VLAN工作原理详解

1、VLAN工作原理(VLAN通信原理)详解1、vlan基本通信原理为了提高处理效率，交换机内部的数据 帧一律都带有VLAN Tag,以统一方式处理。当一个数据帧进入交 换机接口时，如果没有带VLAN Tag,且该接口上配置了 PVID(Port Default VLAN ID),那么，该数据帧就会被标记上接口 的PVIDo如果数据帧已经带有VLAN Tag,那么，即使接口已经配 置了 PVID,交换机不会再给数据帧标记VLAN Tag。由于接口类型 不同，交换机对数据帧的处理过程也不同。下面根据不同的接口 类型分别介绍。各类型接口对数据帧的处理方式接口类型对接收不带Tag 的报文处理对接收带Ta

2、g的报文处理发送帧处理过程Access接口 接收该报文，并打上缺省的VLAN IDO当VLAN ID与缺省VLAN ID 相同时，接收该报文；当VLAN ID与缺省VLAN ID不同时，丢弃 该报文。先剥离帧的PVID Tag,然后再发送。Trunk接口打上缺 省的VLAN ID,当缺省VLAN ID在允许通过的VLAN ID列表里时， 接收该报文；当缺省VLAN ID不在允许通过的VLAN ID列表里 时，丢弃该报文。当VLAN ID在接口允许通过的VLAN ID列表里 时，接收该报文；当VLAN ID不在接口允许通过的VLAN ID列表 里时，丢弃该报文。当VLAN ID与缺省VLAN I

3、D相同，且是该接 口允许通过的VLAN ID时，去掉Tag,发送该报文；当VLAN ID与 缺省VLAN ID不同，且是该接口允许通过的VLAN ID时，保持原 有Tag,发送该报Xo Hybrid接口打上缺省的VLAN ID,当缺省 VLAN ID在允许通过的VLAN ID列表里时，接收该报文；打上缺省 的VLAN ID,当缺省VLAN ID不在允许通过的VLAN ID列表里时， 丢弃该报文。当VLAN ID在接口允许通过的VLAN ID列表里时， 接收该报文。当VLAN ID不在接口允许通过的VLAN ID列表里 时，丢弃该报文。当VLAN ID是该接口允许通过的VLAN ID时， 发送该

4、报文。可以通过命令设置发送时是否携带Tag。QinQ接口 QinQ接口是使用QinQ协议的接口。QinQ接口可以给帧加上双重 Tag,即在原来Tag的基础上，给帧加上一个新的Tag,从而可以 支持多达4094X4094个VLAN,满足网络对VLAN数量的需求。由 于设备所有的接口都默认加入VLAN1,因此当网络中存在VLAN1的 未知单播、组播或者广播报文时，可能会引起广播风暴。对于不 需要加入VLAN1的接口及时退出VLAN1,避免环路。2、VLAN内跨越交换机通信原理有时属于同一个VLAN的用户 主机被连接在不同的交换机上。当VLAN跨越交换机时，就需要交 换机间的接口能够同时识别和发送跨

5、越交换机的VLAN报文。这 时，需要用到Trunk Link技术。Trunk Link有两个作用：1、中继作用：把VLAN报文透传到互联的交换机。2、干线作用：一条Trunk Link上可以传输多个VLAN的报 文。 图1 Trunk Link通信方式示意图例如在上图1所示的网络 中，为了让DeviceA和DeviceB之间的链路既支持VLAN2内的用户通讯又支持VLAN3内的用户通讯，需要配置连接接口同时加入 两个VLANo即应配置DeviceA的以太网接口 Port2和DeviceB的 以太网接口 Portl同时加入VLAN2和VLAN3。当用户主机Host A 发送数据给用户主机Host

6、 B时，数据帧的发送过程如下：数据帧 首先到达DeviceA的接口 Port4o接口 Port4给数据帧加上Tag, Tag的VID字段填入该接口所属的VLAN的编号2。DeviceA查询自 己的MAC地址表中是否存在目的地址为DeviceB的MAC地址的转 发表项。如果存在，DeviceA将数据帧转发给接口 Port2c如果不 存在，DeviceA会将数据帧发送到本设备上除port4接口外的所有 属于VLAN2的接口。接口 Port2将帧转发到DeviceB上。DeviceB 收到数据帧后，会查询自己的MAC地址表中是否存在目的地址为 Host B的MAC地址的转发表项。如果存在，Devic

7、eB会将数据帧 发送给出接口 Port3o如果不存在，DeviceB会将数据帧发送到本 设备上除portl接口外的所有属于VLAN2的接口。接口 Port3将 数据帧发送给主机Host Bo本文转自重庆网管博客：http：/www、 023wgZZZ/vlan/56、 html3、VLAN间通信原理划分VLAN后，不同VLAN之间不能直接通 信。如果要实现VLAN间通信，可以采取以下方案： 图2通过 子接口实现VLAN间的通信1、子接口如上图2所示，DeviceA为支持配置子接口的三层 设备，DeviceB为二层交换设备。LAN通过DeviceB的以太网接口（交换式以太网接口）与DeviceA

8、的以太网接口（路由式以太网 接口）相连。用户主机被划分到两个VLAN： VLAN2和VLAN3。可通 过如下配置实现VLAN间互通。在DeviceA的以太网接口（与 DeviceB相连的以太网接口）上创建2个子接口 Port1、1 和 Port2、1,并配置802、1Q封装与VLAN2和VLAN3分别对应。配 置子接口的IP地址，保证两个子接口对应的IP地址路由可通。 将DeviceB与DeviceA相连的以太网接口类型配置为Trunk或 Hybrid类型，允许VLAN2和VLAN3的帧通过。将用户设备的缺省 网关设置为所属VLAN对应子接口的IP地址。主机A和C的通信 过程如下：主机A将主机

9、C的IP地址和自己所在网段进行比较， 发现主机C和自己不在同一个子网。主机A发送ARP请求给自己 的网关DeviceA,请求网关的MAC地址。DeviceA收到该ARP请求 后，返回ARP应答报文，报文中源MAC地址为VLAN2对应子接口 的MAC地址。主机A学习到网关的MAC地址。主机八向网关发送 目的MAC为子接口 MAC地址、目的IP为主机C的IP地址的报 文。DeviceA收到该报文后进行三层转发，发现主机C的IP地址 为直连路由，报文将通过VLAN3关联的子接口进行转发。DeviceA 作为VLAN3内主机的网关，向VLAN3内发送一个ARP广播，请求 主机C的MAC地址。主机C收到

10、网关发送的ARP广播后，对此请 求进行ARP应答。网关收到主机C的应答后，就把主机A的报文 发送给主机C。主机A之后要发给C的报文都先发送给网关，由网 关做三层转发。2. VLANIF接口三层交换技术是将路由技术与交换技术合二为 一的技术，在交换机内部实现了路由，提高了网络的整体性能。 三层交换机通过路由表传输第一个数据流后，会产生一个MAC地 址与IP地址的映射表。当同样的数据流再次通过时，将根据此表 直接从二层通过而不是通过三层，从而消除了路由器进行路由选 择而造成的网络延迟，提高了数据包转发效率。为了保证第一次 数据流通过路由表正常转发，路由表中必须有正确的路由表项。 因此必须在三层交换

11、机上部署三层接口并部署路由协议，实现三 层路由可达。VLANIF接口由此而产生。VLANIF接口是三层逻辑接 口，可以部署在三层交换机上，也可以部署在路由器上。在下图3 所示的网络中，交换机上划分了 2个VLAN： VLAN2和VLAN3。可通 过如下配置实现VLAN间互通。在Device上创建2个VLANIF接口 并配置VLANIF接口的IP地址，保证两个VLANIF接口对应的IP 地址路由可通。将用户设备的缺省网关设置为所属VLAN对应 VLANIF接口的IP地 址。图3通过VLANIF接口实现VLAN间的通信主机A和C的通信过程如下：主机A将主机C 的IP地址和自己所在网段进行比较，发现主机C和自己不在同一 个子网。主机A发送ARP请求给自己的网关Device,请求网关的 MAC地址。Device收到该ARP请求后，返回ARP应答报文，报文 中源MAC地址为VLANIF2的MAC地址。主机A学习到网关的MAC 地址。主机A向网关发送目的MAC为VLANIF接口 MAC地址、目的 IP为主机C的IP地址的报文。Device收到该报文