虛擬局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 In the second VLAN port policy, the devices specified in VLAN Green can connect only to port 4/8 on the VMPS client . In the third VLAN port policy, the devices specified in VLAN Purple can connect to only port 1/2 on the VMPS client and the ports specified in the port group Executive Row. The following example shows a sample VMPS database configuration file.!Section 1: GLOBAL SETTINGS!VMPS File Format, version ! Always begin the configuration file with! the word VMPS!!vmps domain domainname! The VMPS domain must be defined.!vmps mode {open | secure}! The default mode is open.!vmps fallback vlanname!vmps nodomainreq { allow | deny }!! The default value is allow.vmps domain WBUvmps mode openvmps fallback defaultvmps nodomainreq deny!!Section 2: MAC ADDRESSES!MAC Addressesvmpsmacaddrs!! address addr vlanname vlan_name!address vlanname hardwareaddress vlanname hardwareaddress vlanname Greenaddress vlanname ExecStaffaddress vlanname NONEaddress vlanname Purple!!Section 3: PORT GROUPS!Port Groups!vmpsportgroup groupname! device deviceid { port portname | allports }!vmpsportgroup WiringCloset1device port 3/2device port 2/8vmpsportgroup Executive Rowdevice port 1/2device port 1/3device allports!!Section 4: VLAN GROUPS!VLAN groups!!vmpsvlangroup groupname! vlanname vlanname!vmpsvlangroup Engineeringvlanname hardwarevlanname software!!Section 5: VLAN PORT POLICIES!VLAN port Policies!!vmpsportpolicies {vlanname vlan_name | vlangroup groupname }! { portgroup groupname | device deviceid port portname }!vmpsportpolicies vlangroup Engineeringportgroup WiringCloset1vmpsportpolicies vlanname Greendevice port 4/8vmpsportpolicies vlanname Purpledevice port 1/2portgroup Executive Row 基于MAC地址的VLAN基于MAC地址的VLAN，就是通過查詢并記錄端口所連計(jì)算機(jī)上網(wǎng)卡的MAC地址來決定端口的所屬。假定有一個(gè)MAC地址“A”被交換機(jī)設(shè)定為屬于VLAN“10”，那么不論MAC地址為“A”的這臺(tái)計(jì)算機(jī)連在交換機(jī)哪個(gè)端口，該端口都會(huì)被劃分到VLAN10中去。計(jì)算機(jī)連在端口1時(shí)，端口1屬于VLAN10；而計(jì)算機(jī)連在端口2時(shí)，則是端口2屬于VLAN10。圖35 基于MAC的VLAN由于是基于MAC地址決定所屬VLAN的，因此可以理解為這是一種在OSI的第二層設(shè)定訪問鏈接的辦法。但是，基于MAC地址的VLAN，在設(shè)定時(shí)必須調(diào)查所連接的所有計(jì)算機(jī)的MAC地址并加以登錄。而且如果計(jì)算機(jī)交換了網(wǎng)卡，還是需要更改設(shè)定。 基于子網(wǎng)的VLAN基于子網(wǎng)的VLAN，則是通過所連計(jì)算機(jī)的IP地址，來決定端口所屬VLAN的。不像基于MAC地址的VLAN，即使計(jì)算機(jī)因?yàn)榻粨Q了網(wǎng)卡或是其他原因?qū)е翸AC地址改變，只要它的IP地址不變，就仍可以加入原先設(shè)定的VLAN。圖35基于子網(wǎng)的VLAN因此，與基于MAC地址的VLAN相比，能夠更為簡(jiǎn)便地改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。IP地址是OSI參照模型中第三層的信息，所以我們可以理解為基于子網(wǎng)的VLAN是一種在OSI的第三層設(shè)定訪問鏈接的方法。 基于用戶的VLAN基于用戶的VLAN，則是根據(jù)交換機(jī)各端口所連的計(jì)算機(jī)上當(dāng)前登錄的用戶，來決定該端口屬于哪個(gè)VLAN。這里的用戶識(shí)別信息，一般是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)登錄的用戶，比如可以是Windows域中使用的用戶名。這些用戶名信息，屬于OSI第四層以上的信息。總的來說，決定端口所屬VLAN時(shí)利用的信息在OSI中的層面越高，就越適于構(gòu)建靈活多變的網(wǎng)絡(luò)。3．7 訪問鏈接的總結(jié)綜上所述，設(shè)定訪問鏈接的方法有靜態(tài)VLAN和動(dòng)態(tài)VLAN兩種，其中動(dòng)態(tài)VLAN又可以繼續(xù)細(xì)分成幾個(gè)小類。其中基于子網(wǎng)的VLAN和基于用戶的VLAN有可能是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商使用獨(dú)有的協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，不同廠商的設(shè)備之間互聯(lián)有可能出現(xiàn)兼容性問題；因此在選擇交換機(jī)時(shí)，一定要注意事先確認(rèn)。下表總結(jié)了靜態(tài)VLAN和動(dòng)態(tài)VLAN的相關(guān)信息：種類說明靜態(tài)VLAN（基于端口的VLAN）將交換機(jī)的各端口固定指派給VLAN動(dòng)態(tài)VLAN基于MAC地址的VLAN根據(jù)各端口所連計(jì)算機(jī)的MAC地址設(shè)定基于子網(wǎng)的VLAN根據(jù)各端口所連計(jì)算機(jī)的IP地址設(shè)定基于用戶的VLAN根據(jù)端口所連計(jì)算機(jī)上登錄用戶設(shè)定4． VLAN間路由據(jù)目前為止學(xué)習(xí)的知識(shí)，我們已經(jīng)知道兩臺(tái)計(jì)算機(jī)即使連接在同一臺(tái)交換機(jī)上，只要所屬的VLAN不同就無法直接通信。接下來就是如何在不同的VLAN間進(jìn)行路由，使分屬不同VLAN的主機(jī)能夠互相通信。為什么不同VLAN間不通過路由就無法通信。在LAN內(nèi)的通信，必須在數(shù)據(jù)幀頭中指定通信目標(biāo)的MAC地址。而為了獲取MAC地址，TCP/IP協(xié)議下使用的是ARP。ARP解析MAC地址的方法，則是通過廣播。也就是說，如果廣播報(bào)文無法到達(dá)，那么就無從解析MAC地址，亦即無法直接通信。計(jì)算機(jī)分屬不同的VLAN，也就意味著分屬不同的廣播域，自然收不到彼此的廣播報(bào)文。因此，屬于不同VLAN的計(jì)算機(jī)之間無法直接互相通信。為了能夠在VLAN間通信，需要利用OSI參照模型中更高一層——網(wǎng)絡(luò)層的信息（IP地址）來進(jìn)行路由。路由功能，一般主要由路由器提供。但在今天的局域網(wǎng)里，我們也經(jīng)常利用帶有路由功能的交換機(jī)——三層交換機(jī)（Layer 3 Switch）來實(shí)現(xiàn)[8]。接下來就讓我們分別看看使用路由器和三層交換機(jī)進(jìn)行VLAN間路由時(shí)的情況。 使用路由器進(jìn)行VLAN間路由在使用路由器進(jìn)行VLAN間路由時(shí)，與構(gòu)建橫跨多臺(tái)交換機(jī)的VLAN時(shí)的情況類似，我們還是會(huì)遇到“該如何連接路由器與交換機(jī)”這個(gè)問題。路由器和交換機(jī)的接線方式，大致有以下兩種：l 將路由器與交換機(jī)上的每個(gè)VLAN分別連接l 不論VLAN有多少個(gè)，路由器與交換機(jī)都只用一條網(wǎng)線連接最容易想到的，當(dāng)然還是“把路由器和交換機(jī)以VLAN為單位分別用網(wǎng)線連接”了。將交換機(jī)上用于和路由器互聯(lián)的每個(gè)端口設(shè)為訪問鏈接，然后分別用網(wǎng)線與路由器上的獨(dú)立端口互聯(lián)。如下圖所示，交換機(jī)上有2個(gè)VLAN，那么就需要在交換機(jī)上預(yù)留2個(gè)端口用于與路由器互聯(lián)；路由器上同樣需要有2個(gè)端口；兩者之間用2條網(wǎng)線分別連接。圖41 VLAN間路由如果采用這個(gè)辦法，應(yīng)該不難想象它的擴(kuò)展性很成問題。每增加一個(gè)新的VLAN，都需要消耗路由器的端口和交換機(jī)上的訪問鏈接，而且還需要重新布設(shè)一條網(wǎng)線。而路由器，通常不會(huì)帶有太多LAN接口的。新建VLAN時(shí)，為了對(duì)應(yīng)增加的VLAN所需的端口，就必須將路由器升級(jí)成帶有多個(gè)LAN接口的高端產(chǎn)品，這部分成本、還有重新布線所帶來的開銷，都使得這種接線法成為一種不受歡迎的辦法。那么，第二種辦法“不論VLAN數(shù)目多少，都只用一條網(wǎng)線連接路由器與交換機(jī)”呢？當(dāng)使用一條網(wǎng)線連接路由器與交換機(jī)、進(jìn)行VLAN間路由時(shí)，需要用到匯聚鏈接。具體實(shí)現(xiàn)過程為：首先將用于連接路由器的交換機(jī)端口設(shè)為匯聚鏈接，而路由器上的端口也必須支持匯聚鏈路。雙方用于匯聚鏈路的協(xié)議自然也必須相同。接著在路由器上定義對(duì)應(yīng)各個(gè)VLAN的“子接口（Sub Interface）”。盡管實(shí)際與交換機(jī)連接的物理端口只有一個(gè)，但在理論上我們可以把它分割為多個(gè)虛擬端口。VLAN將交換機(jī)從邏輯上分割成了多臺(tái)，因而用于VLAN間路由的路由器，也必須擁有分別對(duì)應(yīng)各個(gè)VLAN的虛擬接口。圖42 支持匯聚鏈路采用這種方法的話，即使之后在交換機(jī)上新建VLAN，仍只需要一條網(wǎng)線連接交換機(jī)和路由器。用戶只需要在路由器上新設(shè)一個(gè)對(duì)應(yīng)新VLAN的子接口就可以了。與前面的方法相比，擴(kuò)展性要強(qiáng)得多，也不用擔(dān)心需要升級(jí)LAN接口數(shù)不足的路由器或是重新布線。 同一VLAN內(nèi)的通信使用匯聚鏈路連接交換機(jī)與路由器時(shí)，VLAN間路由是如何進(jìn)行的。如下圖所示，為各臺(tái)計(jì)算機(jī)以及路由器的子接口設(shè)定IP地址。圖43路由子接口紅色VLAN（VLAN ID=1），藍(lán)色VLAN（VLAN ID=2）。各計(jì)算機(jī)的MAC地址分別為A/B/C/D，路由器匯聚鏈接端口的MAC地址為R。交換機(jī)通過對(duì)各端口所連計(jì)算機(jī)MAC地址的學(xué)習(xí)，生成如下的MAC地址列表。端口MAC地址VLAN1A12B13C24D25－－6R匯聚首先考慮計(jì)算機(jī)A與同一VLAN內(nèi)的計(jì)算機(jī)B之間通信時(shí)的情形。計(jì)算機(jī)A發(fā)出ARP請(qǐng)求信息，請(qǐng)求解析B的MAC地址。交換機(jī)收到數(shù)據(jù)幀后，檢索MAC地址列表中與收信端口同屬一個(gè)VLAN的表項(xiàng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)B連接在端口2上，于是交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給端口2，最終計(jì)算機(jī)B收到該幀。收發(fā)信雙方同屬一個(gè)VLAN之內(nèi)的通信，一切處理均在交換機(jī)內(nèi)完成。圖44同一VLAN內(nèi)的通信 不同VLAN間通信下面是核心內(nèi)容：不同VLAN間的通信。讓我們來看一下計(jì)算機(jī)A與計(jì)算機(jī)C之間通信時(shí)的情況。圖45不同VLAN間通信計(jì)算機(jī)A從通信目標(biāo)的IP地址（）得出C與本機(jī)不屬于同一個(gè)網(wǎng)段。因此會(huì)向設(shè)定的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)（Default Gateway，GW）轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前，需要先用ARP獲取路由器的MAC地址。得到路由器的MAC地址R后，接下來就是按圖中所示的步驟發(fā)送往C去的數(shù)據(jù)幀。①的數(shù)據(jù)幀中，目標(biāo)MAC地址是路由器的地址R、但內(nèi)含的目標(biāo)IP地址仍是最終要通信的對(duì)象C的地址。交換機(jī)在端口1上收到①的數(shù)據(jù)幀后，檢索MAC地址列表中與端口1同屬一個(gè)VLAN的表項(xiàng)。由于匯聚鏈路會(huì)被看作屬于所有的VLAN，因此這時(shí)交換機(jī)的端口6也屬于被參照對(duì)象。這樣交換機(jī)就知道往MAC地址R發(fā)送數(shù)據(jù)幀，需要經(jīng)過端口6轉(zhuǎn)發(fā)。從端口6發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)，由于它是匯聚鏈接，因此會(huì)被附加上VLAN識(shí)別信息。由于原先是來自紅色VLAN的數(shù)據(jù)幀，因此如圖中②所示，會(huì)被加上紅色VLAN的識(shí)別信息后進(jìn)入?yún)R聚鏈路。路由器收到②的數(shù)據(jù)幀后，確認(rèn)其VLAN識(shí)別信息，由于它是屬于紅色VLAN的數(shù)據(jù)幀，因此交由負(fù)責(zé)紅色VLAN的子接口接收。接著，根據(jù)路由器內(nèi)部的路由表，判斷該向哪里中繼。，且該網(wǎng)絡(luò)通過子接口與路由器直連，因此只要從負(fù)責(zé)藍(lán)色VLAN的子接口轉(zhuǎn)發(fā)就可以了。這時(shí)，數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)MAC地址被改寫成計(jì)算機(jī)C的目標(biāo)地址；并且由于需要經(jīng)過匯聚鏈路轉(zhuǎn)發(fā)，因此被附加了屬于藍(lán)色VLAN的識(shí)別信息。這就是圖中③的數(shù)據(jù)幀。交換機(jī)收到③的數(shù)據(jù)幀后，根據(jù)VLAN標(biāo)識(shí)信息從MAC地址列表中檢索屬于藍(lán)色VLAN的表項(xiàng)。由于通信目標(biāo)——計(jì)算機(jī)C連接在端口3上、且端口3為普通的訪問鏈接，因此交換機(jī)會(huì)將數(shù)據(jù)幀除去VLAN識(shí)別信息后（數(shù)據(jù)幀④）轉(zhuǎn)發(fā)給端口3，最終計(jì)算機(jī)C才能成功地收到這個(gè)數(shù)據(jù)幀。進(jìn)行VLAN間通信時(shí)，即使通信雙方都連接在同一臺(tái)交換機(jī)上，也必須經(jīng)過：發(fā)送方——交換機(jī)——路由器——交換機(jī)——接收方，這樣一個(gè)流程[9]。．3 VLAN間路由單臂路由實(shí)驗(yàn)法。實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D：COLOR: 000000實(shí)驗(yàn)環(huán)境說明：、R2模擬PC，關(guān)閉其