如何實(shí)現(xiàn)第三層交換機(jī)的VLAN技術(shù)
VLAN 作為一種新一代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它的出現(xiàn)為解決網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的靈活配置和網(wǎng)絡(luò)安全性等問題提供了良好的手段，下面就像大家講解下第三層交換機(jī)更新VLAN技術(shù)。
過濾服務(wù)功能用來設(shè)定界限，以限制不同的VLAN 的成員之間和使用單個(gè)MAC 地址和組MAC 地址的不同協(xié)議之間進(jìn)行幀的轉(zhuǎn)發(fā)。幀過濾依賴于一定的規(guī)則，交換機(jī)根據(jù)這些規(guī)則來決定是轉(zhuǎn)發(fā)還是丟棄相應(yīng)的幀。
早期的802.1d 標(biāo)準(zhǔn)（1993 ），定義的基本過濾服務(wù)規(guī)定，交換機(jī)必須廣播所有的組MAC 地址的包到所有的端口。新的802.1d 標(biāo)準(zhǔn)（1998 ）定義的擴(kuò)展過濾服務(wù)規(guī)定，對(duì)組MAC 地址的包也可以進(jìn)行過濾，對(duì)于交換機(jī)的外連端口要過濾掉所有的組播地址包。
如果沒有設(shè)置靜態(tài)的或者動(dòng)態(tài)的過濾條件，交換機(jī)將采用缺省的過濾條件。擴(kuò)展過濾服務(wù)功能使用GMRP(Group Multicast Registration Protocol) ,通過產(chǎn)生、刪除一個(gè)組或者組成員，來控制交換機(jī)的動(dòng)態(tài)組轉(zhuǎn)發(fā)和組過濾。
交換機(jī)和工作站使用GMRP 來申明他們是否愿意接收一個(gè)組MAC 地址的幀。GMRP 協(xié)議在網(wǎng)上的交換機(jī)之間傳波這樣的組信息，使得交換機(jī)能夠更新它們的過濾信息以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展服務(wù)功能。
交換機(jī)在不做任何配置的情況下，就具有過濾服務(wù)和擴(kuò)展過濾服務(wù)功能。對(duì)舊的交換機(jī)、集線器、路由器，由于它不支持動(dòng)態(tài)的組播地址過濾，因而在與它們連接的相應(yīng)端口要進(jìn)行擴(kuò)展過濾配置。
交換機(jī)根據(jù)過濾數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行幀的過濾，交換機(jī)可以通過動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)和手工配置兩種方式來維護(hù)過濾數(shù)據(jù)庫。交換機(jī)檢查過濾數(shù)據(jù)庫，根據(jù)以下條件來決定某個(gè)MAC 地址或者某個(gè)VLAN 標(biāo)識(shí)的包是否應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)到某一個(gè)端口：
在第二層，可以支持基于端口的VLAN 和基于MAC 地址的VLAN 。基于端口的VLAN 可以快速的劃分單個(gè)交換機(jī)上的沖突域，基于MAC 地址的VLAN 可以支持筆記本電腦的移動(dòng)應(yīng)用。
第三層交換機(jī)的第三層VLAN ，不僅可以手工配置，也可以由交換機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生。交換機(jī)通過對(duì)數(shù)據(jù)包的分析后，自動(dòng)配置VLAN ，自動(dòng)更新VLAN 的成員。第三層交換機(jī)能夠工作在以DHCP(Dynamic Host Control Protocol)分配IP 地址的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。
交換機(jī)能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)IP 地址，動(dòng)態(tài)產(chǎn)生基于IP 子網(wǎng)的VLAN ，當(dāng)通過DHCP 分配一個(gè)新的IP 地址時(shí)，第三層交換機(jī)能很快的定位這個(gè)地址。第三層交換機(jī)通過IGMP 、GMRP 、ARP 和包探測技術(shù)來更新其三層的VLAN 成員組。通過基于Web 的網(wǎng)絡(luò)管理界面，可以對(duì)自動(dòng)學(xué)習(xí)的范圍進(jìn)行設(shè)定：自動(dòng)學(xué)習(xí)可以是完全不受限、部分受限或者完全禁止。
VLAN 通過對(duì)發(fā)送和過濾的限制提高了網(wǎng)絡(luò)的性能。第三層交換機(jī)通過偵聽來更新VLAN 成員表，根據(jù)數(shù)據(jù)包頭的成員信息來做出轉(zhuǎn)發(fā)或過濾決定。下面是交換機(jī)處理VLAN 的幾個(gè)過程。
數(shù)據(jù)幀入站：
交換機(jī)根據(jù)入站數(shù)據(jù)幀的VLAN 標(biāo)識(shí)號(hào)（VID ）將它們分類，無標(biāo)號(hào)的為一類，標(biāo)號(hào)相同的為一類。交換機(jī)根據(jù)VID 來決定轉(zhuǎn)發(fā)或者丟棄一個(gè)數(shù)據(jù)包，同時(shí)交換機(jī)也可以分配一個(gè)VID 給一個(gè)無標(biāo)記幀或者貼了優(yōu)先級(jí)標(biāo)記的幀。
VLAN 標(biāo)記：
如果一個(gè)數(shù)據(jù)幀沒有標(biāo)記VID ，交換機(jī)將會(huì)分配一個(gè)VID 給它，并把這個(gè)VID 插到它的幀頭中，這個(gè)過程叫做貼VLAN 標(biāo)簽。交換機(jī)通過這個(gè)過程來處理包的轉(zhuǎn)發(fā)，來填寫數(shù)據(jù)幀的VLAN 或者優(yōu)先級(jí)信息的標(biāo)記字段。
管理員可以設(shè)置優(yōu)先級(jí)別來選擇VLAN 類型，選擇VID 值。交換機(jī)的缺省設(shè)置，首先選擇的是貼IP 子網(wǎng)信息，然后是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，然后是MAC 地址，然后是數(shù)據(jù)幀入站的端口。
為防止計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸出現(xiàn)擁擠而采取的一種措施。流量控制可在網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)。例如在TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，可在第三層即網(wǎng)絡(luò)層上用ICMP 協(xié)議采用抑制信源的辦法實(shí)現(xiàn)流量控制。
該機(jī)制是在點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上的兩個(gè)站之間建立的。如果接收站端擁塞，那么它可以將一個(gè)叫做“暫停幀”的幀發(fā)回連接另一端的始發(fā)站點(diǎn)，指示始發(fā)站點(diǎn)在某一具體時(shí)段停止發(fā)送數(shù)據(jù)包。
在發(fā)送更多的數(shù)據(jù)之前，發(fā)送站要等待這種請(qǐng)求時(shí)間。接收站還能夠以零等待時(shí)間將一個(gè)幀發(fā)回始發(fā)站點(diǎn)，指示始發(fā)站點(diǎn)再次開始發(fā)送數(shù)據(jù)。更復(fù)雜的辦法可以連續(xù)改變發(fā)送頻率，例如在網(wǎng)絡(luò)第四層即傳輸層上采用的窗口機(jī)制就屬于這種流量控制方法。
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