房靜靜

摘要：虛擬局域網(wǎng)（VLAN）技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的一項重要技術(shù)，是在物理網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立的邏輯網(wǎng)絡(luò)，其優(yōu)勢在于能夠避免廣播風暴，增強局域網(wǎng)安全性。本文分析了VLAN技術(shù)的基本概念和原理、種類及特點，介紹了人工電話交換系統(tǒng)的基本原理和功能模塊，探討了人工電話交換系統(tǒng)中劃分VLAN的方法。

關(guān)鍵詞：VLAN;人工電話交換系統(tǒng);IP地址;廣播風暴

中圖分類號：G64? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）16-0061-03

1引言

1.1VLAN的概念

VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）即虛擬局域網(wǎng)，是一種通過邏輯而不是物理地將局域網(wǎng)劃分成一個個網(wǎng)段，從而實現(xiàn)虛擬工作組的一種交換技術(shù)。每個VLAN都包含著一組具有相同工作特點的終端。一個VLAN就是一個廣播域，一個VLAN的廣播和單播流量都不會轉(zhuǎn)發(fā)到其他VLAN中。不同VLAN間不能直接通信，必須依靠路由器或三層交換機來實現(xiàn)。

VLAN是為解決以太網(wǎng)的廣播問題和安全性而提出的一種封裝協(xié)議。在基于以太網(wǎng)的通信中，必須在數(shù)據(jù)幀中指定目標IP地址，局域網(wǎng)中的每個終端收到數(shù)據(jù)幀后都進行轉(zhuǎn)發(fā)。劃分VLAN就是在數(shù)據(jù)幀中添加VLAN標簽，然后設(shè)定交換機對該標簽所在數(shù)據(jù)幀的處理方式，使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)更有目的性。VLAN標簽長4個字節(jié)，直接添加在以太網(wǎng)幀頭中，IEEE802.1Q定義了VLAN標簽的幀格式。

1.2VLAN的作用

（1）避免廣播風暴

在傳統(tǒng)局域網(wǎng)中，如果一臺終端發(fā)出廣播信息，其他所有終端都會收到。VLAN后，消息僅在屬于該VLAN的終端間傳播，縮小廣播范圍，控制廣播風暴的產(chǎn)生。即使某個VLAN產(chǎn)生了廣播風暴，也不會影響到其他VLAN的性能。通過制造較小的邏輯廣播域，VLAN可以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高網(wǎng)絡(luò)處理能力。

（2）增強網(wǎng)絡(luò)安全性

傳統(tǒng)局域中，只要把終端接入任一網(wǎng)口，就能直接訪問網(wǎng)絡(luò)，安全性差。通過劃分VLAN，控制用戶訪問權(quán)限和邏輯網(wǎng)段的大小，一個VLAN內(nèi)的用戶不能和其他VLAN內(nèi)的用戶直接通信。

（3）簡化網(wǎng)絡(luò)管理

一個VLAN中的用戶并不一定屬于同一物理局域網(wǎng)或同一物理空間，可以位于一個局域網(wǎng)中的任何位置。因此，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方便靈活，如果要把某臺新終端納入一個VLAN，只需要更改交換機上的幾條設(shè)置即可。

1.3 VLAN的種類

（1）基于端口的VLAN

是通過指定每個端口屬于哪個VLAN來劃分。這種方法操作非常簡單，只需將交換機的端口分配一下即可?？墒牵斁W(wǎng)絡(luò)中的終端數(shù)量較多時，比如上百臺，仍需一個個端口地指定，操作煩瑣。如果某個終端的物理連接改變了，就要同時更改該端口所屬VLAN的設(shè)定，所以不適合需要頻繁改變拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。

（2）基于MAC地址的VLAN

是根據(jù)終端的MAC地址來劃分VLAN，因為每塊網(wǎng)卡的MAC地址都是全球唯一的，與終端所在物理位置無關(guān)，所以這種方法的優(yōu)點是不必因為部分用戶物理位置的改變而改變網(wǎng)絡(luò)配置。缺點是VLAN初始化時所有用戶都必須一一進行配置，且個別終端更換網(wǎng)卡也要改動網(wǎng)絡(luò)配置。

（3）基于子網(wǎng)的VLAN

是根據(jù)端口所連終端的IP地址，來決定端口所屬的VLAN。即使終端更換網(wǎng)卡導致MAC地址改變，只要IP地址不變，就可以加入原VLAN。這種方法的優(yōu)點是能夠簡單地改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當終端的物理位置改變后，只需要更改IP地址即可，無須改變交換機配置。

（4）基于用戶的VLAN

是根據(jù)端口所連終端的登錄用戶信息，來決定該端口所屬的VLAN。

可見，以上幾種劃分VLAN方法的區(qū)別，主要是根據(jù)OSI參考模型哪一層的信息決定該端口所屬的VLAN。物理端口是第一層的信息，MAC地址是第二層的信息，IP地址是第三層的信息，用戶信息是第四層以上的信息。

2VLAN在人工電話交換中的設(shè)計

2.1人工電話交換系統(tǒng)工作原理

人工電話交換機系統(tǒng)采用電路交換方式，每個會話都占用人工電話交換機的兩條電路，用戶與用戶之間通信鏈路的建立是由話務(wù)員控制完成的。通常，把話務(wù)員座席稱為人工電話交換系統(tǒng)的“前臺”，把交換控制設(shè)備稱為人工電話交換系統(tǒng)的”后臺”。前臺與后臺組成一個專用局域網(wǎng)，前臺與后臺之間、前臺與前臺之間的通信，是通過基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)交換機完成的，如圖1所示。如用戶A呼叫用戶B，完整的呼叫過程是：主叫用戶A提機→后臺收到信號→前臺響鈴→話務(wù)員上線應(yīng)答→話務(wù)員接通被叫用戶B→話務(wù)員同時連通主叫A與被叫B，然后退出三方通話→主叫或被叫掛機→保存話單。

實際中，前臺的話務(wù)員座席通常配置多臺，用于實施并行電話接轉(zhuǎn)，提高服務(wù)效率。在后臺，通過局域網(wǎng)，交換主機向前臺傳送交換控制信號。前臺的話務(wù)員座席之間共享電話號碼數(shù)據(jù)。設(shè)置一個管理員座席，該管理員座席修改電話號碼后，其他座席的數(shù)據(jù)庫會自動更新本地數(shù)據(jù)庫，保持與管理員座席的數(shù)據(jù)完全一致。

2.2單機單網(wǎng)模型

單機單網(wǎng)是最簡單的模型，單機是指只有一個交換主機，單網(wǎng)是指只有一個交換控制網(wǎng)絡(luò)。交換控制網(wǎng)絡(luò)用一部三層交換機實現(xiàn)，如圖2所示。采用基于IP子網(wǎng)的VLAN劃分方法。后臺交換控制設(shè)備、前臺話務(wù)員座席和管理員座席，通過三層交換機連接。為了隔離廣播風暴，后臺與前臺屬于不同的VLAN，管理員座席與其他前臺話務(wù)員座席屬于同一個VLAN。這樣，后臺交換機控制設(shè)備構(gòu)成VLAN1，不妨將其IP地址設(shè)置為192.168.1.3。前臺管理員座席和普通話務(wù)員座席構(gòu)成VLAN3，其IP地址設(shè)置為192.168.3.…。

這樣，后臺交換主機對各功能單元的狀態(tài)查詢信號只在VLAN1內(nèi)部廣播，不會通過三層網(wǎng)絡(luò)交換機到達前臺話務(wù)員座席;前臺管理員座席修改的增量數(shù)據(jù)，也只在VLAN2內(nèi)部廣播，不會影響后臺交換主機的運行，從而對網(wǎng)絡(luò)整體形成保護。

2.3雙機單網(wǎng)模型

通常，為了人工電話交換機安全穩(wěn)定運行，后臺配置一主一備兩個交換主機，這兩部交換主機在形成保護的同時，還須相對獨立，保證一臺主機運行錯誤時可以無縫切換到另一臺，且錯誤不會蔓延，如圖3所示。由于兩個交換主機分別屬于VLAN1和VLAN2，所以其IP地址分別設(shè)置為192.168.1.3、192.168.2.3。

2.4雙機雙網(wǎng)模型

為了避免三層網(wǎng)絡(luò)交換機運行故障引起前臺與后臺之間的通信中斷，人工電話交換系統(tǒng)在前后臺之間配置兩個交換網(wǎng)絡(luò)，解決瓶頸問題，如圖4所示。主用交換主機屬于VLAN1，備用交換主機屬于VLAN2。主用和備用兩個交換主機分別連接兩部三層交換機，為表述方便，將三層交換機編號為①和②，這兩個三層交換機之間用網(wǎng)線直接連接，這樣，如果有一個三層網(wǎng)絡(luò)交換機發(fā)生故障，前臺座席也仍可以接收到來自交換主機的控制信號。后臺交換主機通過三層交換機①和②，向前臺傳送控制信號，主用交換主機的IP地址設(shè)置為192.168.1.3和192.168.1.4，備用交換主機的IP地址設(shè)置為192.168.2.3和192.168.2.4。前臺管理員座席和普通話務(wù)員座席都配置兩塊網(wǎng)卡，也分別連接三層交換機①和②，分別屬于VLAN3和VLAN4，其IP地址設(shè)置為192.168.3.…和192.168.4.…。因為三層交換機①和②之間通過網(wǎng)線連接，所以即便有一個三層網(wǎng)絡(luò)交換機發(fā)生故障，前臺座席也仍可以接收到來自交換主機的控制信號。

2.5支撐設(shè)備模型

人工電話交換是由話務(wù)員控制接線、拆線的通信方式，話務(wù)員的語氣、語調(diào)、措辭、技巧等，直接影響話務(wù)服務(wù)質(zhì)量。為了規(guī)范話務(wù)員的語言和操作，提高人工電話站的用戶體驗，需要對話務(wù)員的服務(wù)質(zhì)量進行監(jiān)督糾察，從而設(shè)置質(zhì)量評估臺，收集日常值班產(chǎn)生的話單文件，對話務(wù)員的服務(wù)質(zhì)量進行評估，并將實際案例納入訓練素材庫，實施有針對性的訓練。如圖5所示，采集服務(wù)器、三層交換機③、質(zhì)量評估臺，構(gòu)成話務(wù)服務(wù)質(zhì)量評估系統(tǒng)，所在的虛擬局域網(wǎng)為VLAN5，其IP地址為192.168.5.…。訓練服務(wù)器、三層交換機④、各訓練座席，構(gòu)成用于話務(wù)員訓練的訓練系統(tǒng)，所在局域網(wǎng)為VLAN6，其IP地址格式為192.168.6.…。訓練素材臺是跨接在VLAN5和VLAN6上的，是具有雙網(wǎng)口的終端。不管是用于質(zhì)量評估，還是用于訓練的話單文件，都自前述的三層交換機①或②獲取，因此圖5中采集服務(wù)器也是雙網(wǎng)口，一個地址屬于VLAN3或VLAN4，另一個地址屬于VLAN5。通過劃分VLAN，人工電話交換系統(tǒng)、質(zhì)量評估系統(tǒng)、訓練系統(tǒng)各終端實現(xiàn)了互聯(lián)互通且相對獨立，滿足了人工電話站的業(yè)務(wù)需求。

3結(jié)語

VLAN技術(shù)是局域網(wǎng)建設(shè)中的一種方便靈活的管理手段，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。人工電話交換系統(tǒng)從功能上分為后臺交換控制系統(tǒng)、前臺接續(xù)控制座席、質(zhì)量評估系統(tǒng)、訓練系統(tǒng)等模塊。通過合理劃分VLAN，有效隔離網(wǎng)絡(luò)風暴，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，對人工電話交換系統(tǒng)各功能模塊的正常運行和全網(wǎng)管理有著積極作用。

參考文獻：

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[2] 孫桂芝，吳曉嵐.淺析VLAN間靈活互訪[J].電子制作，2019（14）.

【通聯(lián)編輯：王力】