交换机VLAN研究

这两天在研究openWRT的网络接口问题，涉及到了交换机的一些概念，主要是跟VLAN相关的，在此总结一下。

VLAN在802.11Q中定义，802.11Q帧格式如下图所示：

交换机示意图如下图所示：

交换机的端口有三种类型，access，trunk，hybrid（其实应该还有一种模式，透传模式，在此不做研究）。

• access端口用于连接终端设备，比如电脑，因为终端设备是无法处理802.1Q数据帧的，因此进出access端口的报文都必须是没有vlan标记的（其实进入access端口的报文好像也可以有TAG，只要与端口的PVID相同就可以，这种情况下报文会原封不动地进入到交换机内部）。
• trunk端口用于连接交换机与交换机之间（可能也可以是路由器），主要用于设备与设备之间的互连。
• hybrid端口相当于access与trunk的合体，既可以连接终端设备，也可以连接交换机。 

不同的VLAN使用不同的VID（VLAN ID）区分，交换机的VID有两种类型：

• 普通VID，即Vlan ID，用于区分不同的VLAN。
• PVID（Port-base Vlan ID），不同厂商的叫法不一样，也有叫Native VLAN ID的，与普通VID有本质区别，这是一个端口的属性，一般初始状态下所有端口的初始PVID都是1。

对于hybrid端口，还有一个特别的概念，叫tagged端口和untagged端口，用于规定从交换机是否去掉离开的报文的TAG。这是对端口所属于的VID的一个概念，同一个物理端口中可能对于VID1是tagged端口，但是对于VID2却是untagged端口。

• tagged端口，报文离开交换机时不去掉TAG。
• untagged，离开的报文带有的TAG为untagged VID时，报文离开交换机时去掉该TAG。

access端口只属于一个VLAN，即对应该端口的PVID的VLAN，而trunk与hybrid端口可以同时在多个VLAN中，称为VID组。

无论原始报文是否有VID，进入到交换机内部的报文一定是有TAG的。而从交换机出去的包根据端口设置的不同，可能有、也可能没有TAG。

下面总结一下交换机对进出的报文的VLAN TAG的处理。

对于进入到交换机内部的数据包，只需要区分access端口与非access端口，我们认为access端口的VID组中只有一个VID，值等于PVDI。

• 当报文没有TAG时，则打上端口的PVID后进入交换机内部。
• 当报文有TAG时，如果该TAG在VID组中（注意access端口的VID组中值有PVID），则允许报文原封不动地进入交换机，否则丢弃该报文。

对于离开交换机的报文，需要分别对待access，trunk与hybrid端口。

• access端口，如果报文的TAG等于端口PVID，则去掉TAG后发送出去，否则丢弃该报文。
• trunk口，如果报文的TAG等于端口PVID，则去掉TAG后发送出去，如果不等于端口的PVID，但是在端口的VID组中，则将报文原封不动地发送出去，否则丢弃该报文。
• hybrid端口，与trunk端口基本相同，唯一的不同是，每一个VID可以设置为tagged或者是untagged，如果报文的TAG为某一个被设置为untagged的VID时，则去掉TAG后再发送出去。

 

本人不是交换机职业玩家，如有错误，请大家指出。还有，我的手工画是不是很萌！