vlan与交换机端口模式Access,Hybrid,Trunk

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1 vlan简介

VLAN(Virtual Local Area Network)的中文名为"虚拟局域网"。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段,从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。这一新兴技术主要应用于交换机和路由器中,但主流应用还是在交换机之中。但又不是所有交换机都具有此功能,只有VLAN协议的第二层以上交换机才具有此功能。802.1Q的标准的出现打破了虚拟网依赖于单一厂商的僵局,从一个侧面推动了VLAN的迅速发展。

2 交换机端口工作模式简介

交换机端口有三种工作模式,分别是Access,Hybrid,Trunk。

Access类型的端口只能属于1个VLAN,一般用于连接计算机的端口;

Trunk类型的端口可以允许多个VLAN通过,可以接收和发送多个VLAN的报文,一般用于交换机之间连接的端口;

Hybrid类型的端口可以允许多个VLAN通过,可以接收和发送多个VLAN的报文,可以用于交换机之间连接,也可以用于连接用户的计算机。

Hybrid端口和Trunk端口在接收数据时,处理方法是一样的,唯一不同之处在于发送数据时:Hybrid端口可以允许多个VLAN的报文发送时不打标签,而Trunk端口只允许缺省VLAN的报文发送时不打标签。

3 基本概念(tag,untag,802.1Q)

untag就是普通的ethernet报文,普通PC机的网卡是可以识别这样的报文进行通讯;

tag报文结构的变化是在源mac地址和目的mac地址之后,加上了4bytes的vlan信息,也就是vlan tag头;一般来说这样的报文普通PC机的网卡是不能识别的

下图说明了802.1Q封装tag报文帧结构

带802.1Q的帧是在标准以太网帧上插入了4个字节的标识。其中包含:

2个字节的协议标识符(TPID),当前置0x8100的固定值,表明该帧带有802.1Q的标记信息。

2个字节的标记控制信息(TCI),包含了三个域。

Priority域,占3bits,表示报文的优先级,取值0到7,7为最高优先级,0为最低优先级。该域被802.1p采用。

规范格式指示符(CFI)域,占1bit,0表示规范格式,应用于以太网;1表示非规范格式,应用于Token Ring。

VLAN ID域,占12bit,用于标示VLAN的归属。

4 交换机接口出入数据处理过程

4.1 端口接收报文时的处理:

Acess端口收报文:

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)

trunk端口收报文:

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:如果允许则报文携带原有VLAN标记进行转发,否则丢弃该报文。

hybrid端口收报文:

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。

4.2 端口发送报文时的处理

Acess端口发报文:

将报文的VLAN信息剥离,直接发送出去

trunk端口发报文:

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,否则报文将携带原有的VLAN标记进行转发。

hybrid端口发报文:

1、判断该VLAN在本端口的属性

2、如果是untag则剥离VLAN信息,再发送,如果是tag则比较端口的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,否则报文将携带原有的VLAN标记进行转发。

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