VLAN在西安城域网中的应用

　　西安城域网于2001年五月建成，至今运行已经一年多了，它铺就了西安腾飞的信息高速公路，为西部大开发以及西安的经济发展立下了汗马功劳。西安城域网是先进网络技术的舞台，其中VLAN技术在城域网中起了很重要的作用。

　　一、VLAN的概念及作用

　　VLAN，即虚拟局域网，它的技术实质是通过在以太网帧头中加入802.1Q VLAN ID标记来区分不同的局域网来实现，在西安城域网中，它不但起到隔离广播，保障网络安全的作用，而且在业务发展方面也有一定的应用。

　　二、西安城域网简介

　　西安城域网是一个双核心星型结构，如图1所示。骨干设备为路由交换机，整个结构分为核心层、汇接层、接入层三个层次。其中，在每个汇接层放置一台宽带接入服务器（BRAS）终结本汇接区的宽带接入用户。汇接层和骨干层交换机支持4096个VLAN，接入层交换机支持64个VLAN，全VLAN ID。用户接入方式有光纤、ADSL、认证方式主要是PPPOE。

　　三、 VLAN的应用

　　1．虚拟拨号VLAN

　　该种方式要求用户端至宽带接入服务器为全二层网络，因此VLAN应从接入层交换机用户端口经过汇接层交换机划至BRAS，为了限制广播以及保障用户安全性，一般每端口分配一个 VLAN ID。

　　2．设备互连

　　基于西安城域网的设备情况，在接入与汇接之间的一个链路上既要完成三层路由功能，又要完成二层PPPOE流量，因此二，三层混跑是一个现实情况。基于对设备的研究，最后在城域网上采取了设备互联也分配一个VLAN，为这个VLAN分配一个三层接口，来达到三层互连的功能。

　　3．VPN

　　西安城域网中有用户VPN的业务，会存在这样一种需求，即在不同汇接区的用户需通过城域网组建虚拟专网。一个方法是，将用户的VLAN从一端经汇接层、核心层划至另一端，也就是使VLAN在整个城域网中互通，这样比较简单，但是不利于网络维护，影响核心层交换机功能，同时还浪费了宝贵的VLAN ID，使整个城域网的可利用VLAN数目将大大减少。另外一种方法是使用透明VLAN技术。其基本原理是：在核心层的路由交换机之上运行SUPER VLAN功能，将一个汇接区的VLAN通过核心层设备的另一个VLAN透明传输到另一个汇接区，核心层 VLAN终结于核心层设备，只在核心层有效。它的原理是在原来已经打上VLAN 标记的以太帧上再打上第二个VLAN标记。如图2所示，分布一上的VLAN10与分布二的VLAN10组成VPN，在用户帧过核心时，核心层以VLAN20做为SUPER VLAN。这种方案比第一种方案的优点是可以有效利用宝贵的VLAN ID资源，网络维护简单，亦不影响核心层交换机的功能。

　　4．节省IP地址

　　IPv4的地址数量有限，已经不能适应互联网的发展是一个不争的事实。可以有效解决地址数量问题的IPv6离现实的应用也还有一段距离。因此，如何节省宝贵的地址资源，是运营商面临的很大问题。如果城域网的设备可以实现业界流行的聚集VLAN（RFC3069）的功能，将会有效节省IP地址。传统做法是为每一个需要三层功能的VLAN配置一个三层接口，分配一段IP地址供用户使用。但是这样为用户分配的地址利用率不高，原因是这段地址的首尾两个地址不能为用户主机使用。这样，如果按用户申请4个计算，利用率将是50%，申请8个，利用率是75%。如果使用聚集VLAN，那么，多个VLAN 可以配置一个三层接口和一段地址，大大提高了地址的利用率，而防止地址盗用的问题可以由厂家设备来具体实现。目前，西安城域网还没有实现该功能，但是相信在不远的将来，在厂家与运营商的共同努力下，将会很好实现该功能。

　　四、VLAN的规划

　　西安城域网VLAN规划总的方案是这样的：以每个汇接区为单位终结VLAN,这样，每个汇接区可以有4096个VLAN资源，整个网络将有6×4096=24576个VLAN ID资源。为了适应跨汇接区的VPN互联，在核心设备上规划4096个VLAN做为SUPER VLAN。在为每个汇接区的VLAN做规划时，主要分为:光纤虚拟拨号VLAN、光纤专线VLAN、设备互联VLAN、ADSL虚拟拨号VLAN、 ADSL专线VLAN以及备用VLAN等。