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1、摘 要随着信息时代的来临，信息网络在我国正处于飞速发展的阶段。学校作为教育的前沿重地，为我国未来信息化人才提供重要的学习环境。因此，校园网络的规模和应用水平将是体现学校教学环境和科研力量的重要组成部分。本课题首先就xx学院校园网设计建设的相关知识技术要求做了必要的介绍然后基于工程建设实际，重点对校园网建设的需求分析、设计策略、网络拓扑结构、VLAN划分等方面进行了比较详细的分析与描述，并给出具体的实施方案。关键字： 校园网，规划，设计推荐精选ABSTRACTAlong with the coming of information era, information network of our
2、country has been developed at a very rapid speed. At the frontline of education system, schools have the task to provide good study environment of training the future talents in the field of informationization for our country.This study has firstly introduced the concerned Knowledge and technical re
3、quirements of designing and constructing the web-campus of xx college, and then Analyzed and described in detail the demand analysis, design strategy, network topology structure and VLAN partition of constructing a web-campus based on practical project construction and finally proposed a specific sc
4、heme of implementation. Key words: campus， network，planning and design推荐精选目 录第1章引 言1第2章VLAN的技术介绍32.1什么是VLAN32.2组建VLAN的条件32.3三层交换技术32.4 VLAN技术的应用42.4.1 VLAN相互受影响42.4.2三层共享有作用52.4.3三层结构最有效5第3章VLAN的划分方式73.1基于端口划分的VLAN73.2基于MAC地址划分VLAN73.3基于网络层协议划分VLAN83.4根据IP组播划分VLAN83.5按策略划分VLAN83.6按用户定义、非用户授权划分VLAN8第
5、4章需求分析94.1划分VLAN的原因94.2划分VLAN的优点9第5章网络拓扑结构115.1概述115.2校园网的拓扑图12推荐精选第6章VLAN的规划与划分146.1校园网平面图及规划分析146.2建表格划分表格166.3VALN的新用途16结 论19参考文献20致 谢21推荐精选第1章 引 言IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。VLAN技术的出现，使得管理员根据实际应用需求，把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分，而不是从
6、物理上划分，所以同一个VLAN内的各个工作站没有限制在同一个物理范围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段。由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。交换技术的发展，也加快了新的交换技术（VLAN）的应用速度。通过将企业网络划分为虚拟网络VLAN网段，可以强化网络管理和网络安全，控制不必要的数据广播。在共享网络中，一个物理的网段就是一个广播域。而在交换网络中，广播域可以是一组任意选定的第二层网络地址（MAC地址）组成的虚拟网段。这样，网络中工作组的划分可以突破共享网络中的地理位置限制，而
7、完全根据管理功能来划分。这种基于工作流的分组模式，大大提高了网络规划和重组的管理功能。在同一个VLAN中的工作站，不论它们实际与哪个交换机连接，它们之间的通讯就好像在独立的交换机上一样。同一个VLAN中的广播只有VLAN中的成员才能听到，而不会传输到其他的VLAN中去，这样可以很好的控制不必要的广播风暴的产生。同时，若没有路由的话，不同VLAN之间不能相互通讯，这样增加了企业网络中不同部门之间的安全性。网络管理员可以通过配置VLAN之间的路由来全面管理企业内部不同管理单元之间的信息互访。交换机是根据交换机的端口来划分VLAN的。所以，用户可以自由的在企业网络中移动办公，不论他在何处接入交换网络
8、，他都可以与VLAN内其他用户自如通讯。VLAN网络可以是有混合的网络类型设备组成，比如：10M以太网、100M以太网、令牌网、FDDI、CDDI等等，可以是工作站、服务器、集线器、网络上行主干等等。VLAN除了能将网络划分为多个广播域，从而有效地控制广播风暴的发生，以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外，还可以用于控制网络中不同部门、不同站点之间的互相访问。推荐精选VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议，它在以太网帧的基础上增加了VLAN头，用VLAN ID把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户互访，每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范
9、围，并能够形成虚拟工作组，动态管理网络。推荐精选第2章 VLAN的技术介绍2.1什么是VLAN VLAN（Virtual Local Area Network）又称虚拟局域网，是指在交换局域网的基础上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。一个VLAN组成一个逻辑子网，即一个逻辑广播域，它可以覆盖多个网络设备，允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。2.2组建VLAN的条件 VLAN是建立在物理网络基础上的一种逻辑子网，因此建立VLAN需要相应的支持VLAN技术的网络设备。当网络中的不同VLAN间进行相互通信时，需要路由的支持，这时就需要增加路由设备要实
10、现路由功能，既可采用路由器，也可采用三层交换机来完成。2.3三层交换技术 传统的路由器在网络中有路由转发、防火墙、隔离广播等作用，而在一个划分了VLAN以后的网络中，逻辑上划分的不同网段之间通信仍然要通过路由器转发。由于在局域网上，不同VLAN之间的通信数据量是很大的，这样，如果路由器要对每一个数据包都路由一次，随着网络上数据量的不断增大，路由器将不堪重负，路由器将成为整个网络运行的瓶颈。 在这种情况下，出现了第三层交换技术，它是将路由技术与交换技术合二为一的技术。三层交换机在对第一个数据流进行路由后，会产生一个MAC地址与IP址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据此表直接从二层通过而不
11、是再次路由，从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率，消除了路由器可能产生的网络瓶颈问题。可见，三层交换机集路由与交换于一身，在交换机内部实现了路由，提高了网络的整体性能。 在以三层交换机为核心的千兆网络中，为保证不同职能部门管理的方便性和安全性以及整个网络运行的稳定性，可采用VLAN技术进行虚拟网络划分。VLAN子网隔离了广播风暴，对一些重要部门实施了安全保护；且当某一部门理位置发推荐精选生变化时，只需对交换机进行设置，就可以实现网络的重组。随着网络硬件性能的不断提高、成本的不断降低，目前新建立的校园网基本上都采用了性能先进的千兆网技术，其核心交换机采用三层交换机
12、，它能很好地支持虚拟局域网（VLAN）技术，这对方便校园网的管理、保证校园网的高速可靠运行起到了非常重要的作用。2.4 VLAN技术的应用 近来参加了不少医院网络方案的讨论和评标活动，在几乎所有医院的方案中都或多或少地采用了虚拟局域网(VLAN)技术，但笔者发现大多数方案中的VLAN设计都存在一个共同且致命的缺陷，那就是VLAN跨越网络的核心。本文就这个问题谈一谈自己的看法，供同行们参考。 2.4.1 VLAN相互受影响 根据VLAN的定义和技术规范，VLAN不是由独享的物理设备和物理链路搭建的物理子网或网段，VLAN与实实在在的物理子网的本质区别在于，VLAN之间要共享物理设备和物理链路，因
13、此，VLAN间就会通过所共享的设备和链路相互影响。这种影响是如何产生的呢?VLAN是通过将一个物理拓扑中的两个或多个节点通过逻辑组合而形成的，要想实现这种逻辑的组合就必须使用支持VLAN的交换设备，但真正提供VLAN功能的是这些设备内部的软件。也就是说，VLAN所构造的子网(广播域)是软件实现的，而不是由网络拓扑所决定的。网络拓扑仅对由软件所建立的VLAN有所限制。 知道了VLAN的工作原理，就不难解释VLAN间的影响了，同一交换机上的不同VLAN要共享交换机、要争夺交换机的CPU和背板资源。VLAN对交换机和链路的共享可分为两种类型:一种是“广播共享”，即VLAN划定的广播域贯穿共享设备和链
14、路，换句话说广播共享是二层的共享。另一种我们称之为“路由共享”，也可以说是三层共享，在这种类型的共享中，不同VLAN的数据包是以路由(三层交换)方式穿过交换机的，通过的包基本上不具有一般的广播包(DHCP和特殊协议的广播除外)。VLAN在“广播共享”网络资源时的相互影响要比“路由共享”时更大。 可清楚地看出所共享的网络资源(交换机和链路)。在正常情况下，VLAN间的这种影响不被我们所注意，原因是共享的交换机有足够的交换能力，链路不是很拥挤，但在某一VLAN出现异常时(如感染病毒或出现环路)情况就不同了。这推荐精选时被感染VLAN(如VLAN1)中的大量数据帧将挤占该VLAN所及的所有交换机的C
15、PU资源、背板带宽，并长时间占用物理链路，其他VLAN(如VLAN2)中的设备尽管“看”不到出现异常VLAN中的数据帧，但其所依赖的网络资源已被用尽，因此，VLAN1所覆盖的网络区域就会出现异常。如果故障点发生在核心交换机附近，那么整个网络就有可能瘫痪。这在各网络拓扑层交换机的性能相差不多的情况下尤为严重。 2.4.2三层共享有作用 由VLAN的性质所决定，完全消除VLAN间的链路和设备的共享在理论上是不可能的。我们所做的努力只能尽量减少相互影响的范围、降低相互影响的程度。如何做到这一点呢?在实践中我们总结出如下原则:（1）应尽量避免在同一交换机中配置多个VLAN;（2）不同物理位置上的交换机上的端口尽量不要划归到同一个VLAN。前者较好理解，也容易实现，我们重点讨论后者，即如何做到VLAN不跨越核心交换机和拓扑结构的“层”。可以看出，由于VLAN1(VLAN2也是这样)的范围跨越了整个网络，如果把所有VLAN的覆盖面都限定在核心交换机的同一侧，这些资源被共享的程度不就减轻了吗?按此想法我们可以将网络改变。由于在这种结构中不存在跨越核心交换机的虚网，因此各VLAN的广播包就不会穿过核心交换机，但这些广播包却均能到达核心交换机，同时核心交换机上还会有ACL允许的VLAN间的正常数据流通过。很显然，这时的核心交换机既阻挡了各VLAN的广播包，又转发了VL
