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局域网的组建与应用研究
来源：985论文网 添加时间：2020-05-15 11:38
局域网的组建与应用
摘要
随着最新信息技术的发展，局域网技术尤其是虚拟局域网技术的应用为人们的生活和工作带来了极大的便利。虚拟局域网的应用，不仅可以大大提高网络通信技术的管理水平和网络信息交换的速度，而且可以保证网络通信的安全性和可靠性。随着计算机网络的飞速发展，各种网络产品不断出现，频率端口也越来越多。公司对网络的依赖已从最初的网络设备选择模式转变为建立企业局域网的需求，从而为企业提供了高效，可靠和无缝的网络环境，以满足企业的各种需求。因此，在全球电子信息和网络环境的快速发展中，无论是从总体趋势还是从公司自身的商业利益出发，内部局域网的部署都是公司的首要任务。因此，如何构建一个合理，安全，高效，广泛的企业局域网值得我们研究。
关键词：局域网；VLAN；STP配置
前言
随着最新信息技术的发展，人们对计算机通信技术的需求日益增加，这种现象促进了LAN技术的发展以及LAN技术的创新和发展。VLAN的出现极大地促进了网络通信技术的管理，不仅提高了网络信息交换的速度，而且保证了网络通信的安全可靠，为人们的工作和生活提供了方便，促进了人们之间的共享。因此，虚拟技术的应用对计算机局域网的发展具有重要意义。因此，从促进VLAN发展的角度，笔者将重点研究VLAN的构建和应用。
1 虚拟局域网的相关理论
1.1虚拟局域网的概念
虚拟局域网是一种流行的虚拟化技术.该技术使真实的计算机设备和用户在进行相关的网络操作时不受空间位置的约束，并通过潜在的逻辑将它们连接起来，从而可以携带类似于同一网段之间的通信。沟通交流网络流量信息。
1.2虚拟局域网的优势
在虚拟化技术的应用中，局域网技术的变化为计算机网络的使用带来了极大的便利，这主要体现在以下几个方面。
首先，为了降低计算机局域网的管理成本，先前的技术将受到用户时间和空间的限制，并且还将限制用户的网络通信设备。由于VLAN技术的应用，用户设备不再受空间因素的限制。由于每个子网都有其自己的独立广播域，因此可以在网络之间交换网络信息，从而大大降低了用户成本。
为了确保网络通信的安全性和稳定性，现有的LAN必须通过端口进行通信。这使其在信息交换和资源共享过程中特别容易受到病毒攻击，从而难以确保网络使用的安全性。将虚拟化技术应用于LAN不仅可以提高网络安全性，而且还使您无法连接到网络。虚拟化技术可以实现网络的分段。将每台计算机划分为多个网段可使每台计算机访问网络，这是计算机使用安全的基础。
随着计算机网络访问速度的提高和虚拟技术应用于局域网的使用，有可能使用其自己的广播域来实现各种计算通信，这有助于提高网络通信速度。基于以上优点，虚拟化技术的应用在促进计算机局域网技术的发展中起着重要作用。
1.3计算机虚拟局域网组建的意义
VLA N（虚拟局域网）使用高级虚拟化技术将逻辑上的局域网划分为多个虚拟网段，以在每个网段之间交换数据。使用VLAN，用户和设备不受时间和空间的限制。虚拟化技术的应用极大地促进了局域网技术的创新，并为计算机网络的使用带来了很多便利。其优势主要体现在三个方面。首先是降低管理计算机局域网的成本。传统的局域网技术受用户时间和空间以及局域网的限制。应用VLAN技术不仅允许每个子网具有独立的广播域，而且还允许在没有空间限制的情况下使用用户设备。通过路由器接收子网信息可以交换网络信息流，从而降低了使用用户计算机LAN的成本。二是为人们的网络通信提供安全保障。在传统的LAN通信中，所有信息都必须通过端口。因此，信息交换和资源共享容易受到病毒的攻击，不能保证用户网络的安全。将虚拟化技术应用于局域网可以提高网络安全性。在虚拟局域网中，计算机无法相互访问。虚拟化技术将网络划分为多个网段。计算网络的安全性得到了保证，因为任何计算机都可以访问该网络。第三，提高计算机网络访问速度。将虚拟技术应用于局域网（LAN）会将局域网（LAN）拆分为广播域，以便它们具有用于其他计算通信的唯一广播域。
因此，当用户与网络通信时，可以减少广播域中不想要的数据的传输，从而提高网络通信速度。从这个角度来看，虚拟化技术对计算机局域网技术的创新和发展具有重大意义。
2虚拟局域网的实现
2.1实现原理
在VLAN实施过程中，VLAN交换机首先从工作站接收相关数据，并通过其自己的数据分析功能检查一些数据信息。然后，通过将信息与数据库中的VLAN进行比较来监视数据流量。要在用户在VLAN上使用时将特定数据发送到特定设备，则将相应的VLAN ID或相关标签附加到进程发送的数据中。根据VLAN ID和目标地址，可以将数据通过VLAN交换机传递到集成LAN上的适当目标。当然，如果没有将数据传输到LAN设备，则没有关联的LAN标识符。
2.2实现方法
有四种在交换机上实现VLAN的方法。基于端口的VLAN划分（即基于以太网交换机上端口的VLAN划分）有助于成员的定义，这是当前使用最广泛的方法。另一种是根据MAC地址划分VLAN，即根据每个主机的MAC地址划分VLAN，并根据主机的地址配置组，以便用户可以转到实际位置。不需要重新配置VLAN。第三，根据IP组播划分VLAN。组播是一个VLAN。实际上，VLAN技术已经扩展到了Wan，但很少使用。第四，VLAN是根据网络层划分的。可以通过每个主机的网络层地址或协议类型直接识别VLAN，从而有效减少网络流量并提高网络管理员的运营效率。
。
3 计算机虚拟局域网的组建
3.1组建原则
局域网的建立必须符合总体规划和逐步实施的原则，以及阶段性，开放性，实用性和宣传性的总体实施原则。在设置VLAN之前，您需要绘制交换机设备配置的框图。根据上述虚拟局域网的实现，选择了最适合VLAN的端口，并且每个端口都连接到由VLAN组成的子网，并且必须正确连接。此解决方案满足VLAN端口的配置要求。其次，应尽可能减少子网数量以简化该任务。如果子网数量众多，并且难以合理控制，则应执行常规数据恢复以将系统还原到默认设置。最后，您需要确保该端口需要标记，并且在必要时还符合IEEE802.1Q标准。
3.2虚拟局域网的划分
建立计算机虚拟 LAN 的第一步是确定 LAN 分区的目标。VLAN 划分与 VLAN 操作密切相关，包括 IP 子网划分、协议划分和端口划分。在 VLAN 技术的实际应用中，我们可以根据实际的网络需要进行合理的选择。在物理位置和计算机数量固定的前提下，可以使用静态端口划分方法进行 VLAN 划分。对于更多的计算机，您可以为VLAN分段选择IP网络分段方法。为了使计算机局域网的运行更加稳定，有必要为计算机网络提供良好的环境，以提高虚拟局域网的通信效率。
3.3虚拟局域网的配置
在LAN上应用虚拟技术实际上起着重要作用。 VLAN配置在此过程中起着重要作用。在构建逻辑子网的过程中，VLAN依赖于物理网络。因此，网络适配器管理在解决子网之间的关系中起着重要作用。在计算机上安装VMware Workstation可以改善计算机网络通信适配器的管理，并在计算机和虚拟局域网之间交换信息。 VLAN物理配置分为:桥接模式，NAT模式和主机特定模式3种类型。桥接模式是使用虚拟桥接网络来允许计算机网络信息相互通信。
配置图如下图1 所表示。。
图1 桥接模式虚拟局域网配置图
所谓的NAT模式是通过将虚拟局域网应用于网络设备来实现计算机连接。此模式可以轻松管理虚拟网络的DHCP服务。。
配置图如下图2所表示
图2 NAT网络虚拟局域网配置图
在网络交换机中，虚拟局域网是第一个与虚拟网络交互的模拟考试。这是所谓的仅主机模式
配置图如下图 3 所表示
图3 仅主机虚拟局域网配置图
3.4虚拟局域网网络设备
在网络交换机中，虚拟LAN直接用于实现虚拟网络交互。网络设备的选择与整个局域网的运行和管理直接相关。正确的VLAN设备不仅可以加快VLAN信息的交换速度，而且可以确保VLAN的运行。在选择VLAN设备的过程中，应满足 VLAN 要求，如参考设备型号、品牌和参数，以确保 VLAN 交换机的稳定运行。
3.5组建步骤
在某些阶段，应考虑网络架构，网络拓扑和基本设备的选择以及将来的维护和更新。 VLAN是逻辑子网，因此在选择仍在使用的特定物理网络时，应考虑对正在使用的LAN技术的适应性。在虚拟局域网（VLAN）中，路由器和第3层交换机通常用于交换和传输信息，从而有效地控制用户数量。具体阶段可以分为三个阶段。第一步是根据实际使用的计算机总数，办公室的地理位置以及整个网络布线的总体计划，制定一个切合实际的总体计划。 VLAN段应在计算机的核心服务器和防火墙上分别设置，下一步应根据实际情况进行规划和安排。第二阶段基于每个办公室的要求以及端口，协议，IP子网和MAC LAN识别技术的各种依赖性。例如，对于中小型企业，基于端口的静态虚拟局域网分段技术可能是首选，因为办公室中使用的计算机数量以及空间和位置元素发生变化的可能性相对较小。基本过程是基于所有端口建立VLAN端口成员资格，然后将数据从端口转发到指定的LAN数据包。第三步是解决与路由器和ACL访问配置有关的问题。虚拟局域网技术可实现计算机服务器设备之间的高效通信，从而克服空间位置的限制，而局域网的其余部分则需要相关管理人员的批准。
如果需要启用和禁用三步路由来设置局域网，请根据实际情况进行切换。第四步是根据实际设计和命令参数选择合理的网络设备。根据不同品牌和交换机型号的性能和配置，您需要对相关配置进行排序，以区分LAN配置参数和语法命令。
4 计算机虚拟局域网的应用
.1局域网内部的局域网 VLAN技术广泛应用于各个领域。由于企业和用户对VLAN的要求不同，因此需要将局域网（LAN）划分为几个单独的LAN，以满足LAN的不同需求。对于某些大型企业，计算机设备的固定数量和物理位置直接建立了适合企业网络通信的虚拟局域网。公司建立局域网时，可以在每一层建立一个单独的虚拟局域网，并且该局域网独立于其他局域网。由于访问限制，计算机无法将此端口用于任何其他目的。由于在空间中移动物理位置的网络通信问题，可以通过设置内部虚拟局域网来解决。例如，虚拟局域网技术是当前校园网络管理的主要方法。如果存在属于更改后的LAN和登录名的帐户，则可以在虚拟LAN的范围内执行网络通信。因此，为了使人们的生活和工作更加方便，您可以设置一个称为主机模式的内部VLAN VLAN。配置图如图3所示。
4.2网络的共享访问
随着计算机网络通信技术的飞速发展，人们越来越依赖计算机和Internet，并且对虚拟局域网的使用要求也越来越高。在这种环境下，网络共享访问技术诞生了。在共享的网络通信环境中，用户根据需要使用网络，这称为虚拟局域网共享。例如，共享网络平台已在中国的大型企业中广泛使用。员工可以连接到公司的共享网络以访问Internet。另外，中继技术的二次应用是VLAN技术应用的主要部分。为了实现您所在区域的网络通信共享，用户可以通过中继调整路由器。当前，中国的虚拟局域网（vlan）共享技术具有许多缺点，例如个人信息泄漏。因此，为了更有效地开发计算机虚拟局域网（VLAN），您需要关注虚拟化技术的创新，并为确保用户网络共享的安全性奠定基础。
4.3实现虚拟局域网的交叠
VLAN 技术改变了一个 VLAN 的交换机的旧缺点。一个交换机可以对应多个 VLAN，可以实现临时 VLAN 和突发 VLAN 的划分。例如，大型企业的部门制度也比较复杂。组建响应团队时，请从每个独立的 VLAN 部门中选择几个成员。在这一过程中，必须确保团体之间以及成员与前部门之间的沟通自由。这种重叠技术可以灵活地安排企业中的人员沟通。为了提高人员的通信效率，需要设置临时人员对应的交换机端口。
5 局域网组建策略模型的分析与实现
5.1用户需求分析
企业办公楼内部网络作为一种重要的办公资源，为企业提供办公自动化、计算机管理、资源共享和信息交换等全方位服务。目前，鉴于动物园的信息点，它们可能会在未来扩大。企业的许多工作依赖于网络，这需要网络性能来满足高效办公的要求。同时，网络的可靠性非常高，这要求网络不能在办公时间关闭。因此，在网络设计过程中应充分考虑网络设备的可靠性。同时，应考虑网络设备和线路的冗余备份，由单点故障引起的整个网络故障不应影响企业的正常运行。企业需要通过专线接入外部网络
5.2整体设计方案
需要根据需要为用户提供解决方案。首先，根据您的高稳定性，高性能和可伸缩性要求以及预算，考虑您的需求和将要使用的网络结构。然后选择正确的设备，模块和电缆。在网络设计中，有必要充分考虑网络的稳定性和可扩展性。将来，在增加用户信息点数量之后，您需要添加少量设备来满足您的需求。
5.2.1拓扑图
可以根据用户的可靠性要求将网络设计为双核结构。这样做是为了确保高性能，双核用于负载共享。如果核心交换机发生故障，则可以将数据传输到另一台交换机以进行冗余备份。
如下图 4 所展示。
图4 “双核心”结构网络拓扑图
5.2.2VLAN划分
根据用户的需求，将整个网络分为10个虚拟局域网（根据VLAN的实际情况和分段），目的是控制广播流量并达到一定的安全性。以10个VLAN为例。 VLAN ID是2-11，VLAN 1是管理VLAN。
5.2.3端口计划
（1）核心三层交换机的端口分配
将两个第3层交换机的f0/1和f0/2接口配置为中继中的EthernetChannel。 F0/10-19端口用于连接到访问层中的2楼交换机。配置有Trunko sw-3l-1的端口24连接到路由器，并由路由接口组成。
（2）接入层2交换机的端口分配
端口f0/23:24用于连接到第3层交换机，并且由中继链路组成。端口f0/1020用于连接主机。
5.2.4 VTP配置
（1）VTP将域名设置为ymxz。
（2）将密码设置为xz123
（3）启用修整
（4）在“ Serve:”模式下配置2个第3层交换机，并在sw-3l-1中添加VLAN
（5）在VTP客户端模式下，配置两个层交换机并将端口添加到相应的VLAN。
90/5000SW一3L-1#vlan data
SW-3L-1(vlan)#vtp server
Device mode already VTP SERVER.
SW-3L-1(vlan)#vtp domain ymxz
Changing VTP domain name from NULL to ymxz
SW-3L-1(vlan)#vtp password xz123
Setting device VLAN database password to xz123.
SW-3L-1(vlan)#vtp pruning
Pruning switched ON
SW-3L-1(vlan)#vlan 2
VLAN 2 added:
Name:VLAN0002
SW-3L-1(vlan)#vlan 11
VLAN 11 added:
Name:VLAN0011
SW一3L-2#vlan database
SW-3L-2(vlan)#vtp server
Device mode already VTP SERVER.
SW-3L-2(vlan)#vtp domain ymxz
Changing VTP domain name from NULL to ymxz
SW-3L-2(vlan)#vtp password xz123
Setting device VLAN database password to xz123.
SW-3L-2(vlan)#vtp pruning
Pruning switched ON
SW-2L-1#vlan database
SW-2L-1(vlan)#vtp domain ymxz
Changing VTP domain name from NULL to ymxz
SW-2L-1(vlan)#vtp client
Setting device to VTP CLIENT mode.
SW-2L-1(vlan)#vtp password xz123
Setting device VLAN database password to xz123.
配置类似
SW-2L-1(config)#interface range f0/1一10
SW-2L-1(config-if-range)#switchport access vlan 2
SW-2L-1(config)#interface range f0/11-20
SW-2L-1(config-if-range)#switchport access vlan 3
配置类似
5.2.5 配置STP
(1)设置SW-3L-1是VLAN26的生成树根网桥
(2)设置S W-3 L-2是VLAN711的生成树根网桥
SW-3L-1(config)#spanning-tree vlan 2 root primary
SW-3L-1(config)#spanning-tree vlan 3 root primary
SW-3L-1(config)#spanning-tree vlan 4 root primary
SW-3L-1(config)#spanning-tree vlan 5 root primary
SW-3L-1(config)#spanning-tree vlan 6 root primary
SW-3L-1(config)#spanning-tree vlan 7 root secondary
SW-3L-1(config)#spanning-tree vlan 8 root secondary
SW-3L-1(config)#spanning-tree vlan 9 root secondary
SW-3L-1(config)#spanning-tree vlan 10 root secondary
SW-3L-1(config)#spanning-tree vlan 11 root secondary
SW-3L-2(config)#spanning-tree vlan 2 root secondary
SW-3L-2(config)#spanning-tree vlan 3 root secondary
SW-3L-2(config)#spanning-tree vlan 4 root secondary
SW-3L-2(config)#spanning-tree vlan 5 root secondary
SW-3L-2(config)#spanning-tree vlan 6 root secondary
SW-3L-2(config)#spanning-tree vlan 7 root primary
SW-3L-2(config)#spanning-tree vlan 8 root primary
SW-3L-2(config)#spanning-tree vlan 9 root primary
SW-3L-2(config)#spanning-tree vlan 10 root primary
SW-3L-2(config)#spanning-tree vlan 11 root primary
5.2.6三层交换机的配置
（1）在第3层交换机上配置每个VLAN的IP地址，而SW-3L-1配置两个网关地址中较小的一个，即IP地址:
（2）两个第3层交换机之间的EthernetChannel配置
（3）第3层交换机路由接口配置
（4）第3层交换机的RIP路由协议配置
SW-3L-1(config)#ip routing
SW-3L-1(config)#interface vlan 2
SW-3L-1(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.192
其他VLAN的IP地址配置方法相同
SW-3L-2(config)#ip routing
SW-3L-2(config)#interface vlan 2
SW-3L-2(config-if)#ip address 192.168.10.2 255.255.255.192
其他VLAN的IP地址配置方法相同
SW一3L-1#conf t
Enter configuration commands,one per line.End with CNTL/Z.
SW-3L-1(config)#interface range f0/1-2
SW-3L-1(config-if-range)#channel-group 1 mode on
Creating a port-channel interface Port-channell
SW一3L-2#conf t
Enter configuration commands,one per line.End with CNTL/Z.
SW-3L-2(config)#interface range f0/1-2
SW-3L-2(config-if-range)#channel-group 1 mode on
Creating a port-channel interface Port-channell
SW-3L-1(config)#router rip
SW-3L-1(config-muter)#network 192.168.10.0
SW-3L-1(config-muter)#network 192.168.20.0
SW-3L-1(config-muter)#network 192.168.30.0
SW-3L-1(config-muter)#network 172.16.0.0
S W-3 L-1(config-muter)#exit
SW-3L-1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.1.2
SW-3L-2(config)#router rip
SW-3L-2(config-muter)#network 192.168.10.0
SW-3L-2(config-muter)#network 192.168.20.0
SW-3L-2(config-muter)#network 192.168.30.0
SW-3L-2(config-muter)#network 172.16.0.0
SW-3L-2(config-muter)#exit
SW-3L-2(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.1.2
5.2.7路由器的配置
路由器的配置参数如下：
（1）路由器接口的IP地址配置
（2）配置路由器以启动RIP路由协议
（3）指向10.1.1.1/24的路由器的基本路由配置
Router(config)#router rip
Router(config-muter)#network 172.16.0.0
Router(config-muter)#network 10.0.0.0
Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.1.1
5.3系统测试
配置完成后，需要进行测试，验证配置是否正确，是否能满足企业需求。测试工具（见表1）。
表1 主要测试工具
5.3.1测试内容
交换机测试:相同的VLAN和不同的VLAN，地址检查表，检查在线主机连接的VLAN状态，检查是否所有VLAN都可以通过中继端口通过，检查交换机的VLAN信息并确保VLAN学习正确拜托STP信息，检查STP根网桥是否正确，长时间对主机进行ping操作以断开上行链路，共享负载验证数据，检查VTP配置信息等。
测试路由器:测试路由表是否已正确创建，显示全局接口地址的状态，断开连接并观察对路由表的任何更改。查看界面，默认路由和动态路由配置。
5.3.2测试方法
根据设计方案的方案，验证网络设备已正确连接并且正确识别了相关电缆。根据拓扑图的划分连接网络拓扑，组合VLAN，IP和路由计划，并使用测试笔记本通过控制台端口连接到该网络设备并执行系统测试。
测试交换机:使用show run和show VLAN命令来验证网络设备的IP和VLAN配置是否符合设计计划。对同一VLAN上的不同端口执行ping操作，以测试流量是否正常。断开VLAN之间的路由并ping通，以测试多个VLAN之间的通信。恢复VLAN之间的路径，使用ping命令进行测试，使用showMAC address table命令检查MAC地址表，检查交换机是否可以学习MAC地址，并使用showVTP status命令配置VTP信息。以及VTP通知信息。生成树显示生成树的简短命令。
路由器测试: Ping用于检查网络设备的接口地址并显示IP接口命令。 Ping用于检查每个网段的互连状态。 Showip routing命令用于检查路由表。 Traceroute用于检查相关的主机地址，并验证路由是否与拓扑图匹配。
5.3.3测试结果
所有设备都稳定并且可以正常工作。所有设备之间的连接应稳定。符合功能设计要求。
6 总结
从这个角度来看，虚拟局域网的构建和应用对计算机技术的创新具有重要意义。计算机虚拟局域网技术的发展为人们的生活和工作带来了便利。根据用户的不同需求创新VLAN技术。用户可以根据需要选择如何设置VLAN，以促进计算机网络之间的信息交换。计算机虚拟局域网（VLAN）的发展，不仅为人们的网络通信提供了安全性，而且大大提高了局域网的网络通信速度。然而，计算机虚拟局域网技术必须不断地进行改革和发展，以适应时代的发展，为中国的计算机网络通信做出贡献，并促进计算机网络的发展。
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