VLAN技术在校园网建设中的应用
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作者:王联俊 何伟 张娜娜
摘要：该文在描述了VLAN技术的基本概念和原理的基础上，结合实际的网络规划和交换机VLAN、Trunk的配置方法来分析VLAN技术在校园网建设中的具体应用。
关键词：VLAN;校园网;广播风暴
中图分类号：TP399 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）08-0025-02
随着我国信息技术的发展，局域网的应用越来越广泛，使用局域网的部门和用户急剧增加。大学校园中，教学楼、实训室、学生宿舍、教师公寓分散在校园中的不同位置，增加了IP地址统一分配和管理的难度。随着校园网络接入设备数量的日益增多，校园网络安全和结构向复杂方向发展，这对校园网的建设提出了更高的要求。VLAN技术产生和快速发展，不仅为解决网络冲突和广播风暴提供了可选择的策略，还可以提高网络性能和安全性，它为新校园网的建设和应用提供了良好的解决方案。
本文将通过网络划分、VLAN以及Trunk的配置详细分析和讨论VLAN技术在校园网建设中的作用及其具体应用实践。1VLAN技术简述
虚拟局域网VLAN（Virtual Local Area Network）.是一种实现虚拟网络工作组的网络交换技术，该技术不再是从物理上将网络划分成网段，而是通过网络設备在逻辑上将网络划分成不同的网段。不同的VIAN工作组之间的通信必须通过相应的路由转发来完成，不能直接通信;相同VLAN组中的用户通信不需要路由的支持，可直接通过VLAN交换机完成通信。在此情形下，VLAN内部的广播和单播流量不会被转发到其他的不同VLAN网络组中。这可在一定程度上节省网络带宽，提高网络性能，同时又能够达到降低购买设备的成本，简化网络，提高网络的安全性[1]。
随着交换技术的快速发展，推动了VLAN技术的广泛应用。使用VLAN技术将网络在逻辑上划分为不同的网段，减少不必要的数据广播，可以进一步改善网络安全问题，简化网络结构。在共享网络中，一个物理网段就相当于一个广播域。在交换网络中，广播域其实是一组虚拟网段，由任意选定的链路层网络地址组成。因此，在网络规划中就可完全按照网络管理功能进行网络工作组的划分，解决了共享网络中关于地理位置的限制问题[2]。这种按照管理功能划分网络工作组的模式，有利于网络的重组以及网络性能的提高。
VLAN是在物理网络的基础上通过技术手段按照管理功能建立的逻辑网络。VLAN技术的应用有效地优化了网络，具有以下几个方面的特点：（1）网络管理便捷;（2）提高了网络连接的灵活性;（3）防范广播风暴;（4）提高网络整体安全性[3]。
2 VLAN在校园网建设中的应用实践
2.1 VLAN的设计和目标
在应用VLAN建设校园网的实际过程中，设计VLAN的原则要以网络安全性、网络可扩展性和应用需求为准，既要考虑现有的网络安全问题以及实际业务需求，又要兼顾到未来由于业务的变化引发的网络扩展问题。由于校园网中网络用户的特殊性（新生和毕业生），用户数量可能经常发生变动，这需要规划中的网络在配置上能提供较好的灵活性。
在校园网实践建设中，可视办公部门、二级学院、各教学楼为独立的网络使用团体，将它们划分到不同的VLAN网络，并对其进行相应的配置。部分规划如表1和图1所示。
2.2 Trunk设置
Trunk -般可解释成“端口汇聚”，使用该技术可以在不同的交换机之间建立一条点对点的数据链路，链路中各交换机的端口统称为中继端口。一条Trunk链路中可以传输多个分属于不同VLAN的数据流，并且允许网络用户将VLAN的范围在不同交换机上扩展。
在建设校园网的实践过程时，配置Trunk绝对是必需的。在Trunk设置完成后，Trunk数据链路不归属于网络中的任何一个VLAN，它只是网络中的VLAN管道。在网络交换中，交换机将处于VLAN网络中的某个Trunk中的端口以及该Trunk以外的端口的负载自动分配到该Trunk中的各个端口。由于同一VLAN网络中的端口可以通过Trunk链路来相互转发数据，因此不会发生广播风暴[4]。配置代码如图2所示。
2.3交换机VLAN的配置过程
VLAN的配置过程其实非常简单（以基于端口的配置方式为例），交换机有一个默认的1号VLAN，但在网络规划实践过程中，建议将管理VLAN设置为512。并在512的VLAN上配置IP，以便于管理及远程连接交换机。
下面以配置逸夫楼交换机为例，逸夫楼B栋一共拥有两台24口的IOOM交换机。以二楼的交换机为主，我们先将24口的VLAN都先配置为VLAN2005，但由于逸夫楼机房众多，为了防止发生广播风暴及提高网络性能。我们将每一个机房都单独划分一个VLAN，如逸夫楼B栋308教室的VLAN为427，交换机端口号为5号，IP地址规划则为10.22.13.0/25;逸夫楼B栋208教室的VLAN为422，交换机端口号为14号，IP地址规划则为10.22.10.128/25。
在配置模式下，开始创建VLAN，具体的配置指令如下：
DQYFLB2L>en
Password：
DQYFLB2L#configure
DQYFLB2L（config）#vlan 2005
DQYFLB2L（config）#vlan 422
DQYFLB2L（config）#vlan 427
DQYFLB2L（config-vlan）#exit
上面配置完成后，下一步需要在端口所在的交换机进行配置。选择端口，进入接口配置模式，具体的详细配置指令如下：
DQYFLB2L#configure DQYFLB2L（config）#interface range fastEthernet 0/1-24
DQYFLB2L（config-if-range）# switchport access vlan 2005
DQYFLB2L（config-if-range）#exit
DQYFLB2L（config）#interface f'astEthernet 0/5
DQYFLB2L（config-if-FastEthernet 0/5）# switchport accessvlan 427
DQYFLB2L（config-if-range）#exit
DQYFLB2L（config）#interface fastEthernet 0/14
DQYFLB2L（config-if-FastEthernet 0/14）# switchport accessvlan 422
DQYFLB2L（config-if-FastEthernet 011 4）#end
3 結束语
校园网的规划和建设是一项比较复杂的系统T程，往往不能一蹴而就。在实践建设过程中，需要考虑的问题比较多，如用户的特殊性，导致联网用户经常发生变化，需要考虑网络的可展性。使用VLAN技术可提升校园网网络连接的灵活性，并在一定程度上阻止校园网中计算机病毒的大规模传播，改善网络的安全性。本文通过一个具体的校园网建设实际案例，详细分析了校园网中Trunk和VLAN的作用及其配置。但在实际应用过程中，还需要结合校园网的业务需求，在保证网络安全的基础上，重点突出网络的可扩展性及稳定性。
参考文献：
[1]冯栋柱，杨登.基于VLAN技术在高校校园网建设中的应用[J].微计算机信息，2010，26（6）：133-134.
[2]计算机网络技术基础课程建设团队.计算机网络技术基础[M].西安：西安交通大学出版社，2012.
[3]刘兵.计算机网络实验教程[M].北京：中国水利水电出版社，2005.
[4]黄世权.Trunk和VLAN技术在大型校园网中的综合运用[J].安徽大学学报：自然科学版，2006，30（2）：30-32
【通联编辑：唐一东】
收稿日期：2019-11-25
基金项目：本文系国家级大学生创新训练项目“面向宿舍安全的电流监控自动断电排插装置的研究（201810548001）”的研究成果
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15201361.htm
