虚拟局域网 -论文

1、 武汉学院课程论文题 目： 虚拟局域网组建 课 程： 计算机组网技术与配置 学生姓名： 陈清清 学 号： 09011270 系 别： 信息系 专 业： 信息管理与信息系统 2012年5月18日 目录摘要1一计算机网络的基本概念21.1计算机网络的定义21.2计算机网络的功能21.3计算机网络的应用21.4计算机网络的分类31.4.1按地理范围分类31.4.2按传输速率分类31.4.3按传输介质分类31.4.4按拓扑结构分类4二虚拟局域网的概念4三虚拟局域网的优点43.1、增加了网络连接的灵活性43.2 、控制网络上的广播43.3 、增加网络的安全性5四虚拟局域网网络的拓扑结构5五虚拟局域网的分

2、类55.1、基于端口的划分55.2、基于MAC地址的划分65.3、基于网络层的VLAN6六Cisco Packet Tracer模拟软件76.1、安装并启动Cisco Packet Tracer76.2、Cisco Packet Tracer简要介绍7七Cisco Packet Tracer模拟软件模拟跨交换机设置虚拟局域网87.1、设备的选择与连线，以及网络结构87.2、为每台PC分配TP地址97.3、对每台PC进行VLAN的分配107.4、配置步骤107.5、验证位于相同交换机下相同vlan 、不同vlan之间以及不同交换下的PC的通信情况127.6、设置交换机，使得不同交换机下，想相同V

3、LAN的PC能相互通信147.7、验证位于不同交换机下的相同vlan的PC之间能否正常通信147.8、Cisco Packet Tracer模拟软件模拟Cisco跨交换机设置虚拟局域网成功14八结语15参考文献15虚拟局域网摘要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，

4、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。关键词：VLAN 划分 控制流量 网络管理一计算机网络的基本概念1.1计算机网络的定义计算机网络是地理上分散的计算机资源的集合,它们彼此用传输介质互联起来,遵守共同的协议相互通信,以便用户随时随地能共享信息资源和交换信息。1.2计算机网络的功能计算机网络的功能主要体现在三个方面： 信息交换：这是计算机网络最基本的功能,主要完成计算机网络中各个节点之间的系统通信。用户可以在网上传送电子邮件、发布新闻消息、进行电

5、子购物、电子贸易、远程电子教育等。资源共享：所谓的资源是指构成系统的所有要素,包括软、硬件资源,如：计算处理能力、大容量磁盘、高速打印机、绘图仪、通信线路、数据库、文件和其他计算机上的有关信息。由于受经济和其他因素的制约,这些资源并非(也不可能)所有用户都能独立拥有,所以网络上的计算机不仅可以使用自身的资源,也可以共享网络上的资源。因而增强了网络上计算机的处理能力,提高了计算机软硬件的利用率。分布式处理：一项复杂的任务可以划分成许多部分,由网络内各计算机分别协作并行完成有关部分,使整个系统的性能大为增强。1.3计算机网络的应用办公自动化、电子数据交换、远程教育、电子银行、证券和期货交易、娱乐和

6、在线游戏。1.4计算机网络的分类计算机网络的分类方式有很多种,可以按地理范围、拓扑结构、传输速率和传输介质等分类。1.4.1按地理范围分类局域网LAN(Local Area Network)局域网地理范围一般几百米到10km之内,属于小范围内的连网。如一个建筑物内、一个学校内、一个工厂的厂区内等。局域网的组建简单、灵活,使用方便。城域网MAN(Metropolitan Area Network)城域网地理范围可从几十公里到上百公里,可覆盖一个城市或地区,是一种中等形式的网络。广域网WAN(Wide Area Network)广域网地理范围一般在几千公里左右,属于大范围连网。如几个城市,一个或几

7、个国家,是网络系统中的最大型的网络,能实现大范围的资源共享,如国际性的Internet网络。1.4.2按传输速率分类网络的传输速率有快有慢,传输速率快的称高速网,传输速率慢的称低速网。传输速率的单位是b/s(每秒比特数,英文缩写为bps)。一般将传输速率在Kb/sMb/s范围的网络称低速网,在Mb/sGb/s范围的网称高速网。也可以将Kb/s网称低速网,将Mb/s网称中速网,将Gb/s网称高速网。网络的传输速率与网络的带宽有直接关系。带宽是指传输信道的宽度,带宽的单位是Hz(赫兹)。按照传输信道的宽度可分为窄带网和宽带网。一般将 KHzMHz带宽的网称为窄带网,将MHzGHz的网称为宽带网,也

8、可以将kHz带宽的网称窄带网,将MHz带宽的网称中带网,将GHz带宽的网称宽带网。通常情况下,高速网就是宽带网,低速网就是窄带网。1.4.3按传输介质分类传输介质是指数据传输系统中发送装置和接受装置间的物理媒体,按其物理形态可以划分为有线和无线两大类。有线网传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网,常用的有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维。无线网采用无线介质连接的网络称为无线网。目前无线网主要采用三种技术：微波通信,红外线通信和激光通信。这三种技术都是以大气为介质的。其中微波通信用途最广,目前的卫星网就是一种特殊形式的微波通信,它利用地球同步卫星作中继站来转发微波信号,一个同步卫星可以覆

9、盖地球的三分之一以上表面,三个同步卫星就可以覆盖地球上全部通信区域。1.4.4按拓扑结构分类计算机网络的物理连接形式叫做网络的物理拓扑结构。连接在网络上的计算机、大容量的外存、高速打印机等设备均可看作是网络上的一个节点,也称为工作站。计算机网络中常用的拓扑结构有总线型、星型、环型等。二虚拟局域网的概念VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新型数据交换技术。这一新兴技术主要应用于交换机和路由器中，但主流应用还是在交换机之中。但又不是所有交换机都具有此功能，只有VLAN协议的第三层以上交换机才具有此功能。三虚拟局域网的优点3.1、增加了网络连接的灵活性借助VLAN

10、技术，能将不同地点、不同网络、不同用户组合在一起，形成一个虚拟的网络环境 ，就像使用本地LAN一样方便、灵活、有效。VLAN可以降低移动或变更工作站地理位置的管 理费用，特别是一些业务情况有经常性变动的公司使用了VLAN后，这部分管理费用大大降低。3.2 、控制网络上的广播VLAN可以提供建立防火墙的机制，防止交换网络的过量广播。使用VLAN，可以将某个交换端口或用户赋于某一个特定的VLAN组，该VLAN组可以在一个交换网中或跨接多个交换机， 在一个VLAN中的广播不会送到VLAN之外。同样，相邻的端口不会收到其他VLAN产生的广播。这样可以减少广播流量，释放带宽给用户应用，减少广播的产生。

11、3.3 、增加网络的安全性因为一个VLAN就是一个单独的广播域，VLAN之间相互隔离，这大大提高了网络的利用率，确保了网络的安全保密性。人们在LAN上经常传送一些保密的、关键性的数据。保密的数据应提供访问控制等安全手段。四虚拟局域网网络的拓扑结构常见的网络拓扑结构主要有星形结构、环形结构、总线结构、网状结构等。如下图所示：图1 星形拓扑结构图 图2 总线拓扑结构图 图3环形拓扑结构图 图4 网状拓扑结构图五虚拟局域网的分类5.1、基于端口的划分基于端口来划分VLAN是目前最为常用的方法，具有简单、安全和实用的特点。以这种方式划分VLAN时，VLAN可以被理解为交换机端口的集合，这些被划分到同一

12、个VLAN中的端口可以是在一个交换机中的，也可以是来自不同的交换机的。例如，可以把某一交换机的1、3、6端口划分到VLAN10，而把2、4、5端口划分到VLAN20。但是划分到VLAN10中的这些端口必须使用VLAN10中的网络地址，划分到VLAN20中的端口必须使用VLAN20中的网络地址，否则将不能进行通信。按端口进行VLAN划分的设置操作较为简单，也容易被理解和接受。但是它不允许在一个端口上设置多个VLAN，同时在设备移动或添加时，需要网络管理人员对交换机的端口重新进行设置。该划分方式属于静态划分方式。5.2、基于MAC地址的划分这种方式是根据网络设备的物理地址（MAC地址）来划分VLA

13、N，属于动态划分方式。由于网络设备的MAC地址是惟一的，所以，基于MAC地址划分VLAN时，当网络设备从一个物理位置移到另一个物理位置而没有改变其VLAN时，可以避免对VLAN重新进行设置和修改。在这种方式下，每一个VLAN就是一张MAC清单。当网络规模较大、设备较多时，要对每个网络设备逐一进行VLAN设置，维护这些MAC清单也是相当繁重的一项工作，这是这种划分方式的缺点，也就是说，基于MAC的划分方式不适合于大型网络实现这种基于MAC地址划VLAN的方式，通常需要一台VLAN成员策略服务器(VLANMembershipPolicyServer，VMPS)，VMPS服务器中有一个VMPS数据库

14、，该数据库中包含了MAC地址到VLAC成员关系的关联。每当一台计算机接入交换机端口时，交换机将该交换机的MAC地址发送到VMPS服务器中，VMPS服务器将在VMPS数据库中查找该MAC地址对应的VLAN配置信息并返回给交换机进行配置。5.3、基于网络层的VLAN这是一种基于网络层协议或网络地址来划分VLAN的方式。基于网络层协议的划分是在使用多种协议的情况下，可以根据所使用的协议来划分不同的VLAN，它对每个协议有可能有不同的虚拟的拓扑形式。而基于网络地址的VLAN划分是根据所连接的计算机的网络层地址进行VLAN的划分，VLAN之间的路由是自动的，不需要外部路由器。基于网络地址的VLAN可以在

15、一个端口上设置多个VLAN。在实际应用时，应根据具体的需要和所选用的交换机设备来决定采用哪种VLAN的划分，以获得最佳的效果。六Cisco Packet Tracer模拟软件6.1、安装并启动Cisco Packet Tracer 下载Cisco Packet Tracer并解压：解压安装：双击netsim.exe程序开始安装。安装完成后，双击桌面上的Cisco Packet Tracer的图标，即可启动Cisco Packet Tracer。启动Cisco Packet Tracer 双击桌面上的Cisco Packet Tracer的图标，即可启动CiscPacketTracer。6.2、

16、Cisco Packet Tracer简要介绍 Cisco Packet Tracer界面中的设备与连接 在界面的左下角一块区域，这里有许多种类的硬件设备，从左至右，从上到下依次为路由器、交换机、集线器、无线设备、设备之间的连线、终端设备、仿真广域网。在右边你会看到各种类型的线，依次为自动选、控制线、直通线、交叉线、光纤、电话线、同轴电缆、DCE、DTE。 Cisco Packet Tracer中对设备进行编辑的右边区域 从上到下依次为选定/取消、移动（总体移动，移动某一设备，直接拖动它就可以了）、Place Note（先选中）、删除、Inspect（选中后，在路由器、PC机上可看到各种表，如

17、路由表等）、simple PPD、complex。 实时模式和模拟模式软件界面的最右下角有两个切换模式，分别是Realtime mode(实时模式)和Simulation mode（模拟模式），实时模式顾名思意即时模式，也就是说是真实模式。Cisco Packet Tracer界面，如图5所示。图5 Cisco Packet Tracer界面七Cisco Packet Tracer模拟软件模拟跨交换机设置虚拟局域网7.1、设备的选择与连线，以及网络结构选择三台交换机，以及七台PC。在交换机与交换机之间用交叉线，交换机与PC之间用直通线。选择交换机型号为2950-24，连接时注意端口， PC0、

18、PC1、PC2连接到2950-24 Switch0下的的以太网端口1、2、3；PC3、PC4、PC5连接到2950-24 Switch1下的的以太网端口1、2、3；PC6连接到2950-24 Switch2下的的以太网端口1；2950-24 Switch0与2950-24 Switch1连接端口为Fast Ethernet 0/4，2950-24 Switch1与2950-24 Switch2连接端口为Fast Ethernet 0/5，2950-24 Switch2与2950-24 Switch0连接端口为Fast Ethernet 0/2，网络结构如图6所示。 图6 设备的连接7.2、为每

19、台PC分配TP地址 单击PC，选择Desktop中IP。选择静态（static）IP，地址分配情况如下表1所示：表1 PCIP AddressSubnet MaskPC 0192.168.1.1255.255.255.0PC 1192.168.1.2255.255.255.0PC 2192.168.1.3255.255.255.0PC 3192.168.1.4255.255.255.0PC 4192.168.1.5255.255.255.0PC 5192.168.1.6255.255.255.0PC 6192.168.1.7255.255.255.0当接口为绿灯时，则表示连通，如图6所示。验证

20、是否连通，单击任意一台PC，选择Desktop中run，执行ping命令。例如：用PC 6 ping PC 0，能够通信，如图7所示图7 ping命令7.3、对每台PC进行VLAN的分配 对VLAN的划分情况如表2所示 表2设备VLAN划分情况2950-24 Switch 0创建VLAN10：VLAN20；VLAN10：Fast Ethernet 0/1VLAN20：Fast Ethernet 0/2VLAN10：Fast Ethernet 0/32950-24 Switch 1创建VLAN10：VLAN20；VLAN10：Fast Ethernet 0/1VLAN20：Fast Ethern

21、et 0/2默认VLAN：Fast Ethernet 0/32950-24 Switch 2默认VLAN： Fast Ethernet 0/17.4、配置步骤 2950-24 Switch 0交换机具体配置语句如下： SwitchenableSwitch#configureConfiguring from terminal, memory, or network terminal? Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#vlan 10Switch(config-vlan)#vlan

22、20Switch(config-vlan)#do show vlan显示结果如下图8所示： 图8 do show vlan显示结果Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interface f0/1Switch(config-if)#switchport mode accessSwitch(config-if)#switchport access vlan 10Switch(config-if)# exitSwitch(config)#interface f0/2Switch(config-if)#switchport mode accessSwitch(

23、config-if)#switchport access vlan 20Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface f0/3Switch(config-if)#switchport mode accessSwitch(config-if)#switchport access vlan 10Switch(config-if)#exitSwitch(config)#do show vlan显示结果如图9所示 图 9 分配VLAN后do show vlan显示结果2950-24 Switch 1交换机 具体配置语句如下： SwitchenableSw

24、itch#configureConfiguring from terminal, memory, or network terminal? Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#vlan 10Switch(config-vlan)#vlan 20Switch(config-vlan)#exitSwitch(config)#interface f0/1Switch(config-if)#switchport mode accessSwitch(config-if)#switchport access vlan 10Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interface f0/2Switch(config-if)#switchport mode accessSwitch(config-if)#switchport access vlan 207.5、验证位于相同交换机下相同vlan 、不同vlan之间以及不同交换下的PC的通信情况通过ping命令方式验证。任意选择一台PC，例如：PC 3在DOS提示符C:下，利用ping命令检验两台交换机下的PC之间能否通信，如图10所示，可知不能