VLAN技术研究及其在校园网中的实现

摘要

随着1994-95年的局域网交换技术的迅速兴起,虚拟局域网(VLANs)技术近来已经发展成由各家主流网络供应商提供的具有交换功能的局域网解决方案的整合功能之一,越来越受到人们的关注,并具有广泛的市场前景,在大中型企业网,校园网,智能小区,甚至城域网建设中获得广泛的应用.虚拟局域网功能当前如此大受青睐的原因在于(1)VLAN提供了网段和机构的弹性组合机制,网络中的站点不拘泥于所处的物理位置,而可以根据需要灵活地加入不同的逻辑子网中,从而实现了对网络用户的分类控制功能;(2)VLAN技术解决了主干网内网络站点的增加、删除、移动等操作,方便网络的维护和管理;(3)虚拟局域网造就防火墙的能力可以满足苛刻的安全需求,可以在这一领域中取代路由器的许多功能.虽然,理论上VLAN技术有非常美好的发展前景,但在实际的应用中仍然存在一些问题,最突出的问题在于在当前一段时间内,虚拟局域网一直是,而且仍将是单一供应商专有权的解决方案,不同供应商的交换机无法对虚拟局域网完全兼容操作,这种情况在一定程度上限制了最终用户对VLAN技术的实施和应用.论文中分析研究了当前主流三层交换机的VLAN实现机制,并在河南省通信培训中心校园网的规划建设中,对VLAN技术在交换网络中的应用进行了深入的分析和实现.论文共分五章,第一章介绍了VLAN技术在企业中的应用状况及其发展趋势;第二章系统阐述了IEEE802.1Q标准对VLAN的定义,标识方法,VLAN动态注册协议GVRP和VTP的工作原理;第三章讨论VLAN之间的两种通信方式:通过路由器实现VLAN通信,以及通过三层交换机实现VLAN通信.第四章介绍了校园网的组网方式及分层结构设计;第五章提出了VLAN技术在校园网中的整体解决方案:包括VLAN子网的划分,VLAN ID的规划,通过DHCP服务实现VLAN地址的动态分配,VLAN之间的路由策略(集中式路由和分布式路由),VLAN之间的访问控制,以及采用VLAN+WEB方式实现校园网计费系统.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章前言

1.1 VLAN技术在企业中的应用状况

1.2实施虚拟局域网的原因

1.3虚拟局域网的发展趋势

1.3.1作为基础设施的虚拟局域网

1.3.2基于服务的虚拟局域网

1.4课题背景及本论文的主要工作

1.4.1课题背景

1.4.2本论文的主要工作

第二章VLAN工作原理

2.1 VLAN的划分

2.2传达虚拟局域网成员信息

2.2.1通过发信号作表维护

2.2.2帧标记

2.2.3 TDM

2.3 VLAN的帧标记

2.3.1 VLAN帧标识方法

2.3.2 IEEE 802.1Q帧标识

2.3.3 ISL帧标识

2.4虚拟局域网的标准

2.4.1 802.10《虚拟局域网标准》

2.4.2 802.1因特网工作分会

2.5动态VLAN管理协议

2.5.1通用属性注册协议GARP

2.5.2动态VLAN注册协议GVRP

2.5.3 VLAN干道协议VTP

第三章VLAN之间的通信

3.1路由器实现VLAN间通信

3.2路由器的局限性

3.2.1 80/20规则对传统路由器的影响

3.2.2采用路由器作为局域网核心所产生的问题

3.3第三层交换技术

3.3.1第三层交换原理

3.3.2两类基本的第三层交换技术

3.3.3多层交换

3.4在多层交换机上实现VLAN间通信

第四章校园网的总体设计

4.1系统实现所遵循的原则

4.2系统需求分析

4.3组网技术的选择

4.3.1 ATM技术

4.3.2千兆以太网技术

4.4信息点分布与网络设备配置

4.5网络结构设计

4.5.1网络分层的原则

4.5.2校园网分层结构设计

4.5.3网络结构性能分析

4.6网络互连

4.6.1与河南通信宽带IP网的连接

4.6.2无线局域网接入

4.7网络管理系统QUIDWAY

第五章VLAN在校园网中的实现

5.1 VLAN规划

5.1.1子网的划分

5.1.2 VLAN ID的规划

5.1.3 VLAN地址的动态分配与管理

5.2 VLAN之间的路由策略

5.2.1集中式路由(在核心层实现VLAN路由)

5.2.2布式路由(在核心/汇接层实现VLAN路由)

5.2.3路由的备份

5.3 VLAN之间的访问控制

5.4培训中心计费系统的VLAN解决方案

5.4.1宿舍区VLAN规划

5.4.2 VLAN+WEB方式实现用户的认证与计费

总结

参考文献

致谢

个人简历