虛擬局域網(wǎng)技術(shù)VLAN的管理與測(cè)試

　　目前，交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)上占據(jù)了主導(dǎo)地位，其中原因是：首先是交換機(jī)性價(jià)比高，其次是結(jié)構(gòu)靈活， 可以隨著未來(lái)應(yīng)用的變化而靈活配置。
　　
　　數(shù)字最能說(shuō)明問(wèn)題。在有一個(gè)100Mbps上行鏈路的交換機(jī)里，每個(gè)10Mbps受控交換機(jī)端口的成本為100美元。 路由選擇技術(shù)并不真正按給每個(gè)端口分配一個(gè)用戶的方式來(lái)分段網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)路由器端口的成本至少是交換機(jī)端口的三四倍， 因而管理負(fù)擔(dān)大得驚人。盡管用路由器分段的網(wǎng)絡(luò)只有TCP/IP通信量，但由于成本高，性能不高，子網(wǎng)太多，并且配置工作量大， 所以很快就行不通了。相比而言，交換機(jī)和集線器一樣，是即插即用設(shè)備。目前正在出現(xiàn)具有“自學(xué)”功能的路由選擇設(shè)備， 采用所支持的協(xié)議自動(dòng)配置端口。在缺省情況下，純交換網(wǎng)絡(luò)是平面網(wǎng)絡(luò)。如果每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的交換端口， 網(wǎng)絡(luò)就很難發(fā)生爭(zhēng)用情況，即入站通信量與節(jié)點(diǎn)的出站通信量發(fā)生資源爭(zhēng)用，反之亦然。相比而言，在傳統(tǒng)的共享網(wǎng)段或者環(huán)里， 每個(gè)節(jié)點(diǎn)的吞吐量隨著節(jié)點(diǎn)的增多而下降，例如有25個(gè)節(jié)點(diǎn)的10BaseT網(wǎng)絡(luò)只能給每個(gè)節(jié)點(diǎn)平均提供400Kbps帶寬， 而有專業(yè)交換端口的節(jié)點(diǎn)卻擁有10Mbps吞吐量。
　　
　　一般被節(jié)點(diǎn)用于做廣告或者尋找目前未知的廣播技術(shù)可大大提供這種網(wǎng)絡(luò)的吞吐量， 而通常的單址廣播幀只能廣播到一個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)和中間交換端口。自從網(wǎng)橋流行的那一天起， 我們就知道我們實(shí)際上并不希望有數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)的廣播域，因?yàn)閺V播風(fēng)暴無(wú)法預(yù)測(cè)且難以控制。
　　
　　把平面網(wǎng)絡(luò)變成較小的廣播域，無(wú)異于使交換網(wǎng)絡(luò)變成一種豐富多彩的調(diào)色板。與其用路由器定義任意大小的子網(wǎng)， 倒不如用交換機(jī)建立VLAN。　　

VLAN的管理

　　VLAN與交換網(wǎng)絡(luò)密不可分，但實(shí)施VLAN要重新定義管理環(huán)境。VLAN定義的邏輯域涉及網(wǎng)絡(luò)里的可能視圖， 因而網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)可顯示IP圖像，有時(shí)還會(huì)顯示基于IPX的圖像。如果部署VLAN，其拓?fù)淇赡芘c上述視圖不匹配。 當(dāng)VLAN部署完畢之后，你很可能對(duì)根據(jù)逐個(gè)VLAN監(jiān)視通信量并生成警報(bào)這一點(diǎn)感興趣。
　　
　　在目前，大多數(shù)基于交換機(jī)的VLAN是專用的。IEEE 802.1P委員會(huì)開(kāi)發(fā)出一種多址廣播標(biāo)準(zhǔn)， 使VLAN成員可以在取消VLAN廣播抑制任務(wù)的情況下通信。在可互操作的軟件和硬件里實(shí)現(xiàn)上述標(biāo)準(zhǔn)之前， VLAN配置仍將要求維護(hù)單一供應(yīng)商交換機(jī)環(huán)境。
　　
　　即使在單一供應(yīng)商VLAN里，網(wǎng)絡(luò)管理也是一種挑戰(zhàn)， 例如檢查VLAN對(duì)話要求管理軟件處理的統(tǒng)計(jì)信息不同于檢查常見(jiàn)的LAN或IP子網(wǎng)對(duì)話： RMON MIB和RMON-2 MIB分別提供確定LAN和子網(wǎng)信息的框架，而VLAN配置必須定義自己的MIB， 或者配置如何根據(jù)其他MIB獲得上述信息。此外，為了提供連貫的VLAN行為特性圖，管理軟件要收集并合并來(lái)自多個(gè)RMON檢測(cè)器的數(shù)據(jù)。
　　
　　如果上述問(wèn)題很嚴(yán)重，就要考慮捕捉多交換機(jī)VALN數(shù)據(jù)的地方只限于中間交換機(jī)鏈路或者主干網(wǎng)。在大型網(wǎng)絡(luò)里， 主干幾乎都在100Mbps以上，高速控制器的部署與常見(jiàn)VLAN不一樣，而且成本很高。

VLAN的配置

　　如果根據(jù)交換機(jī)端口定義VLAN，通常很容易用某種拖放軟件把一個(gè)或多個(gè)用戶分配到特定的VLAN。在非交換環(huán)境里，移動(dòng)、 添加或更改操作很麻煩，有可能要改動(dòng)接線板上的跳線充一個(gè)集線器端口移動(dòng)到另一個(gè)端口。然而，改動(dòng)VLAN分配仍然要靠人工進(jìn)行： 在大型網(wǎng)絡(luò)里，這樣做很費(fèi)時(shí)，因而很多聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商鼓吹采用VLAN可以簡(jiǎn)化移動(dòng)、添加和更改操作。

　　基于MAC地址的VLAN分配方案確實(shí)可使某些移動(dòng)、添加和更改操作自動(dòng)化。 如果用戶根據(jù)MAC地址被分配到一個(gè)VLAN或多個(gè)VLAN， 他們的計(jì)算機(jī)可以連接交換網(wǎng)絡(luò)的任何一個(gè)端口，所有通信量均能正確無(wú)誤地到達(dá)目的地。顯然，管理員要進(jìn)行VLAN初始分配， 但用戶移動(dòng)到不同的物理連接不需要在管理控制臺(tái)進(jìn)行人工干預(yù)；例如有很多移動(dòng)用戶的站， 他們并非總是連接同一端口――或許因?yàn)檗k公室都是臨時(shí)性的，采用基于MAC地址的VLAN可避免很多麻煩。
　　
　　傳統(tǒng)的Layer3技術(shù)怎么樣呢？這里離開(kāi)VLAN最近的是IP子網(wǎng)：每個(gè)子網(wǎng)需要一個(gè)路由器端口， 因?yàn)橥ㄐ帕恐荒芡ㄟ^(guò)一個(gè)路由器從一個(gè)子網(wǎng)移動(dòng)到另一個(gè)子網(wǎng)。由于IP32位地址提供的地址空間很有限，所以很難分配子網(wǎng)地址， 還有看你是否熟悉二進(jìn)制算法。因此，在IP網(wǎng)絡(luò)里執(zhí)行移動(dòng)、添加和更改操作很困難，速度慢，容易出錯(cuò)，而且費(fèi)用大。另外， 在公司更換ISP或者采用新安全策略時(shí)，可能有必要重新編號(hào)網(wǎng)絡(luò)，這對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)是無(wú)法想像的。
　　
　　實(shí)際上，如果有人采用現(xiàn)有的有子網(wǎng)的路由IP網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)IP地址訪問(wèn)任意VLAN成員，路由器就可能會(huì)被不必要的通信量淹沒(méi)。
　　
　　如果很多子網(wǎng)里都有VALN成員，常用的VLAN廣播必須通過(guò)路由器才能達(dá)到所有成員。此外， 糟糕的是廣域鏈路會(huì)生成額外廣播通信量；有WAN連接服務(wù)的VLAN成員數(shù)通常應(yīng)該保持在最低水平。實(shí)際上， 基于Layer3地址的VLAN成員值有可能在增強(qiáng)和修改現(xiàn)有子網(wǎng)分布方面很有用，例如可通過(guò)一個(gè)全子網(wǎng)給VLAN添加兩個(gè)新節(jié)點(diǎn)， 或者可用兩個(gè)子網(wǎng)組成一個(gè)VLAN而無(wú)須重新編號(hào)。
　　
　　Cabletron的SecureFast Virtual Networking Layer3交換技術(shù)采用路由服務(wù)器模型而不是傳統(tǒng)的路由選擇模型。 第一個(gè)信息包傳送到路由服務(wù)器進(jìn)行常規(guī)路由計(jì)算，但交換機(jī)能記憶路徑，因而后續(xù)信息包可在Layer2交換，而無(wú)須查對(duì)路由表。 由于有了基于純Layer3地址的VLAN，所以IP地址可以作為通用網(wǎng)絡(luò)ID，允許任何人連接任何數(shù)據(jù)鏈路，從而獲得全網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)， 大大簡(jiǎn)化移動(dòng)、添加和更改任務(wù)。
　　　　
　　但是，還有其他方法解決IP子網(wǎng)引起的管理問(wèn)題。DHCP（動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）已經(jīng)在連接時(shí)給用戶分配地址的其他技術(shù)， 都可用于解決上述問(wèn)題。

VLAN的測(cè)試

　　傳統(tǒng)上，共享介質(zhì)如Ethernet沖突網(wǎng)段或者令牌環(huán)，已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)管理的級(jí)別單元， 連接網(wǎng)段或環(huán)任何地方的協(xié)議分析儀都可捕捉所以節(jié)點(diǎn)自己發(fā)生的所有對(duì)話。集線器的SNMP代理捕捉整個(gè)網(wǎng)段通信量， 錯(cuò)誤和廣播統(tǒng)計(jì)信息。RMON檢測(cè)器（一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器或手持式故障排除設(shè)備）可檢測(cè)共享介質(zhì)發(fā)生的所有重大事件。 這些設(shè)備提供測(cè)試手段即基本數(shù)據(jù)捕捉作業(yè)，旨在有效管理網(wǎng)絡(luò)。
　　
　　交換網(wǎng)絡(luò)必須裝備類似的工具。網(wǎng)絡(luò)數(shù)或者環(huán)數(shù)成倍增加，因而必備的設(shè)備也相應(yīng)地成倍增加。對(duì)于老式10BaseT來(lái)說(shuō)， 大多數(shù)獨(dú)立RMON檢測(cè)器的價(jià)格比較昂貴。
　　
　　同時(shí)，任何網(wǎng)段的通信量都可能只有一個(gè)源和一個(gè)目的地，使問(wèn)題分析變得很困難。即使是很簡(jiǎn)單的問(wèn)題， 如觀察廣播是否正確無(wú)誤地傳送到VLAN成員，而不傳送到其他節(jié)點(diǎn)，也要把協(xié)議分析儀和一個(gè)三端口中繼器連接到VLAN的每個(gè)網(wǎng)段上。
　　
　　但情況并非很糟糕。常用的連接部件如NIC，連接器，電纜和端口可用以前的方法測(cè)試，它們并不受交換結(jié)構(gòu)的影響。服務(wù)器，路由器， 打印機(jī)和工作站發(fā)生的問(wèn)題可能會(huì)很難解決。如何路由器采用NetBIOS橋結(jié)VLAN不當(dāng)，可以從VLAN里的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)診斷出來(lái)。 其他問(wèn)題如沖突，應(yīng)該可以消除掉，因?yàn)榻橘|(zhì)不再是共享介質(zhì)，或者共享程度不象以前那么高。
　　
　　針對(duì)交換網(wǎng)絡(luò)測(cè)試設(shè)備不足的問(wèn)題，交換機(jī)供應(yīng)商做了很多工作。很多交換機(jī)都可配置一個(gè)監(jiān)視端口， 以便連接協(xié)議分析儀或者其他監(jiān)視器。在有的交換機(jī)里，可以配置監(jiān)視端口檢查任何兩個(gè)端口之間的通信量。在少數(shù)基于底板的交換機(jī)里， 監(jiān)視端口可用于捕捉交換機(jī)傳送的所有通信量。這些監(jiān)視工作可以通過(guò)神奇的電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不影響交換機(jī)的性能， 如果你的交換機(jī)沒(méi)有監(jiān)視端口，并且每個(gè)端口都沒(méi)有RMON，就不能執(zhí)行監(jiān)視作業(yè)，即使可以執(zhí)行也很難且代價(jià)昂貴。因此購(gòu)買(mǎi)交換機(jī)必須考慮它有沒(méi)有監(jiān)視端口。
　　
　　另外，很多交換機(jī)供應(yīng)商還為每個(gè)端口配備了RMON代理。如果基本的交換機(jī)硬件沒(méi)有集成RMON設(shè)備，它不會(huì)削弱系統(tǒng)的總體性能。

結(jié)束語(yǔ)

　　大供應(yīng)商旨在支持基于端口、MAC地址和Layer3地址建立VLAN。也有一種說(shuō)法是支持基于應(yīng)用的VLAN成員， 從而壓縮視頻或音頻數(shù)據(jù)流的多址廣播支持。當(dāng)VLAN定義很豐富而且靈活的時(shí)候，其他令人感興趣的管理服務(wù)才可能走向成熟。 特別地，管理員再也不必為了建立VLAN成員而把一個(gè)圖標(biāo)拖到一個(gè)映象上去，VLAN可采用策略管理動(dòng)態(tài)定義。
　　
　　隨著可動(dòng)態(tài)定義的VLAN產(chǎn)品和方案的推出和實(shí)施，配置和管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所面對(duì)的挑戰(zhàn)也將發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變。 對(duì)于陷于沉重管理事務(wù)的管理員來(lái)說(shuō)，VLAN似乎并不能改變他們的窘境，因?yàn)樗麄儽仨毻鼌s某些基于路由器的聯(lián)網(wǎng)原理。 但無(wú)論如何，每個(gè)管理員都將要面對(duì)交換式網(wǎng)絡(luò)，而VLAN是實(shí)現(xiàn)商業(yè)目標(biāo)的重要工具。