的路由器实现互联。这种路由器称为“独臂”路由器,是因为它只有一个物理端口,但该端口可以设置多个IP地址。当“独臂”路由器收到一个数据包,可以将该数据包通过相同的物理端口传给同一个局域网的另一个设备。“独臂”路由器仍是采用集中式的路由方式。“独臂”路由比较适合大部分报文在VLAN内传输,少量的报文通过路由器在VLAN间进行传输的网络环境。如果VLAN之间的数据传输量比较大时,将在“独臂”路由器处形成瓶颈。因此,采用这种方式进行路由时,一般会设置多个冗余的“独臂”路由器。

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