Vlan技術總結


VLAN主要有兩個作用:

  1.       vlan可以有效的控制廣播域的范圍
  2.       vlan可以分組設備,增強局域網的安全性(業務隔離)

 

vlan的范圍:

一共有4096個vlan,vlan 1為默認vlan。但其中vlan 0 和 vlan 4095是保留的,故用戶真正可以創建的vlan數為4094.

Cisco交換機中,vlan 1002-1005默認用於 FDDI 和 TOKEN RING

 

Vlan標簽:

交換機用vlan標簽來區分不同的以太網幀。

 

Access類型端口:

僅屬於某個特定的vlan

行為總結:“進口打標,出口解標“

 

Trunk類型的端口:

攜帶vlan標簽的數據幀可以在trunk鏈路(中繼鏈路)上進行透傳。

Trunk端口一般情況下不對數據幀進行打標和解標操作。

Trunk端口允許多個不同的vlan的數據幀通過。

(注意:cisco以及銳捷設備的trunk端口默認屬於所有已存在的vlan,H3C,華為設備的trunk端口默認只屬於本地vlan,本地vlan即vlan 1,它和默認vlan 1不同,本地vlan默認為vlan 1 可以修改------在接口模式下輸入:switchport trunk native vlan ?,同時本地vlan是屬於trunk下的概念,故對華為,H3C的設備需要額外命令配置該trunk端口屬於哪些vlan))

 

Trunk的分裝格式:ISL(cisco專有) ,dot1.Q(IEEE 802.1Q)國際標准,它們都是為打標簽服務的。

ISL:在以太網報文頭部增加了26byte作為vlan tag,在幀尾加了4個字節的CRC。.

802.1Q:在以太網幀的源mac字段后插入4個byte 的tag幀。

 

 

 

IEEE 802.1Q 標簽幀格式

DA

SA

vlan tag

Type/Length

Date

CRC

6B

6B

4B

2B

46-1500B

4B

 

Vlan tag:4字節,包含2個字節的標簽協議標識(TPID)和2個字節的標簽控制信息(TCI),TCI字段具體又分為: priorty、CFI、Vlan ID,具體格式如下所示:

 

TPID

User Priority

CFI

VID

2B

3b

1b

12b

 

TPID(標簽協議標識):2字節,用於標識幀的類型,其值為0x8100時表示802.1Q/802.1P的幀。設備可以根據這個字段判斷對它接收與否。

TCI(標簽控制信息字段):2字節,包括用戶優先級(User Priority)、規范格式指示器(Canonical Format Indicator)和 VLAN ID。

User Priority:3個bti,表示幀的優先級,取值范圍0~7,值越大優先級越高,用於802.1p。

CFI,1bit,值為0代表MAC地址是以太幀的MAC,值為1代表MAC地址是FDDI、令牌環網的幀。

VIDVLAN ID:12bit,表示VLAN的值。12bit共可以表示4096個VLAN.

 

(由於標准以太網幀的長度為64—1518Byte,所以802.1Q幀的長度范圍為68—1522Byte)

 

ISL標簽幀格式:

 

 

 

當一個攜帶了vlan標簽的數據幀被從trunk端口發送出去是,如果標簽中的vlanid與trunk端口的本地vlan相同,則應解掉標簽發送。

當一個不攜帶vlan標簽的數據幀從trunk端口進入交換機時,則給該幀打上trunk端口本地的vlanid.

除以上兩種情況,trunk對其它情況不打標也不解標。

 

 

不同vlan相同IP網段的pc跨廣播通信:

 


 

對上圖PC1能ping通PC2.

若上圖sw1的f0/1端口模式和sw2的f0/1的模式未知,其它都如上圖所示,如果要實現PC1能ping通PC2,請問有幾種情況可以實現。

1) sw1的f0/1端口模式設為access,並未其指定vlan ID號為vlan11,sw2的f0/1端口模式也設為access,並未其指定vlan ID號為vlan21。

PC1與PC2的通信過程:pc1首先分裝數據幀,數據幀到達交換機sw1后給數據幀打上vlan11的標簽,交換機查找mac地址表,把數據幀從端口f0/1轉發,端口f0/1給數據幀去標簽,數據幀到達sw2的f0/1后,給數據幀打上vlan21的標簽,sw2查找自己的mac地址表,通過端口f0/2把數據幀轉發給PC2,端口f0/2並對數據幀解標)

原理:access類型端口“進口打標,出口解標“

u  2)sw1的f0/1端口模式設為access,並未其指定vlan ID號為vlan11,sw2的f0/1端口模式設為trunk,並修改該端口的本地vlan為vlan21(默認情況下本地vlan為vlan1)。

PC1與PC2的通信過程:pc1首先分裝數據幀,數據幀到達交換機sw1后給數據幀打上vlan11的標簽,交換機查找mac地址表,把數據幀從端口f0/1轉發,端口f0/1給數據幀去標簽,數據幀到達sw2的f0/1后,給數據幀打上本地vlan標簽即vlan21,sw2查找自己的mac地址表,通過端口f0/2把數據幀轉發給PC2,端口f0/2並對數據幀解標。

原理:access類型端口“進口打標,出口解標“,而對trunk類型端口當一個不攜帶vlan標簽的數據幀從trunk端口進入交換機時,則給該幀打上trunk端口本地的vlanid.

3) sw1的f0/1端口模式設為trunk,並修改該端口的本地vlan為vlan11,sw2的f0/1端口模式也設為trunk,並修改該端口的本地vlan為vlan21。

PC1與PC2的通信過程:pc1首先分裝數據幀,數據幀到達交換機sw1后給數據幀打上vlan11的標簽,交換機查找mac地址表,把數據幀從端口f0/1轉發,端口f0/1比較自己的本地vlanid和數據幀的標簽,發現相同則對它解標,數據幀不帶vlan標簽在trunk鏈路上傳送,到達sw2的f0/1后,給數據幀打上該端口本地vlan標簽即vlan21,sw2查找自己的mac地址表,通過端口f0/2把數據幀轉發給PC2,端口f0/2並對數據幀解標。(可能出現錯誤)

對情況3)弊端或出錯情況介紹:

       1、 設備會不斷出現native vlan不匹配的提示,同時如果trunk鏈路兩端設備的nativevlan不一致也將

           導致一些二層協議不能正常運行,例如:vtp 、stp等

       2、trunk使用的封裝協議必須為802.1q,不能為isl,因為isl對左右vlan都會做vlan標記


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