vlan技术交流

Vlan 技术总结

 

Vlan 主要有两项作用：

1.       vlan 可以有效的控制广播域的范围

2.       vlan 可以分组设备，增强局域网的安全性（业务隔离）

 

vlan 的范围：

一共有 4096 个 vlan ， vlan 1 为默认 vlan 。但其中 vlan 0 和 vlan 4095 是保留的，故用户真正可以创建的 vlan 数为 4094.

Cisco 交换机中， vlan 1002-1005 默认用于 FDDI 和 TOKEN RING

 

Vlan 标签：

交换机用 vlan 标签来区分不同的以太网帧。

 

Access 类型端口：

仅属于某个特定的 vlan

行为总结：“进口打标，出口解标“

 

Trunk 类型的端口：

携带 vlan 标签的数据帧可以在 trunk 链路（中继链路）上进行透传。

Trunk 端口一般情况下不对数据帧进行打标和解标操作。

Trunk 端口允许多个不同的 vlan 的数据帧通过。

（注意： cisco 以及锐捷设备的 trunk 端口默认属于所有已存在的 vlan,H3C, 华为设备的 trunk 端口默认只属于本地 vlan ，本地 vlan 即 vlan 1 ，它和默认 vlan 1 不同，本地 vlan 默认为 vlan 1 可以修改 ------ 在接口模式下输入： switchport trunk native vlan ?, 同时本地 vlan 是属于 trunk 下的概念，故对华为， H3C 的设备需要额外命令配置该 trunk 端口属于哪些 vlan ））

 

Trunk 的分装格式： ISL(cisco 专有 ) ,dot1.Q(IEEE 802.1Q) 国际标准，它们都是为打标签服务的。

ISL ：在以太网报文头部增加了 26byte 作为 vlan tag ，在帧尾加了 4 个字节的 CRC 。 .

802.1Q: 在以太网帧的源 mac 字段后插入 4 个byte 的 tag 帧。

 

 

 

IEEE 802.1Q 标签帧格式

DA	SA	vlan tag	Type/Length	Date	CRC
6B	6B	4B	2B	46-1500B	4B

 

Vlan tag ： 4 字节，包含 2 个字节的标签协议标识 (TPID) 和 2 个字节的标签控制信息 (TCI) ， TCI 字段具体又分为： priorty 、 CFI 、 Vlan ID ，具体格式如下所示：

 

TPID	User Priority	CFI	VID
2B	3b	1b	12b

 

n  TPID （标签协议标识） ： 2 字节，用于标识帧的类型，其值为 0x8100 时表示 802.1Q/802.1P 的帧。设备可以根据这个字段判断对它接收与否。

n  TCI （标签控制信息字段）： 2 字节，包括用户优先级（ User Priority ）、规范格式指示器（ Canonical Format Indicator ）和 VLAN ID 。

l  User Priority ： 3 个 bti ，表示帧的优先级，取值范围 0~7 ，值越大优先级越高，用于 802.1p 。

l  CFI ， 1bit ，值为 0 代表 MAC 地址是以太帧的 MAC ，值为 1 代表 MAC 地址是 FDDI 、令牌环网的帧。

l  VID （ VLAN ID ） ： 12bit ，表示 VLAN 的值。 12bit 共可以表示 4096 个 VLAN.

 

( 由于标准以太网帧的长度为64 ―1518Byte, 所以802.1Q 帧的长度范围为68 ―1522Byte)

 

ISL 标签帧格式:

 

 

 

 

 

l  当一个携带了vlan标签的数据帧被从trunk端口发送出去是，如果标签中的vlanid与trunk端口的本地vlan相同，则应解掉标签发送。

l  当一个不携带vlan标签的数据帧从trunk端口进入交换机时，则给该帧打上trunk端口本地的vlanid.

l  除以上两种情况，trunk对其它情况不打标也不解标。

 

 

不同vlan相同IP网段的pc跨广播通信：

 

 

 

 

 

对上图PC1能ping通PC2.

若上图sw1的f0/1端口模式和sw2的f0/1的模式未知，其它都如上图所示，如果要实现PC1能ping通PC2，请问有几种情况可以实现。

1 ） sw1的f0/1端口模式设为access，并未其指定vlan ID号为vlan11，sw2的f0/1端口模式也设为access，并未其指定vlan ID号为vlan21。

PC1 与PC2的通信过程： pc1 首先分装数据帧，数据帧到达交换机sw1后给数据帧打上vlan11的标签，交换机查找mac地址表，把数据帧从端口f0/1转发，端口f0/1给数据帧去标签，数据帧到达sw2的f0/1后，给数据帧打上vlan21的标签，sw2查找自己的mac地址表，通过端口f0/2把数据帧转发给PC2，端口f0/2并对数据帧解标）

原理：access类型端口 “进口打标，出口解标“

u  2 ）sw1的f0/1端口模式设为access，并未其指定vlan ID号为vlan11，sw2的f0/1端口模式设为trunk，并修改该端口的本地vlan为vlan21（默认情况下本地vlan为vlan1）。

PC1 与PC2的通信过程： pc1 首先分装数据帧，数据帧到达交换机sw1后给数据帧打上vlan11的标签，交换机查找mac地址表，把数据帧从端口f0/1转发，端口f0/1给数据帧去标签，数据帧到达sw2的f0/1后，给数据帧打上本地vlan标签即vlan21，sw2查找自己的mac地址表，通过端口f0/2把数据帧转发给PC2，端口f0/2并对数据帧解标。

原理：access类型端口 “进口打标，出口解标“，而对 trunk 类型端口 当一个不携带vlan标签的数据帧从trunk端口进入交换机时，则给该帧打上trunk端口本地的vlanid.

3） sw1 的f0/1端口模式设为trunk，并修改该端口的本地vlan为vlan11，sw2的f0/1端口模式也设为trunk，并修改该端口的本地vlan为vlan21。

PC1 与PC2的通信过程： pc1 首先分装数据帧，数据帧到达交换机sw1后给数据帧打上vlan11的标签，交换机查找mac地址表，把数据帧从端口f0/1转发，端口f0/1比较自己的本地vlanid和数据帧的标签，发现相同则对它解标，数据帧不带vlan标签在trunk链路上传送，到达sw2的f0/1后，给数据帧打上该端口本地vlan标签即vlan21，sw2查找自己的mac地址表，通过端口f0/2把数据帧转发给PC2，端口f0/2并对数据帧解标。（可能出现错误）

对情况 3) 弊端或出错情况介绍：

1 、 设备会不断出现 native vlan 不匹配的提示，同时如果 trunk 链路两端设备的 nativevlan 不一致也将导致一些二层协议不能正常运行，例如： vtp 、 stp 等

     2 、 trunk 使用的封装协议必须为 802.1q ，不能为 isl ，因为 isl 对左右 vlan 都会做 vlan 标记