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802.1Q VLAN协议和802.1P协议的实现

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802.1Q VLAN协议和802.1P协议的实现
摘要: 本文主要介绍了802.1Q VLAN协议在以太网交换机中的实现 ， 以及802.1p协议的一些基本内容 ， 有关这两个协议实现的具体细节 ， 参考802.1Q和802.1p协议的相关资料 。
一、802.1Q协议
802.1Q协议 ， 即Virtual Bridged Local Area Networks协议 ， 主要规定了VLAN的实现 ， 下面我们首先讲述一下有关VLAN的基本观念 。
Virtual LANs目前发展很快 ， 世界上主要的大网络厂商在他们的交换机设备中都实现了VLAN协议 ， 顾名思义 ， VLAN就是虚拟局域网 ， 比如对于QuidwayS2403交换机来说 ， 可以将它的24个10M以太网口划分为几个组 ， 比如协议组 ， ATM组 ， 测试组等 ， 这样 ， 组内的各个用户就象在同一个局域网内(可能协议组的用户位于很多的交换机上 ， 而非一个交换机)一样 ， 同时 ， 不是本组的用户也无法访问本组的成员 。
实际上 ， VLAN成员的定义可以分为4种：
根据端口划分VLAN
这种划分VLAN的方法是根据以太网交换机的端口来划分 ， 比如S2403的1~4端口为VLAN A ， 5~17为VLAN B ， 18~24为VLAN C ， 当然 ， 这些属于同一VLAN的端口可以不连续 ， 如何配置 ， 由治理员决定 ， 假如有多个交换机的话 ， 例如 ， 可以指定交换机 1 的1~6端口和交换机 2 的1~4端口为同一VLAN ， 即同一VLAN可以跨越数个以太网交换机 ， 根据端口划分是目前定义VLAN的最常用的方法 ， IEEE 802.1Q协议规定的就是如何根据交换机的端口来划分VLAN 。这种划分的方法的优点是定义VLAN成员时非常简单 ， 只要将所有的端口都指定义一下就可以了 。它的缺点是假如VLAN A的用户离开了原来的端口 ， 到了一个新的交换机的某个端口 ， 那么就必须重新定义 。
根据MAC地址划分VLAN
这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分 ， 即对每个MAC地址的主机都配置他属于哪个组 。这种划分VLAN的方法的最大优点就是当用户物理位置移动时 ， 即从一个交换机换到其他的交换机时 ， VLAN不用重新配置 ， 所以 ， 可以认为这种根据MAC地址的划分方法是基于用户的VLAN ， 这种方法的缺点是初始化时 ， 所有的用户都必须进行配置 ， 假如有几百个甚至上千个用户的话 ， 配置是非常累的 。而且这种划分的方法也导致了交换机执行效率的降低 ， 因为在每一个交换机的端口都可能存在很多个VLAN组的成员 ， 这样就无法限制广播包了 。另外 ， 对于使用笔记本电脑的用户来说 ， 他们的网卡可能经常更换 ， 这样 ， VLAN就必须不停的配置 。
根据网络层划分VLAN
这种划分VLAN的方法是根据每个主机的网络层地址或协议类型(假如支持多协议)划分的 ， 虽然这种划分方法可能是根据网络地址 ， 比如IP地址 ， 但它不是路由 ， 不要与网络层的路由混淆 。它虽然查看每个数据包的IP地址 ， 但由于不是路由 ， 所以 ， 没有RIP ， OSPF等路由协议 ， 而是根据生成树算法进行桥交换
这种方法的优点是用户的物理位置改变了 ， 不需要重新配置他所属的VLAN ， 而且可以根据协议类型来划分VLAN ， 这对网络治理者来说很重要 ， 还有 ， 这种方法不需要附加的桢标签来识别VLAN ， 这样可以减少网络的通信量 。
这种方法的缺点是效率 ， 因为检查每一个数据包的网络层地址是很费时的(相对于前面两种方法) ， 一般的交换机芯片都可以自动检查网络上数据包的以太网桢头 ， 但要让芯片能检查IP桢头 ， 需要更高的技术 ， 同时也更费时 。当然 ， 这也跟各个厂商的实现方法有关 。
IP组播作为VLAN
IP 组播实际上也是一种VLAN的定义 ， 即认为一个组播组就是一个VLAN ， 这种划分的方法将VLAN扩大到了广域网 ， 因此这种方法具有更大的灵活性 ， 而且也很轻易通过路由器进行扩展 ， 当然这种方法不适合局域网 ， 主要是效率不高 ， 对于局域网的组播 ， 有二层组播协议GMRP 。

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