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Com a melhoria contínua do desempenho do hardware de rede e a redução contínua de custos, as redes de campus recém-estabelecidas usam basicamente tecnologia de rede Gigabit avançada, e seus switches centrais usam switches de Camada 3, que podem suportar a tecnologia de redes locais virtuais (VLAN), que desempenha um papel muito importante ao facilitar o gerenciamento da rede do campus e garantir a operação confiável e de alta velocidade da rede do campus.
O que é VLAN
VLAN (VirtualLocalAreaNetwork), também conhecida como rede local virtual, refere-se a uma rede lógica ponta a ponta que pode abranger diferentes segmentos de rede e diferentes redes construídas com base em uma LAN comutada e usando software de gerenciamento de rede. Uma VLAN forma uma sub-rede lógica, ou seja, um domínio de transmissão lógico, que pode abranger vários dispositivos de rede, permitindo que os usuários da rede em diferentes localizações geográficas ingressem em uma sub-rede lógica.
Condições para formar uma VLAN
Uma VLAN é uma sub-rede lógica baseada em uma rede física. Portanto, o estabelecimento de uma VLAN requer um equipamento de rede correspondente que suporte a tecnologia VLAN. Quando as diferentes VLANs na rede se comunicam, o suporte de roteamento é necessário. Neste momento, o equipamento de roteamento precisa ser adicionado - para realizar a função de roteamento, um roteador ou um switch de três camadas pode ser usado.
A estratégia básica de divisão de VLAN
Do ponto de vista técnico, a divisão de VLAN pode ser baseada em princípios diferentes. Geralmente, existem três métodos de divisão da seguinte forma:
1. Divisão VLAN baseada em porta
Essa divisão consiste em dividir várias portas em um ou mais switches em um grupo lógico, que é o método de divisão mais simples e eficaz. Neste método, o administrador da rede só precisa realocar a porta do switch do dispositivo de rede, independentemente do dispositivo conectado à porta.
2. Divisão de VLAN com base no endereço MAC
O endereço MAC, na verdade, se refere ao identificador da placa de rede, e o endereço MAC de cada placa de rede é único e fixo na placa de rede. O endereço MAC é representado por um número hexadecimal de 12 dígitos, os primeiros 8 dígitos são a identificação do fabricante e os últimos 4 dígitos são a identificação da placa de rede. O administrador da rede pode dividir alguns sites em uma sub-rede lógica de acordo com o endereço MAC.
3. Divisão de VLAN baseada em roteamento
O protocolo de roteamento funciona na camada de rede e os dispositivos de trabalho correspondentes incluem roteadores e switches de roteamento (ou seja, switches da Camada 3). Este método permite que uma VLAN se estenda por vários switches ou uma porta esteja localizada em várias VLANs.
Por enquanto, o primeiro e o terceiro métodos mencionados acima são principalmente adotados para a divisão de VLANs, e o segundo método é um esquema auxiliar.
Vantagens de usar VLAN
Usar VLAN tem as seguintes vantagens:
1. Controle a tempestade de transmissão
Uma VLAN é um domínio de broadcast lógico. Por meio da criação de VLANs, as transmissões são isoladas, o intervalo de transmissão é reduzido e a ocorrência de tempestades de transmissão pode ser controlada.
2. Melhore a segurança geral da rede
Por meio de princípios de divisão de VLAN, como listas de acesso de roteamento e alocação de endereço MAC, os direitos de acesso do usuário e o tamanho dos segmentos de rede lógica podem ser controlados e diferentes grupos de usuários podem ser divididos em VLANs diferentes, melhorando assim o desempenho geral e a segurança da rede comutada .
3. Gerenciamento de rede simples e intuitivo
Para Ethernet comutada, se o segmento de rede for realocado para alguns usuários, o administrador da rede precisa reajustar a estrutura física do sistema de rede, ou mesmo adicionar equipamentos de rede, o que aumenta a carga de trabalho do gerenciamento da rede. Para redes que usam a tecnologia VLAN, uma VLAN pode dividir os usuários da rede em diferentes localizações geográficas em um segmento de rede lógico de acordo com as funções do departamento, grupos de objetos ou aplicativos. A estação de trabalho pode ser movida entre grupos de trabalho ou sub-redes à vontade, sem alterar a conexão física da rede. O uso da tecnologia de rede virtual reduz muito a carga de gerenciamento e manutenção da rede e reduz os custos de manutenção da rede. Em uma rede comutada, a VLAN fornece um mecanismo de combinação flexível de segmentos de rede e instituições.
Tecnologia de comutação de camada 3
Os roteadores tradicionais têm funções como roteamento e encaminhamento, firewalls e isolamento de broadcasts na rede. No entanto, em uma rede onde as VLANs são divididas, a comunicação entre os segmentos de rede divididos logicamente ainda precisa ser encaminhada por meio de roteadores. Como a quantidade de dados de comunicação entre diferentes VLANs é muito grande em uma rede local, se o roteador quiser rotear cada pacote de dados uma vez, à medida que a quantidade de dados na rede continua a aumentar, o roteador ficará sobrecarregado e o roteador ficará Torne-se um gargalo na operação de toda a rede.
Sob essa circunstância, surge a tecnologia de comutação de terceira camada, que é uma tecnologia que combina tecnologia de roteamento e tecnologia de comutação em uma. Após o switch da Camada 3 encaminhar o primeiro fluxo de dados, ele gerará uma tabela de mapeamento de endereço MAC e endereço IP. Quando o mesmo fluxo de dados passar novamente, ele passará pela segunda camada diretamente de acordo com esta tabela, em vez de rotear novamente. Ele elimina o atraso de rede causado pela seleção de roteamento do roteador, melhora a eficiência do encaminhamento de pacotes de dados e elimina o problema de gargalo de rede que o roteador pode gerar. Pode-se ver que o switch da Camada 3 integra roteamento e comutação e realiza o roteamento dentro do switch, o que melhora o desempenho geral da rede.
Em uma rede gigabit com um switch de três camadas como núcleo, a fim de garantir a conveniência e segurança do gerenciamento de diferentes departamentos funcionais e a estabilidade de toda a operação da rede, a tecnologia VLAN pode ser usada para dividir a rede virtual. A sub-rede VLAN isola a tempestade de broadcast e implementa proteção de segurança para alguns departamentos importantes; e quando a localização física de um determinado departamento muda, você só precisa definir o switch para reorganizar a rede, o que é muito conveniente, rápido e economiza custos.
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