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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


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。

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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