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以太网VLAN动态学习机制的研究与实现
作 者: 张力
导 师: 程友清
学 校: 武汉邮电科学研究院
专 业: 通信与信息系统
关键词: 以太网 以太网交换机 VLAN 动态VLAN GVRP VTP
分类号: TP393.11
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
在以太网交换机中VLAN是一个很基础很重要的功能。通过VLAN,对二层网络进行子网划分,提高网络性能,降低广播风暴的危害。由于VLAN需要由网络管理员进行配置,当网络规模较大时,对VLAN的管理会比较复杂。在一个结构复杂的网络中,VLAN成员可能会产生变化,如果都由管理员来设置和改变,对管理员而言是一个很沉重的负担,而且容易引起由于VLAN配置错误造成的业务中断、成环等重大工程事故,对网络的安全性是一个严竣的考验。因此在这样的网络上,需要一种技术能够进行动态的VLAN管理,这样就可以大大减轻管理员的负担,同时能够快速进行整个网络VLAN的配置,达到网络中VLAN的统一,使网络中的交换机都能在VLAN配置上一致,实现自由通信。本课题主要是在以太网交换机上实现VLAN动态管理功能。采取的研究方法是理论研究和实践相结合。理论研究主要是对目前已有的VLAN动态管理机制GVRP和VTP协议进行深入的学习和研究,对二者结构和功能深入理解。实践方面主要是通过编码实现GVRP、VTP协议并在相关产品上应用。通过产品的逐步测试和在实际项目中的应用,本文所设计出的VLAN动态管理模块能正确稳定的运行,实现所需要的功能。本文的主要创新点在于在对GVRP和VTP协议进行分析与研究的同时自主研发了一种新的VLAN动态管理协议。论文总结了笔者参与以太网交换机研发工作心得,参照IEEE802.1D和IEEE802.1Q等标准规范,系统地分析了GVRP协议以及VTP协议的特点,深入的研究了二者的实现方案,使用C语言在基于VxWorks的系统上开发完成具有较好可扩展性和移植性的动态VLAN管理软件,该软件在系列以太网交换机中的得到了应用,实际运行稳定可靠。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-8 第1章 绪论 8-11 1.1 以太网技术的发展 8 1.2 GVRP 与 VTP 协议的引入 8-9 1.3 论文组织结构及本人所做工作 9-11 第2章 以太网交换技术概述 11-16 2.1 以太网交换技术概述 11-13 2.1.1 以太网技术发展历史 11-12 2.1.2 二层交换技术 12-13 2.2 VLAN 概述 13-16 2.2.1 VLAN 的定义 13-14 2.2.2 VLAN 的优点 14-16 第3章 VTP 协议研究 16-29 3.1 VTP 协议原理 16-19 3.1.1 VTP 的定义 16 3.1.2 VTP 中的概念 16-19 3.2 关于 VTP 版本问题 19 3.3 协议帧类型、作用及结构 19-22 3.4 工作原理 22-23 3.5 拓扑分析 23-29 第4章 GARP/GVRP 协议研究 29-48 4.1 GARP 协议原理与概述 29-31 4.2 GARP 协议结构框架 31-32 4.3 GARP 运行过程 32-33 4.4 GARP 协议报文结构 33-36 4.5 GARP 定时器 36-37 4.6 GARP 状态机 37-42 4.6.1 Applicant 状态机 38-41 4.6.2 Registrar 状态机 41-42 4.7 GVRP 协议概述 42-43 4.8 GVRP 工作过程 43-48 第5章 改进的 VLAN 动态学习方案的实现 48-66 5.1 改进的 VLAN 动态学习方案模型 48-64 5.1.1 提出新动态学习方案的原因 48-53 5.1.2 VALP 主要数据结构 53-56 5.1.3 VALP 总体设计框架 56-57 5.1.4 VALP 配置流程图 57-61 5.1.5 收包处理流程图 61-64 5.2 协议个性化设计 64-65 5.3 协议实现限制性条件 65-66 第6章 总结和展望 66-68 参考文献 68-70 致谢 70-71 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文 71-72 附录 2 主要英文缩写语对照表 72
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 局域网(LAN)、城域网(MAN) > 以太网
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