计算机网络毕业论文

计算机网络毕业论文 河南商业高等专科学校 毕业设计

题 目 基于VLAN技术的校园网建设 专 业 计 算 机 应 用 班 级 10级计应三班 姓 名 赵 彩 花 指导教师 王 秀 玲

二0一二年十二月 日 摘要 目 录 第一章VLAN技术概述 .............................................. 1 1．1 VLAN的基本概念 ................................... 1 1．2 VLAN实现原理 ....................................... 2 1．3 VLAN技术在校园网的应用中的意义 ...... 3 第二章 VLAN的划分 ................................................. 7 第三章 基于VLAN交换机的互联方式 .................. 12 3.1接入链路 ....................................................... 12 3.2中继链路 ....................................................... 12 第四章 VLAN间的路由 ........................................... 14 4．1 路由器实现VLAN间的通信 ................ 14 4．2 用三层交换机代替路由器实现VLAN间的通信 ............................................................. 15 第五章 校园网VLAN及IP地址规划 .................... 17 第六章 VLAN技术在校园网中的实现 ................... 20 第七章 VLAN的配置过程及验证 ........................... 23 7．1 VLAN的配置过程 ................................. 23 7．2 实验结果验证 ......................................... 28 总结 ............................................................................. 32 致谢 ............................................................................. 34 参考文献： ................................................................. 35 第一章VLAN技术概述 校园网是给学校师生提供教学、信息查询和校园管理的一种宽带网络；是学校信息化教学和实现各项智能管理的基础；是建立远程教育体系的基本保障。随着校园网中计算机，交换机等网络设备数量的不断增加，网络流量也随之增大，使得网络出现了各种问题和故障。最主要的问题是广播风暴和IP和冲突，这两个问题会导致校园网络瘫痪，极大的影响了校园网的使用。对于网络管理者而言，急需一种技术来解决这些问题，这就是现在在交换式网络中广泛应用的虚拟局域网(VLAN)技术。VLAN作为一种新型网络技术，能够为解决网络终端节点的灵活配置和网络安全性等问题提供良好手段。因此，VLAN技术被广泛应用于网络建设中，从而为提高网络的工作效率发挥更大作用。随着校园网络的规模不断扩大和发展，也使得VLAN技术在校园网得更广泛应用。

1．1 VLAN的基本概念 虚拟局域网(VLAN)，是英文Virtual Local Area Network的缩写，是指在交换式网络中，把 2

物理局域网划分成多个独立的逻辑子网，使网络中的站点不受物理位置的限制，可以根据需要灵活地加入、删除不同的逻辑子网的一种新兴网络技术。 一个VLAN中的站点所发送的广播数据包将仅转发至属于同一VLAN的站点。因此在大型网络中使用VLAN，可以缩小广播域，提高网络的传输效率，从而大致提高网络性能的目的。

1．2 VLAN实现原理 VLAN交换机在接收到一个数据包后，首先会对这个数据包进行检查，将该数据包的目的地址与VLAN配置数据库中的MAC地址（这些MAC地址可以是静态配置的也可以是动态学习而得到的）比较，如果数据包的目的地址在同一VLAN中，那么交换机把一个 VLAN标识加到这个数据包上，再将该数据包转发到相应的目的地；如果数据包的目的地址不在同一VLAN中，VLAN交换机则不更改数据包直接转发。 比如交换机的1～5端口都属于VLAN 2，那么当端口1有一个数据包进来时，交换机自动检测到该数据包有没有8021Q标签头时，若没有则会自动为该数据包添加VLAN 2的标签头，然后 3

再将数据包转交给交换机的数据库查询模块，数据库查询模块会根据数据包的目的地址和所属VLAN对数据包进行路由，之后转交给转发模块，因为实际上发送端口所连的以太网段的计算机是不能识别这种数据包的，所以，当转发模块看到这是一个包含VLAN标签头的数据包时，会自动将数据包进来时交换机添加的VLAN标签头去掉。如果发送端口所连的以太网段的计算机能识别VLAN标签头，那么交换机就不需要添加或删除VLAN标签头了。交换机是否删除VLAN标签头这要看发送端口所连的以太网段的主机是否能识别这类数据包，即交换机的端口是哪种类型的端口。通常用于连接两台交换机的端口都是TagAware端口，这样在交换机之间交换数据包时就无须去掉VLAN标签头。

1．3 VLAN技术在校园网的应用中的意义 计算机网络影响了现代生活的很多方面，各大高校内部都建立起了局域网，随着校园网络规模的不断膨胀,网络负荷不断增大,当信道中广播包的数量占到总量的30%时,网络的传输效率将会明显下降甚至形成广播风暴,引起网络堵塞。同时,网络受到更多的安全威胁,管理也变 4

得越来越复杂,网络可用性大大降低。在局域网中应用VLAN技术可以把互相通信比较频繁的用户划分到同一个VLAN中，这样在同一个工作组中的信息传输只在同一个组内广播，从而有效地减小了广播风暴对局域网网络的影响，也减轻了因广播包被截获而引起的信息泄露，增强了网络的安全性。 一个VLAN可以根据部门职能、对象组或者应用将不同地理位置的网络用户划分为一个逻辑网段。在不改动网络物理连接的情况下可以任意地将工作站在工作组或子网之间移动。利用虚拟网络技术，大大减轻了网络管理和维护工作的负担，降低了网络维护费用。在一个交换网络中，VLAN提供了网段和机构的弹性组合机制。 在校园网的建设中应用VLAN技术，主要有以下几方面的积极意义： 第一，提高网络性能。 对于大型网络，当信道中广播包的数量占到总量的30%时，网络的传输效率将会下降甚至形成广播风暴，引起网络堵塞。为了解决这一问题，可以通过对网络划分多个虚拟局域网，把经常通信的站点划分到同一VLAN下，因为同一 5

VLAN的广播包只在同一VLAN中进行传播，这样可以把广播限制在各个VLAN内，从而减少整个网络范围内广播包的传输。 第二，增强网络安全性。 在交换机上划分VLAN以后，VLAN与VLAN之间不能直接通信，要想实现VLAN间的通信，必须通过三层交换设备或路由设备来完成。可以通过路由访问列表和端口分配等VLAN划分原则，控制用户访问权限和逻辑网段大小，将不同用户群划分在不同 VLAN 中，从而提高校园网的整体性能和安全性。如果结合相应的网络技术还可以方便地控制校园网用户的登陆地点，例如开启交换机的认证功能 ,校园网用户在登陆校园网前首先要进行身份认证，可以将认证帐号绑定到具体的VLAN中，这样只有具备相应VLAN认证帐号的用户才能在指定的VALN登陆校园网络。 第三，网络管理简单、直观。 应用VLAN技术组建的校园网，可以根据各部门职能、对象组，将不同地理位置的网络用户划分为一个逻辑网段。在不改动网络物理连接的情况下可以任意地将工作站在工作组或子网之间移动。利用VLAN技术，大大减轻了网络管理员 6

管理和维护网络的工作负担，降低了网络维护费用。实现了网段和机构的弹性组合机制。 第四，降低移动和变更的管理成本。 在学校里，由于教学人员的变更比较频繁，当把一台计算机从一个子网转移到另一个子网，如果使用了VLAN，迁移的工作只是在交换机上重新定义VLAN即可，尤其是采用网卡的MAC地址来划分VLAN时，交换机能够自动跟踪该终端的MAC地址，并自动将其纳如定义的VLAN中，对于网络管理而言，可以轻松完成变更。假若使用物理手段划分子网，这种迁移所耗费的精力和时间相当可观的。 第二章 VLAN的划分 目前，广域网和局域网技术得到广泛推广和应用。尤更其是局域网技术发展快，从传统LAN到交换LAN，再发展到虚拟LAN即VLAN。VLAN技术较传统LAN技术前进了一大步，让我们在辽阔的信息领域中拥有属于自己的空间。 VLAN建立在局域网交换机的基础之上，是局域交换网的灵魂。这是因为通过VLAN用户能方便地在网络中移动和快捷地组建宽带网络，而无需改变任何硬件和通信线路。这样，网络管理员就能从逻辑上对用户和网络资源进行分配，而无需考虑物理连接方式。VLAN充分体现了现代网络技术的重要特征：高速、灵活、管理简便和扩展容易。是否具有VLAN功能是衡量局域网交换机的一项重要指标。网络的虚拟化是未来网络发展的潮流。 VLAN作为一种新型网络技术，能够为解决网络站点的灵活配置和网络安全性等问题提供良好手段。虽然VLAN技术目前还存在诸如技术标准的统一、VLAN管理的开销和VALN配置自动化等问题，然而随着技术的进步，这些问题将逐步得到解决。VLAN技术广泛应用于网络建设，从