VLAN(虚拟局域网)

发布时间 2023-04-14 00:51:39作者: 大三岁

VLAN的定义

VLAN(Virtual Local Area Network)即虚拟局域网,是将一个物理的LAN在逻辑上划分成多个广播域的通信技术。VLAN内的主机间可以直接通信,而VLAN间不能直接通信,从而将广播报文限制在一个VLAN内。

VLAN的优势

(1)限制广播域:广播域被限制在一个VLAN内,节省了带宽,提高了网络处理能力。

(2)增强局域网的安全性:不同VLAN内的报文在传输时是相互隔离的,即一个VLAN内的用户不能和其它VLAN内的用户直接通信。

(3)提高网络的健壮性:故障被限制在一个VLAN内,本VLAN内的故障不会影响其他VLAN的正常工作。

(4)灵活构建虚拟工作组:用VLAN可以划分不同的用户到不同的工作组,同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围,网络构建和维护更方便灵活。
VLAN的分类

(1)静态VLAN

(2)动态VLAN

VLAN端口类型

根据对Vlan帧的识别情况,交换机端口的类型(模式)分为Access端口、Trunk端口及Hybrid端口。

Access端口:交换机上连接用户主机的端口,只能连接接入链路。Access端口只属于一个Vlan,且仅向该Vlan转发数据帧。该Vlan的Vid = 端口PVid,故Vlan内所有端口都处于untagged状态。Access端口在从主机接收帧时,给帧加上Tag标签;在向主机发送帧时,将帧中的Tag标签剥掉。

Trunk端口:交换机上与其他交换机或路由器连接的端口,只能连接汇聚链路。Trunk端口允许多个Vlan的带标签帧通过,在收发帧时保留Tag标签。在它所属的这些Vlan中,对于Vid = 端口PVid的Vlan,它处于Untagged port状态;对于Vid ≠ 端口PVid的Vlan,它处于Tagged port状态。

Hybrid端口:交换机上既可连接用户主机又可连接其他交换机的端口,它既可连接接入链路又可连接汇聚链路。Hybrid 端口允许多个Vlan的帧通过,并可在出端口方向将某些Vlan帧的Tag标签剥掉。

注意,Access、Trunk和Hybrid端口是厂家对某种端口的称谓,并非IEEE802.1Q协议标准定义。

 

Access端口只属于一个Vlan,PVid就是其所在Vlan,故不用设置;Trunk和Hybrid端口属于多个Vlan,故需要设置PVid(缺省为1)。若设置端口PVid,则当端口收到不带Vlan Tag的数据帧时,对该帧加上Tag标记(Vid设置为端口所属的默认Vlan编号)并转发到属于PVid的端口;当端口发送Vlan Tag的数据帧时,若收帧的Vlan Tag和端口PVid相同,剥除Vlan Tag后再发送该帧。

Hybrid端口与Trunk端口在接收数据时处理方法相同,区别在于发送数据时:Hybrid端口允许多个Vlan的数据帧发送时不带标签,而Trunk端口只允许默认Vlan的数据帧发送时不带标签。在同一交换机上Hybrid端口和Trunk端口不能并存,实际使用中可用Hybrid代替Trunk。

本Hybrid端口的PVid和相连的对端交换机Hybrid端口的PVid必须一致。

 

由于端口类型不同,交换机对帧的处理过程也不同。下表根据不同的端口类型分别介绍。

表2 不同端口类型的Vlan帧处理方式

表2 不同端口类型的Vlan帧处理方式

VLAN端口状态

交换机端口可配置为属于某个或某几个Vlan。端口状态指其在某个Vlan中的状态,该状态决定端口接收到tagged或untagged帧时对该帧的处理方式。针对每个Vlan,端口有两种状态,即Tagged port和Untagged port。同一端口可根据不同Vlan ID设置Tagged或Untagged。

当为该端口配置其所属的Vlan时,若该Vlan的Vid = 端口PVid时,则端口在此Vlan中处于Untagged port状态;若Vid ≠ 端口PVid,则端口在此Vlan中处于Tagged port状态。

PVid只与报文的入口方向有关,对于进入交换机的无标签帧会打上进入端口的PVid标签;交换机内每个数据帧都带标签。Tagged/Untagged只与帧的出口方向有关,对于出端口为Untagged port的,转发帧时要剥除帧中的标签,否则保留标签。

图解转发过程,方便理解