基于VLAN的多層交換，是在局域網(wǎng)的多臺交換機中選取一臺或幾臺交換機作為中心(即Server),采用VTP(VLAN Trunk Protocol)建立、修改和刪除VLAN。VLAN信息通過Trunk鏈路自動擴散到局域網(wǎng)中級連的交換機(即Client),使交換機保持相同的VLAN信息。

VTP技術

VTP提供了一種在交換機管理VLAN的方法。VTP被組織成管理域(VTP Domain),相同域中的交換機共享VLAN。根據(jù)交換機在VTP域中的作用不同，VTP可分為以下三種模式。

(1)服務器(Server)模式。

VTP服務器能創(chuàng)建、修改和刪除VLAN,同時，變更后的VLAN信息會通告給域中的其他交換機。默認情況下，交換機是服務器模式。每個VTP域必須至少有一臺交換機是服務器模式，域中的VTP服務器可以有多臺。

(2)客戶機(Client)模式。

VTP客戶機不允許創(chuàng)建、修改和刪除VLAN,但它會監(jiān)聽來自其他交換機的VTP通告，并更改自己的VLAN信息。接收到的VTP信息也會在Trunk鏈路上向其他交換機轉發(fā)，因此，這種交換機還能充當VTP中繼。

(3)透明(Transparence)模式。

這種模式的交換機不參與VTP,可在該模式的交換機上創(chuàng)建、修改和刪除VLAN。更改的VLAN不會通告給其他交換機，也不會接受其他交換機通告的VLAN而更改自己的VLAN。但該模式的交換機會通過Trunk鏈路轉發(fā)接收到的VTP通告，充當了VTP中繼的角色，因此，將該模式稱為透明模式。

MLS技術

多層交換(Multilayer Switching,MLS)為交換機提供基于硬件的第三層高性能交換。它采用先進的專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)交換部件完成子網(wǎng)間的IP包交換，可以大大減輕路由器在處理數(shù)據(jù)包時所引起的過高時間延遲。

MLS是一種用硬件處理包交換和重寫幀報頭，提高IP路由性能的技術。局域網(wǎng)多層交換技術支持路由協(xié)議(如IP/IPX),通過交換機的ASIC芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀轉發(fā)和重寫，以及IP包交換功能。MLS將傳統(tǒng)路由器的包交換功能遷移到第三層交換機上，其條件是要求交換的路徑必須存在。MLS主要由以下三個部分組成。

(1)多層路由處理器(MLS-RP)。

MLS-RP相當于網(wǎng)絡中的路由器，負責處理每個數(shù)據(jù)流的第一個數(shù)據(jù)包，協(xié)助MLS交換引擎(MLS-SE)在第三層的CAM(Content AddressableMemory)中建立捷徑條目(Shortcut Entry)。MLS-RP可以是一個外部的路由器，也可以由三層交換機的路由交換模塊(RSM)來實現(xiàn)。

(2)多層交換的交換引擎(MLS-SE)。

MLS-SE負責處理轉發(fā)和重寫數(shù)據(jù)包的交換實體。

(3)多層交換協(xié)議(MLSP)。

MLSP是一個協(xié)議，用來通過多層路由處理器(MLS-RP)對多層交換引擎進行初始化。 交換機通過專業(yè)化硬件ASIC芯片進行“一次路由，多次交換”處理數(shù)據(jù)包，速度相當快，可以達到幾十兆至幾百兆比特，甚至達到吉比特。

VLAN間的信息傳遞

交換機必須有一種方式來了解VLAN的成員關系，即哪一個客戶機屬于哪一個虛擬網(wǎng)。否則，虛擬網(wǎng)就只能局限在單臺交換機的應用環(huán)境里。為了使多個虛擬網(wǎng)能夠部署在多臺交換機級連的環(huán)境中，交換機采用了基于VLAN的信息傳遞技術。

(1)交換機列表支持方式(Table Maintenance)。

在這種方式下，當客戶機第一次在網(wǎng)絡上廣播其存在時，交換機就在自己內置的地址列表中將客戶機的MAC地址或交換機的端口號與所屬虛擬網(wǎng)一一對應起來，并不斷地向其他交換機廣播。如果客戶機的虛擬網(wǎng)成員身份改變了，交換機中的地址列表將由網(wǎng)絡管理員在控制臺上手動修改。隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴充，大量用來升級交換機地址列表的廣播信息將導致主干網(wǎng)路上的擁塞。因此，這種方式在實際應用中不太普及。

(2)幀標簽方式(Frame Tagging)。

幀標簽是一種流行的VLAN技術，幀標簽是在每個數(shù)據(jù)幀頭位置插入一個標簽，以標注該數(shù)據(jù)幀屬于哪個虛擬網(wǎng)。目前，很多品牌交換機均采用幀標簽方式。這種方式存在兩個問題：其一，若不同品牌交換機的標簽長度不一樣，則它們之間不能互連；其二，數(shù)據(jù)幀加上標簽后使交換機處理數(shù)據(jù)幀的負擔加重了。

(3)時分復用(Time Division Multiplexing,TDM)方式。

TDM在虛擬網(wǎng)上的實現(xiàn)方式與它在廣域網(wǎng)上的實現(xiàn)方式非常類似。在這里，每個虛擬網(wǎng)都將擁有自己的網(wǎng)絡通路。這樣，在一定程度上避免了以上兩種方式所遇到的問題。但另一方面，屬于某一個虛擬網(wǎng)的時間片斷只能被該虛擬網(wǎng)的成員使用。所以，仍然有很多帶寬被浪費了?，F(xiàn)在非常流行的ATM網(wǎng)絡也允許內部的兩個交換機之間交換虛擬網(wǎng)信息。 與上述三種方式都不同的是，ATM使用一種被稱做局域網(wǎng)仿真(LAN Emulation,LANE)的技術來實現(xiàn)這項功能。

審核編輯：劉清