Технология VLAN

Реферат по курсу “Вычислительные комплексы и сети”

Выполнила студентка группы ИУ5-61 Выломова Екатерина

МГТУ им.Н.Э.Баумана

Москва-2005 год

Введение

Возможно, вы слышали термин VLAN и удивлены, что же это такое и как вы можете их использовать. Термин VLAN это сокращение от Virtual Local-Area Network и наиболее часто связан с коммутаторами. Используя VLAN, вы можете помочь себе решить технические и производственные проблемы, но они могут быть использованы на ваше усмотрение. Создание очень большого числа VLAN в вашей сети может вызвать административный ночной кошмар. Если ваша организация собирается инвестировать деньги в коммутаторы Уровня 2, которые поддерживают VLAN, используйте преимущества технологии коммутации. Коммутаторы Уровня 2 обеспечивают скорость переправления фреймов, обеспечиваемую средой передачи данных и не дает задержки, которая возникает при использовании традиционных программно-ориентированных методов коммутации при помощи маршрутизаторов. Если вы собираетесь строить коммутируемую сеть, старайтесь по возможности использовать коммутацию Канального Уровня и маршрутизацию Уровня 3 по мере надобности. Существует множество новых продуктов на рынке сетевых продуктов, которые обеспечивают маршрутизацию Уровня 3 на скорости коммутации Уровня 2, но это выходит за границы этой главы.

Это очень важно полностью понимать ваши бизнес потребности и технические требования, когда вы принимаете решение использовать VLAN. Помните, что каждая виртуальная сеть VLAN, которую вы создаете, в сущности, создает сеть Уровня 3, которая должна быть маршрутизирована, поэтому, если вы имеете не только трафик внутри рабочей группы, вам необходимы функции маршрутизации вашей сети. Бурный рост e-mail, сетей Intranet и Internet ведет к бурному росту числа групп серверов. Серверы могут содержать общие файлы, приложения и серверы баз данных, обычно сгруппированные в выделенную сеть или сети VLAN и требует связи с пользователями, выходя за границы VLAN используя маршрутизаторы. Как напоминание, старайтесь разрабатывать вашу конфигурацию как можно более простой и гибкой. Начните с простого, затем внедряйте более комплексную конфигурацию, если существующая конфигурация не удовлетворяет вашим потребностям. Используйте VLAN для того, чтобы сделать вашу жизнь легче, а не тяжелее.

В этой главе мы рассмотрим преимущества сетей VLAN и их близкую связь с процессом коммутации. Мы будем использовать конфигурацию, основанную на коммутаторах Cisco серии Catalyst 5500.

1. Коммутация и Виртуальные Локальные сети VLAN

Изначально коммутаторы не обеспечивали возможности создания Виртуальных Локальных сетей, так как они использовались для простой пересылки фреймов между устройствами.Рынок коммутаторов начал быстро расти, когда концентраторы коллективного доступа к среде передачи данных (hubs) начали не справляться с растущими запросами на расширение полосы пропускания сети в связи с использованием приложений клиент-сервер, обеспечивающих Графический Интерфейс Пользователя (GUI).

Ключевая разница между коммутатором и концентратором заключается в том, как они работают с фреймами. Концентратор получает фрейм, затем копирует и передает (повторяет) фрейм во все другие порты. В этом случае сигнал повторяется, в основном продляя длину сетевого сегмента до всех подключенных станций. Коммутатор повторяет фрейм во все порты кроме того, из которого этот фрейм был получен: unicast фреймы (адресованные на конкретный MAC адрес), broadcast фреймы, (адресованные для всех MAC адресов в локальном сегменте), и multicast фреймы (адресованные для набора устройств в сегменте). Это делает их неприемлемыми для большого числа пользователей, так как каждая рабочая станция и сервер, подключенный к коммутатору, должен проверять каждый фрейм для того, чтобы определить, адресован ли этот фрейм ему или нет. В больших сетях, с большим количеством фреймов, обрабатываемых сетевой картой, теряется ценное процессорное время. Это приемлемо для небольших рабочих групп, где передача данных имеет кратковременную "взрывную" природу.

Коммутатор работает с фреймами "с пониманием" - он считывает MAC адрес входящего фрейма и сохраняет эту информацию в таблице коммутации. Эта таблица содержит MAC адреса и номера портов, связанных с ними. Коммутатор строит таблицу в разделенной памяти и поэтому он знает, какой адрес связан с каким портом. Коммутаторы Catalyst создают эту таблицу, проверяя каждый фрейм, попавший в память, и добавляют новые адреса, которые не были занесены туда ранее. Маршрутизаторы Cisco создали эту таблицу, адресуя ее по содержимому (content-addressable memory). Эта таблица обновляется и строится каждый раз при включении коммутатора, но вы можете настраивать таймер обновления таблицы в зависимости от ваших нужд. Пример 1 показывает CAM таблицу коммутатора Catalyst 5000.

В этом примере столбец VLAN ссылается на номер VLAN, которой принадлежит порт назначения. Столбец Destination MAC ссылается на MAC адрес, обнаруженный в порту. Помните, что один порт может быть связан с несколькими MAC адресами, поэтому проверьте количество MAC адресов, которое может поддерживать ваш коммутатор. Destination Ports описывает порт, из которого коммутатор узнал MAC адрес.