以太网大规模应用突破VLAN划分瓶颈

在宽带接入迅猛发展的同时，运营商为了高质量地拓展业务，必须解决的一个问题是，如何对网络结构进行合理的分层规划，以实现对用户的定位以及业务的治理。

VLAN是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成 一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。但是，传统的以太网帧格式中只定义了4096个VLAN，对VLAN在更大规模上的应用已经形成了制约，那么，在二层网络条件下，该如何突破这种瓶颈呢?作为电信级以太网领域的领先企业，SCNB为此提出了全面的解决方案。

VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性问题而提出的，它在以太网帧的基础上增加了VLAN头，用VLANID把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户二层互访，每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围，并能够形成虚拟工作组，动态治理网络。VLAN隔离了广播通信，同时也隔离了各个不同的VLAN之间的通信，所以不同的VLAN之间的通信是需要由路由来完成的。

划分VLAN的方法主要有几种。一是根据端口来划分VLAN，这种根据端口来划分VLAN的方式仍然是最常用的一种方式;二是根据MAC地址划分VLAN，这种划分VLAN的方法的最大优点就是当用户物理位置改变时，即从一个交换机换到其他的交换机时，VLAN不用重新配置，缺点是初始化时所有的用户都必须进行配置，导致了交换机执行效率降低;三是根据网络层划分VLAN，这种划分VLAN的方法是根据每个主机的网络层地址或协议类型(假如支持多协议)划分的而不是根据路由，因此即便用户物理位置改变了，也不必重新配置所属的VLAN，缺点是重新解析帧头将降低效率;四是根据ip组播划分VLAN，IP组播实际上也是一种VLAN的定义，即认为一个组播组就是一个VLAN。这种划分方法将VLAN扩大到了广域网，因此这种方法不仅具有更大的灵活性，而且很轻易通过路由器进行扩展，当然这种方法不适合局域网，主要是效率不高。

SCNB对于VLAN划分的看法是:对于普通的VLAN划分，建议在环网内启用VLAN设置，环网上的互联的交换机上光纤采用802.1q协议，利用TRUNK链路进行互联，来承载网络的不同VLAN传输。由于目前用户端交换机性能参差不齐，假如下行接入的用户端交换机可以支持802.1qTRUNK协议建议采用中继互联，并且接收用户交换机所传送的不同的VLAN数据。假如用户端交换机不支持802.1q协议，可以替换该低端交换机，然后启用TRUNK连接，在新的高性能交换机上对此端口进行VLAN划分。

SCNB提出了StackingVLAN方案，从前瞻性的角度考虑，建议电信级以太城域网的发展目标采用每用户一个VLAN的方式进行组网。每用户一个VLAN的方式的主要优点体现在:拥有最小的广播域，网络工作效率高;用户之间的数据传送在二层上隔离，网络安全性好;每个用户拥有全网唯一的VLAN标志，可作为用户的标志，从而解决用户定位的问题;每用户一个VLAN，VLAN标志可作为区分用户进行不同服务类别处理的标签，从而增强QoS的易用性;每个用户一个VLAN使得网络的可操作性、可治理性更强。

虽然每用户一个VLAN的方案有很多优点，但必须注重到如何保证具有足够的VLAN数量。由于最初的设计问题，在以太网帧格式当中只定义了12个比特用于表示VLAN，这样共有4096个VLAN，虽然初期可以够电信级使用，但从长远来看，4096个VLAN在每用户一个VLAN的环境下很难满足需求。目前，业界使用StackingVLAN或叫做QinQ的方案解决VLAN不足的问题，

因此，SCNB提出，电信级以太城域网必须支持StackingVLAN方案，以扩充全网VLAN数量，经扩充后VLAN数量可达到16000000以上，可以满足任何规模的城域网的要求。而启用VLANStacking时，只需要在环网上启用该设置，环网以下无需支持该特性。