VLAN原理和配置

news2024/11/15 20:37:31

VLAN技术可以将一个物理局域网在逻辑上划分成多个广播域,也就是多个VLAN。VLAN技术部署在数据链路层,用于隔离二层流量。同一个VLAN内的主机共享同一个广播域,它们之间可以直接进行二层通信。
在这里插入图片描述
VLAN标签长4个字节,直接添加在以太网帧头中,IEEE802.1Q文档对VLAN标签作出了说明。
TPID:Tag Protocol Identifier,2字节,固定取值,0x8100,是IEEE定义的新类型,表明这是一个携带802.1Q标签的帧。如果不支持802.1Q的设备收到这样的帧,会将其丢弃。
TCI:Tag Control Information,2字节。帧的控制信息,详细说明如下:

  1. Priority:3比特,表示帧的优先级,取值范围为0~7,值越大优先级越高。当交换机阻塞时,优先发送优先级高的数据帧。
  2. CFI:Canonical Format Indicator,1比特。CFI表示MAC地址是否是经典格式。CFI为0说明是经典格式,CFI为1表示为非经典格式。用于区分以太网帧、FDDI(Fiber Distributed DigitalInterface)帧和令牌环网帧。在以太网中,CFI的值为0。
  3. VLAN Identifier:VLAN ID,12比特,在X7系列交换机中,可配置的VLAN ID取值范围为0~4095,但是0和4095在协议中规定为保留的VLAN ID,不能给用户使用。

在现有的交换网络环境中,以太网的帧有两种格式:
没有加上VLAN标记的标准以太网帧(untagged frame);有VLAN标记的以太网帧(tagged frame)。

VLAN链路分为两种类型:Access链路和Trunk链路。
接入链路(Access Link):连接用户主机和交换机的链路称为接入链路。如本例所示,图中主机和交换机之间的链路都是接入链路。
干道链路(Trunk Link):连接交换机和交换机的链路称为干道链路。如本例所示,图中交换机之间的链路都是干道链路。干道链路上通过的帧一般为带Tag的VLAN帧。

VLAN的划分包括如下5种方法:

  1. 基于端口划分:根据交换机的端口编号来划分VLAN。通过为交换机的每个端口配置不同的PVID,来将不同端口划分到VLAN中。初始情况下,X7系列交换机的端口处于VLAN1中。此方法配置简单,但是当主机移动位置时,需要重新配置VLAN。
  2. 基于MAC地址划分:根据主机网卡的MAC地址划分VLAN。此划分方法需要网络管理员提前配置网络中的主机MAC地址和VLAN ID的映射关系。如果交换机收到不带标签的数据帧,会查找之前配置的MAC地址和VLAN映射表,根据数据帧中携带的MAC地址来添加相应的VLAN标签。在使用此方法配置VLAN时,即使主机移动位置也不需要重新配置VLAN。
  3. 基于IP子网划分:交换机在收到不带标签的数据帧时,根据报文携带的IP地址给数据帧添加VLAN标签。
  4. 基于协议划分:根据数据帧的协议类型(或协议族类型)、封装格式来分配VLAN ID。网络管理员需要首先配置协议类型和VLAN ID之间的映射关系
  5. 基于策略划分:使用几个条件的组合来分配VLAN标签。这些条件包括IP子网、端口和IP地址等。只有当所有条件都匹配时,交换机才为数据帧添加VLAN标签。另外,针对每一条策略都是需要手工配置的。

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