基于Linux平臺的SuperVLAN和Isolate-User VLAN技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、IEEE于1999年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實現(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VLAN都包含一組有著相同需求的計算機工作站,與物理上形成的LAN有著相同的屬性。一個VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量都不會轉(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VLAN建立一個三層接口,對IP地址會造成較大的浪費,因此引入了SuperVLAN的概念。一個SuperVLAN包含多個SubVLAN,每個SubVLAN是一個廣播域,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,將使用SuperVLAN三層接口的IP地址作為網(wǎng)關(guān)地址,這樣多個SubVLAN共用一個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費等方面的考慮,運營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用戶一個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。對于核心層設(shè)備來說,如果每個用戶一個VLAN,4094個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,簡化了網(wǎng)絡(luò)配置。
　　 本論文對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,并選擇在Linux平臺上實現(xiàn)VLAN子系統(tǒng)。通過分析VLAN子系統(tǒng)和交換機軟件平臺的其它子系統(tǒng)的關(guān)系,給出了VLAN子系統(tǒng)設(shè)計方案。通過分析VLAN

5、的功能性需求,對VLAN子系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計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)兩個部分,分別處理不同的流程,實現(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,單獨的接口板可以進(jìn)行接口上報文轉(zhuǎn)發(fā),主控板異常掛死,備板可以替換成新的主控板,從而提高報文轉(zhuǎn)發(fā)的效率和穩(wěn)定性。系統(tǒng)測試表明,V