广播电视发射台跨地域多部门间多种类业务传输中数据隔离的方法

张 君 高 轩

1.2.河北省广播电视八三四发射台 河北省 保定市 071000

1 引 言

随着时代的发展，信息技术的进步，现如今的广播电视发射台内存在着各种业务数据，例如发射机监控信息、音视频监控信息、安防信息、Internet（互联网） 信息、电话业务等等，这些业务数据的传输基本都实现了IP 化。但对于一个综合性的广播电视发射台，不同的部门可能并不在一个地域，而要实现跨地域多部门间多种类业务传输，从经济效益方面考虑不可能对每种业务单独使用一套传输链路，一般都是通过光纤或微波链路并使用Switch（交换机）来实现业务传输，如图1 所示。可是使用这种方法往往会出现几个问题：一是Switch（交换机）这种设备本身就是一个广播域，而广播是存在一定危害性的，当网络单元中充斥着大量的广播的时候，这对网络单元中的设备是一个非常大的负担，无疑增加了设备的额外损耗。二是这些业务一般是由不同的厂家完成的，难免会出现不同的业务数据使用的是相同IP 网段，如果某一部门同时需要多种业务数据就可能会出现IP 冲突，影响业务传输的稳定性。三是如果传输的业务中还包括Internet（互联网），就有可能对其它数据的安全性带来挑战。那么如何快速有效的解决上面可能会出现的问题呢？这就需要使用二层交换机中VLAN 和TRUNK 等相关知识。

图1 发射台跨区域多部门数据业务传输图

2 二层交换原理

对于数据网络，最重要的两个组成部分就是Routing （路由）和Switching（交换），解决本文引言中提到的问题的方法就只涉及到以太网二层交换技术和知识点，下面将就这些知识做一下简单介绍。

2.1 二层交换机的主要功能

①维护MAC 地址表，MAC寻址。

②数据帧的转发及过滤。

③二层环路避免及冗余性支持。

2.2 二层交换机可能出现的问题

在交换机传输数据帧时，如图2 所示，当PC1 想给PC4 传输数据时，由于交换机不知道哪个端口是PC4 的MAC 地址，这个时候交换机就会将这个数据帧给每一个接口发送一份，这个行为就叫泛洪（Flooding）。这样做的目的就是确保同一个广播域的用户都能收到这个数据帧，虽然PC2 和PC3 不需要这个数据帧并最终把它丢掉，但这对于PC2 和PC3 也会产生额外的负担。

2.3 VLAN 和TRUNK 的基本概念

2.3.1 为什么需要VLAN

①整台交换机的所有端口均属于同一广播域，网络中的设备有可能被大量的广播损耗资源，而我们需尝试将广播域的范围缩小。

②整个网络单元中存在着各种业务，例如：电话、监控、互联网等，那么我们需尝试根据业务需求灵活地规划网络结构。

VLAN（Virtual LAN）即虚拟局域网，就可以解决上述问题，通过将交换机的端口划入特定的VLAN，可以起到隔离广播域的作用。如图3 所示，将PC1 和PC2 划 到 同 一 个VLAN，将PC3 和PC4 划到另一个VLAN，不同的VLAN 之间在二层网络上是不能实现互访的。

2.3.2 Trunk 的概念

当一条链路中，多台交换机之间需要承载多VLAN 信息的时候，就需要使用Trunk 这一功能来实现。如图4 所示，当有两台或多台交换机时，交换机1 中VLAN10 的数据要想传递到交换机2 的VLAN10 中，那么就需要在两台交换机中分别设置TRUNK 端 口，且TRUNK 口 两 端的交换机要采用相同的干道协议，即802.1Q 协议。

2.3.3 以太网交换机的端口分类

①Access 端口：一般用于连接主机的端口，Access 端口只能属于一个VLAN。

②Trunk 端口：一般用于交换机之间连接的端口，Trunk 端口可以属于多个VLAN，可以接收和发送多个VLAN 的报文。

图2 交换机泛洪现象

图3 二层交换机下的VLAN

图4 二层交换机下的Trunk

3 VLAN及TRUNK的配置方法

我们经常使用的交换机一般以华为或H3C 的机子为主，下面我就以华为交换机作为例子详细说明一下配置方法，从而实现各交换机之间数据业务的隔离及传输。

3.1 配置前的准备

3.1.1 线缆准备

当用户第一次上电的设备进行配置时，可以通过Console 口登陆设备。如图5 所示，并且需要一根专用的Console 线，一端为RJ45 水晶头，一端为串口接头，RJ45 接头用于连接设备的RJ45 的Console 口，线缆另一端的串口用于连接PC 机，如果PC机没有串口接头，还需要配置一根USB-RS232 的线缆来转接。

3.1.2 软件准备

电脑终端的管理软件有许多种，我们现在常见的有Secure-CRT 和PuTTY 等，以PuTTY 为例，电脑与交换机连接好后，运行软件，然后只需要将图6 中画框部分填写正确，就可以进入交换机的配置界面。其中Serial line 处填写的COM 要与电脑读取的console line在使用的COM一致。

图5 配置线缆准备

图6 PuTTY 软件界面

3.2 VLAN 的基本配置

①创建VLAN10 及VLAN20

［huawei］ vlan batch 10 20#使用batch 关键字可以批量创建vlan

②将GE0/0/1 配置为access类型，并加入vlan10

［huawei］interface gigabitEt hernet0/0/1#进入端口1的视图

［huawei- gigabitEthernet0/0/1］port link-type access#将端口1 配置为access 类型

［huawei-gigabitEthernet0/0/1］ port default vlan10#将端口1加入vlan10

③查看VLAN 配置信息

［huawei］display vlan# 查看该交换机VLAN 配置信息

3.3 Trunk 的基本配置

①将特定接口配置为trunk类型

［huawei］ interface gigabitEthernet0/0/24#进入端口24 的视图

［huawei-gigabitEthernet0/0/24］port link-type trunk#将端口24 配置为trunk 类型

②在该trunk 接口上放行特定的VLAN

［huawei-gigabitEthernet0/0/24］ port trunk allow-pass vlan 10 20#允许该端口通行的vlan ID

总 结

通过对交换机VLAN 的划分及TRUNK 口的设置后，我们最终可以实现多部门间多种类业务传输时，各种数据相互隔离。如图7 所示，将交换机按照业务的种类划分VLAN，四种业务划分了4 个VLAN，然后各交换机分别开通相同协议的TRUNK 口用于承载相互之间的VLAN 数据，从而达到减小广播域，各个VLAN 之间无法互访的目的。

图7 划分VLAN 后的业务传输图