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VLAN Tag的使用

VLAN Tag作为VLAN手艺的主要基础,主要用于识别物理位置差别的通讯装备是否处于统一VLAN下,让物理位置差别的装备可以处于统一个逻辑网段内举行通讯,同时也让统一VLAN下的数据帧限制在该逻辑网段内举行撒播,阻止对其他网段造成滋扰。

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    宣布时间:2022-12-28

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我想谈论

1 概述
为了使装备能够识别差别VLAN的报文,IEEE 802.1Q标准对Ethernet帧名堂举行了修改,在源MAC地址字段和协议类型字段之间加入4字节的802.1Q Tag(又称VLAN Tag,简称Tag)。帧名堂如图1-1所示。在Tag中有一个VID(VLAN ID)字段,用于体现帧所在的VLAN。并非所有装备都能识别携带Tag的802.1Q帧,因此在VLAN网络中以太网帧有Tagged和Untagged两种形式,划分体现携带和不携带802.1Q Tag。
图1-1 基于802.1Q的VLAN帧名堂
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● Type:2字节,0x8100代表802.1Q��;不支持802.1Q的装备收到此类帧时将其扬弃。
● PRI:3bit,体现二层优先级;取值规模为0~7,对应QoS的CoS优先级,值越大优先级越高。
● CFI:1bit,用于区分以太网帧、FDDI帧和令牌环网��;0体现以太网帧。
● VID:12bit,体现VLAN ID,即报文所属VLAN;VLAN ID的有用取值规模为1~4094,0和4095是预留值,不可使用。
                                                                 
2 VLAN Tag的处置惩罚原则
支持VLAN的交流装备凭证接口类型和链路类型,对收发的以太网数据帧举行添加或剥除VLAN Tag的处置惩罚。下面先先容接口类型和链路类型,以便相识VLAN Tag的处置惩罚机制。

2.1   接口类型

接口可分为二层接口和三层接口,只有二层接口可以加入VLAN。97国际网络支持4种二层接口类型:Access、Trunk、Hybrid以及Uplink。四种接口类型具备差别的接口毗连工具以及数据帧处置惩罚方法,以知足差别的组网情形需求。通过设置一个接口的二层接口类型,可确定此接口允许通过的VLAN,此接口转发报文是否携带Tag。
表2-1 二层接口基本类型
接口类型 作用
Access 一个Access口可以属于且仅属于一个VLAN,只允许此VLAN的帧通过,此VLAN称为Access VLAN
Access VLAN同时具有Native VLAN和允许VLAN的属性
Access口发出的帧都不携带Tag,若Access口收到对端装备发送的Untagged帧,则判断该帧属于Access VLAN,并在内部强制加上Access VLAN ID
Trunk
一个Trunk口可以有一个Native VLAN和若干个允许VLAN,Trunk口转发Native VLAN的帧不携带Tag,转发允许VLAN的帧携带Tag
注重,毗连链路两头的Trunk口必需设置相同的Native VLAN
Uplink 一个Uplink口可以有一个Native VLAN和若干个允许VLAN,Uplink口发出的帧都携带Tag
Hybrid 一个Hybrid口可以有一个Native VLAN和若干个允许VLAN,允许VLAN分为Tagged VLAN和Untagged VLAN,Hybrid口转发Tagged VLAN的帧携带Tag,转发Untagged VLAN的帧不携带Tag,由于Hybrid口转发Native VLAN的帧不可携带Tag,以是Native VLAN只能属于Untagged VLAN列表
                                                                               

2.2   链路类型

VLAN链路包括接入链路和干道链路两种。
● 接入链路是毗连用户终端和交流装备接口之间的链路。虽然有的终端可以识别携带VLAN Tag的帧,可是通常情形下,终端硬件不可识别携带VLAN Tag的帧。因此一样平常情形下,在接入链路上传输Untagged帧,以便兼容差别终端。
● 干道链路可以承载多个差别VLAN的数据,必需包管数据帧在干道链路传输时干道链路两头的装备能够识别数据帧的所属VLAN。凭证接口类型的差别,可以传输Untagged帧或Tagged帧。好比Trunk口之间用Untagged帧传输Native VLAN的帧,用Tagged帧传输Native VLAN以外的允许VLAN的帧。干道链路两头的Trunk口需要确保其Native VLAN设置相同。
Access口只能毗毗邻入链路。Hybrid口既能毗毗邻入链路,也能毗连干道链路。Trunk口和Uplink口只能毗连干道链路。
                                                                                   
3 VLAN Tag的处置惩罚机制
支持VLAN的交流装备,报文在装备内部转发历程中都是带VLAN Tag的。在发送给交流芯片处置惩罚之前,或者交流芯片发送给接口时会凭证接口的设置添加或去掉VLAN Tag。

3.1   收帧机制

接口收到Untagged帧时,以为帧属于本接口的Native VLAN,若Native VLAN属于允许VLAN则允许报文进入,并标识为Native VLAN的��;若Native VLAN不属于允许VLAN则扬弃报文。
接口收到Tagged帧时,若是接口允许Tag标识的VLAN报文通过则吸收,不允许则扬弃。

3.2   发帧机制

报文在交流装备内部已完成了转发,只需要凭证允许VLAN的类型(Untagged VLAN或Tagged VLAN),决议发帧时是否携带Tag。
                                                          
4 场景举例
作为VLAN通讯的手艺要点之一,VLAN Tag的添加和剥除涉及了较重大的处置惩罚原则与机制,下面以一个VLAN的典范应用场景简述各层装备对VLAN Tag的现实处置惩罚行为。
图4-1 VLAN典范应用场景设置组网图
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4.2   终端装备

事情在应用层的终端装备,如大部分的PC,不支持在报文中添加VLAN Tag,例如上图中处于差别VLAN下的Host 2、Host 13装备,向上级的交流装备Device A发送的都是Untagged数据帧。

4.3   交流装备

4.3.1  下联口

交流装备Device A将下联终端装备的接口(即上图中的G0/2-12、G0/13-24口)设置为Access口,并划分加入VLAN10、VLAN20,一个Access口可以属于且仅属于一个VLAN,只允许此VLAN的帧通过,此VLAN称为Access VLAN。交流装备吸收下联终端装备的Untagged数据帧,发送往下联终端装备的数据帧也是剥除了VLAN Tag的Untagged数据帧。

4.3.2  上联口

将交流装备Device A与其上联交流装备Device D的毗连口(即上图中Device A的G0/1口和Device D的G0/2口)都设置为Trunk口,并设置允许VLAN都为VLAN10、VLAN20。Device B、C与其上联接口的设置与Device A类似。
终端装备Host 13与其他同处于VLAN 20下的装备通讯时,首先向上级的交流装备Device A发送Untagged数据帧,Device A往报文中添加其所属的VLAN 20的Tag,此后发往允许VLAN匹配的接口G0/1口。Device D的G0/2口在吸收到该Tagged数据帧后,继续发往允许VLAN匹配的接口(如Device D的G0/3口、G0/4口),抵达交流装备Device B、Device C后,剥除VLAN Tag发送给其下联终端装备。
                                                                             
5 总结
支持VLAN的交流装备通过对VLAN Tag的识别,判断要举行通讯的装备是否处于统一VLAN内,让物理位置差别的装备可以处于统一个逻辑网段内举行通讯。从另一方面来看,支持VLAN的交流装备通过对VLAN Tag的识别,也可以将统一VLAN下的数据帧限制在该逻辑网段内举行撒播,阻止对其他网段造成滋扰。

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