PVID和VID详解

Pvid和Vid经常出现于二、三层交换机里，由于PVID和VID的设置不合理，造成VLAN划分变得混乱。本文就对PVID和VID进行了彻底研究。

pvid是交换机上的概念,说的是进入该端口的报文如果没有打vlan id就按pvid的值打上，
vid是报文上的vlan tag的意思.不是同个概念哦.

首先解释一下什么是PVID，PVID英文解释为Port-base VLAN ID，是基于端口的VLAN ID， 一个端口可以属于多个vlan，但是只能有一个PVID ，收到一个不带tag头的数据包时，会打上PVID所表示的vlan号，视同该vlan的数据包处理，所以也有人说PVID就是某个端口默认的vlan ID号。

默认情况下，简单的理解为：
ACCESS端口接PC，VID=PVID
TRUNK端口级联，VID=全部，PVID=1

简单的说，VID（VLAN ID）是VLAN的标识，定义其中的端口可以接收发自这个VLAN的包；而PVID（Port VLAN ID）定义这个untag端口可以转发哪个VLAN的包。比如，当端口1同时属于VLAN1、VLAN2和VLAN3时，而它的PVID为1，那么端口1可以接收到VLAN1，2，3的数据，但发出的包只能发到VLAN1中

在网上发现一个比较好的解释是： PVID并不是加在帧头的标记，而是端口的属性，用来标识端口接收到的未标记的帧。也就是说，当端口收到一个未标记的帧时，则把该帧转发到VID和本端口PVID相等的VLAN中去 。为了验证这一说法，在S3026上做了以下实验：
在S3026上选两个端口，连接两台主机A、B，按照下表给端口设置不同的PVID和VID，用A ping B，并在B上抓包，记录实验结果。


注：结果中“有”表示抓包有ICMP的包（但ping不同），“无”表示没有，“通”表示可以ping通。VID为“无”表示该端口没有加到任何VLAN里。

所有结果为“无”的可以解释为：当端口1收到无标记的帧后，转发到VID＝PVID＝1的端口去，由于端口2无VID，故主机B收不到包。
所有结果为“有”的可以解释为：当端口1收到无标记的帧后，转发到VID＝PVID＝1的端口去，由于端口2的VID＝1，故主机B收到ICMP的ECHO包，并发出ECHO Reply，由于此种情况下端口1的VID不等于1，故B的Reply并不能到达A。所以只有当两个端口的PVID和VID一样时，才可以互通。
到此我和大家一样有个疑问，一个VLAN干吗要设置PVID和VID两种标识呀？方正只有当PVID＝VID时才能互通，只有一个不就够了吗？请往下看。

当所有VLAN都在一个交换机里时，确实只需要一个标识就够了，但跨设备的VLAN就需要另一种标识，这就是802.1Q的VLAN ID，即VID。
我们知道802.1Q的VLAN是在二层帧里加进VLAN标识，俗称打tag，而计算机不能解析这种二层的帧，所以交换机的一个端口在分到一个VLAN时有tag和untag属性，tag端口用来连接设备，untag端口用来连接计算机。Tag端口出去的帧一般都打上了tag，tag中的VID有的来自PVID，有的则来自其它tag端口中本身就含有tag的帧。
设备互连时，由tag中的VID决定了一个二层帧属于哪个VLAN，而 计算机不具备打tag的功能，所以只有给连接计算机的端口添加一个属性，用来决定计算机发出的未标记的帧属于哪个VLAN，这个属性就是PVID。

我们来总结一下，S3026的VLAN转发的机制：在一个端口接收到一个无标记帧时，仅仅由该端口的PVID决定该帧转发到哪个VLAN中，即转发到VID＝PVID的VLAN中。
到此我们理解了PVID的含义和作用，但似乎只有untag端口下的PVID才具有意义，而实际上tag端口也有PVID属性，PVID对tag端口会造成什么影响呢？请看中篇。

PVID和VID彻底研究（中）
——PVID值对TAG端口影响

在上篇，我们理解了PVID的含义和作用，本篇将通过实验，分别在S3026和S3526上研究PVID值对tag端口的影响。首先在S3026上进行实验，如下图所示：

我们将用到3个端口：Port 1、2、3，
各端口PVID设置如下：
Port 1：PVID = n
Port 2：PVID = 2
Port 3：PVID = 3
创建2个VLAN：
vlan2：VID = 2，包含Port 1 (tag)、Port 2 (untag)
vlan3：VID = 3，包含Port 1 (tag)、Port 3 (untag)
将3台主机A、B、C分别接在Port 1、2、3上，
分别用主机B、C去ping主机A，在主机A上抓包。

实际上tag端口接计算机是没有意义的，因为计算机无法解析打了tag的二层包文，但通过抓包软件可以抓到这种二层报文，通过这种方法可以进行分析。
实验时主机B和C可以是同一台计算机，只不过接到不通端口上，为了方便说明，将它们分开表示。
实验结果如下：
当n = 1时，可以看到来自B和C的包头前都含有802.1Q的Packet，B、C都不能ping通A（ping不通的由于主机A无法解析打了tag的二层包）；
当n = 2时，可以看到来自B的包头前不含有802.1Q的Packet，而来自C的有，仅B可ping通A；；
当n = 3时，可以看到来自C的包头前不含有802.1Q的Packet，而来自B的有，仅C可ping通A；；

通过分析，得出S3026转发机制大致如下：
1、由主机B发出的包到接口2（由于此时B不知道A的MAC地址，会发出arp广播包）
2、根据接口2的PVID的值（PVID＝2），发往VID=2的VLAN中的所有接口
3、接口1属于VLAN 2，所以接口1能收到此包
4、此时如果VLAN 2中接口1是tag端口，则将接口1的PVID值和VID进行比较：
如果PVID=VID则从接口1出去的包不打tag
如果PVID!=VID则从接口1出去的包打tag

由此可见，以前设为tag端口的PVID不起作用的说法在S3026上并不适用，正确的说法应该是：S3026上的某个VLAN中的tag端口，在转发在此VLAN中包时出去前，先检查该tag端口的PVID是否等于VID，若相等则发出的包不打tag，若不等则打上tag。

而在S3526上重复这个实验时，得到了不同的结果：在S3526上，只要某个VLAN中的端口设为tag端口，在转发来在此VLAN中包时出不管该端口的PVID值是多少，都打上tag。（不同厂家设备的实现方式不一样，需要注意！）
到此，我们都只是在单独一个设备上研究PVID的影响，下篇将结合一个故障实例，解释跨设备时PVID的影响。

PVID和VID彻底研究（下）
——一个故障实例的分析

某网组网结构如下图所示，某路由器下挂S3526，S3526下挂S3026，S3026下面接了4个用户：


其中S3526的接口1上接路由器，打tag标记；接口2接S3026，打tag标记，PVID为1。
S3026的配置是这样的：
S3026的接口1上接S3526，打tag标记，属于VLAN 2、3、4、5，PVID为2；
接口2接用户2，属于VLAN 2，PVID为2；
接口3接用户3，属于VLAN 3，PVID为3；
接口4接用户4，属于VLAN 4，PVID为4；
接口5接用户5，属于VLAN 5，PVID为5；

故障现象为：用户2的用户无法上网，而其它的用户可以上网；如果将S3026的上连口的PVID值配置为3，那么用户3的用户无法上网，其它的用户可以上网；
最后我们将S3026的上连口的PVID值设置为1，4个用户的用户就都可以上网了。

根据前两篇的结论，我们发现，接口1的PVID＝2，故从VLAN 2来的包从接口1出去后不打tag，而此时S3526的接口2的PVID＝1，收到未标记得包后，将其送到VLAN 1里。原本VLAN 2的包送到了错误的VLAN里，所以VLAN 2下的用户上不了网。

当我们将S3026接口1的PVID设为1时，它不等于所属任何VLAN地VID，送出去的包都打了tag，此时S3526能根据tag将接受到的包送到正确的VLAN里，故所有VLAN下用户都能上网了。

我们可以补充一个实验，将S3026的接口1和S3526的接口2的PVID都设为2，此时所有用户都能正常上网，原因是这样的：S3026将VLAN 2的包不打tag的从接口1送出去，S3526的接口2收到的包有打tag的（VLAN 3、4、5），也有不打tag的（VLAN 2）。S3526的接口2对于打tag的包，能够发往正确的VLAN；不打tag的包，根据接口2的PVID值，送到VID＝PVID的VLAN里，而此时接口2的PVID＝2，也恰巧正确的送到了VLAN 2里。所有VLAN的包在跨设备后，通过不同的方式，都正确的发往所在的VLAN，于是所有用户都能正常上网，只不过VLAN 2和其它的VLAN途径有点不同。可见，设备两端的PVID一致时，在解决问题的同时，也把潜在问题给隐藏起来。例如在把S3526隔接为其它设备时，可能会又造成某个VLAN的用户上不了网，而此时故障原因不容易找到。

我们来总结一下，交换机的PVID和VID给VLAN配置带来了灵活性，同时也带来了一些麻烦，配置的不好可能带来问题很隐蔽。所以我们以后在配置VLAN时要注意以下几点：
1、 对于untag端口，PVID要和所属VLAN的VID一致；
2、 对于tag端口，PVID要不同于所有所属VLAN的VID；
3、 两台设备互联时，两端接口的PVID保持一致时，有弊也有利 ；

pvid的意思就是说，一个ip包进入 交换机端口的时候，如果没有带tag头，且该端口上配置了pvid，那么，该 数据包就会被打上相应的tag头！ 如果进入的ip包已经带有tag头（ vlan 数据）的话，那么 交换机一般不会再增加tag头，即使是端口上配置了pvid号；pvid (端口 vlan id号) 是非标记端口的vlan id 设定。当非标记数据包进入交换机，交换机将检查vlan设定并决定是否进行转发。

tag是数据包中一个四字节数据，其包含数据包的vlan id及优先级信息。若数据包中包含tag信息,则其将跟随数据包在交换机间进行交换。并在不同设备中保存此标记信息。

若某一端口在vlan设定中被指定为非标记端口untagged port, 所有从此端口转发出的数据包上都没有标记(untagged)。若有标记的数据包进入交换机，则其经过非标记端口时，标记将被去除。因为目前众多设备并不支持标记数据包，其也无法识别标记数据 包，因此，需要将与其连接的端口设定为非标记。

若某一端口在vlan设定中被指定为标记端口tagged port, 所有从此端口转发出的数据包上都将有标记 (tagged)。若有非标记的数据包进入交换机，则其经过标记端口时，标记将被加上。此时，其将使用在ingress 端口上的pvid设定作为增加的标记中的vlan id号。

PVID通常代表端口ID,VID代表VLANID,在没有出现802.1Q前,都是采用基于MAC或端口的VLAN, 推出基于标记的802.1Q后才出现VID,如果划分基于端口的VLAN时,只需配置PVID就可以了,如 果要划分基于802.1Q的加标记的VLAN时,就需配置VID了,综合起来说,一个端口可以的一个PVID,但可属于多个VID,交换机PVID默认为 1.

情况列举 Switch收发 Switch对标记的处理 remark
Access (接收) Tagged = PVID 不接收 注：部分高端产品可能接收。
Access (接收) Tagged =/ PVID 不接收 注：部分高端产品可能接收。
Access (接收) Untagged 接收 增加tag＝PVID 从PC

Access(发送) Tagged = PVID 转发删除tag 
Access (发送) Tagged =/ PVID 不转发 不处理 
Access (发送) Untagged 无此情况 无此情况 无此情况

Trunk(接收) Tagged = PVID 接收 不修改tag 
Trunk (接收) Tagged =/ PVID 接收 不修改tag 
Trunk (接收) Untagged 接收 增加tag＝PVID 
Trunk (发送) Tagged = PVID If Passing then 转发 删除tag 
Trunk (发送) Tagged =/ PVID If Passing then 转发 不修改tag 
Trunk (发送) Untagged 无此情况 无此情况 无此情况（注）

Hybrid(接收) Tagged = PVID 接收不修改tag 对端是trunk
Hybrid (接收) Tagged =/ PVID 接收 不修改tag 对端是trunk
Hybrid (接收) Untagged 接收 增加tag＝PVID 类Trunk
Hybrid (发送) Tagged = PVID Tag 和untag 中列出的vlan可以passing 看Tag项和untag项 
Hybrid (发送) Tagged =/ PVID Tag 和 untag 中列出的vlan可以passing看Tag项和untag项 
Hybrid (发送) Untagged 无此情况 无此情况 无此情况（注）

我来解释一下
收报文：
Acess端口1、收到一个报文,判断是否有VLAN信息：如果没有则打上端口的PVID，并进行交换转发,如果有则直接丢弃（缺省）
发报文：
Acess端口： 1、将报文的VLAN信息剥离，直接发送出去       
收报文：
trunk端口： 1、收到一个报文，判断是否有VLAN信息：如果没有则打上端口的PVID，并进行交换转发，如果有判断该trunk端口是否允许该 VLAN的数据进入：如果可以则转发，否则丢弃
发报文：
trunk端口： 1、比较端口的PVID和将要发送报文的VLAN信息，如果两者相等则剥离VLAN信息，再发送，如果不相等则直接发送
收报文：
hybrid端口：

      1、收到一个报文
      2、判断是否有VLAN信息：如果没有则打上端口的PVID，并进行交换转发，如果有则判断该hybrid端口是否允许该VLAN的数据进入：如果可以则转发，否则丢弃
发报文：
hybrid端口：1、判断该VLAN在本端口的属性（disp interface 即可看到该端口对哪些VLAN是untag， 哪些VLAN是tag）
      2、如果是untag则剥离VLAN信息，再发送，如果是tag则直接发送