基于Linux平臺(tái)的SuperVLAN和Isolate-User VLAN技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、IEEE于1999年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實(shí)現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案。VLAN技術(shù)的出現(xiàn),使得管理員根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求,把同一物理局域網(wǎng)內(nèi)的不同用戶邏輯地劃分成不同的廣播域,每一個(gè)VLAN都包含一組有著相同需求的計(jì)算機(jī)工作站,與物理上形成的LAN有著相同的屬性。一個(gè)VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量都不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到其他VLAN中,從而有助于控制流量、減少設(shè)備投資、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。
　　 VLAN之間的三層通信需要每

2、個(gè)VLAN建立一個(gè)三層接口,對(duì)IP地址會(huì)造成較大的浪費(fèi),因此引入了SuperVLAN的概念。一個(gè)SuperVLAN包含多個(gè)SubVLAN,每個(gè)SubVLAN是一個(gè)廣播域,不同SubVLAN之間二層相互隔離。SuperVLAN可以配置三層接口,SubVLAN不能配置三層接口。當(dāng)SubVLAN內(nèi)的用戶需要進(jìn)行三層通信時(shí),將使用SuperVLAN三層接口的IP地址作為網(wǎng)關(guān)地址,這樣多個(gè)SubVLAN共用一個(gè)IP網(wǎng)段,從而節(jié)省了IP地址資源。<

3、br>　　 基于用戶安全和管理計(jì)費(fèi)等方面的考慮,運(yùn)營(yíng)商一般要求接入用戶互相二層隔離。普通的隔離手段是每個(gè)用戶一個(gè)VLAN,但是根據(jù)IEEE802.1Q協(xié)議規(guī)定,設(shè)備最大可使用VLAN資源為4094個(gè)。對(duì)于核心層設(shè)備來說,如果每個(gè)用戶一個(gè)VLAN,4094個(gè)VLAN遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,因此引入了Isolate-UserVLAN的概念。Isolate-UserVLAN采用二層VLAN結(jié)構(gòu):Isolate-UserVLAN和Secondary VLA

4、N。上行設(shè)備只識(shí)別Isolate-UserVLAN,而不必關(guān)心Isolate-UserVLAN中包含的Secondary VLAN,從而節(jié)省了VLAN資源,簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)配置。
　　 本論文對(duì)SuperVLAN、Isolate-UserVLAN原理進(jìn)行深入分析和研究,分析操作系統(tǒng)的特點(diǎn),并選擇在Linux平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)VLAN子系統(tǒng)。通過分析VLAN子系統(tǒng)和交換機(jī)軟件平臺(tái)的其它子系統(tǒng)的關(guān)系,給出了VLAN子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。通過分析VLAN

5、的功能性需求,對(duì)VLAN子系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)并分析模塊之間的關(guān)系。
　　 VLAN子系統(tǒng)基于Linux內(nèi)核開發(fā),劃分為用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)兩個(gè)部分,分別處理不同的流程,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的可維護(hù)性和穩(wěn)定性。VLAN子系統(tǒng)系統(tǒng)支持分布式設(shè)備,利用多線程技術(shù)來解決了消息通信、消息處理的復(fù)雜性。完備支持主控板、備板、接口板,單獨(dú)的接口板可以進(jìn)行接口上報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā),主控板異常掛死,備板可以替換成新的主控板,從而提高報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的效率和穩(wěn)定性。系統(tǒng)測(cè)試表明,V