VLAN工作原理(VLAN通信原理)详解

1、VLAN工作原理（ VLAN通信原理）详解VLAN工作原理即VLAN通信原理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 VLANTag，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 VLANID ），那么，该数据帧就会被标记上接口的 PVID。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Access接收该报文， 并打接口上缺省的 VLAN ID。对接收带 Tag 的报文处理当 VLAN ID 与缺省VLAN ID相同时，接收该发送帧处理过程先剥离帧的 PVIDTag，然后再发送。报文；当 VLAN ID 与缺省VLAN ID不同时，丢弃该报文。Trunk口接打上缺省的 VLANID，当缺省 VLAN ID当 VLAN ID 在接口允许通过的 VLAN ID

2、列表里当 VLANID 与缺省VLANID 相同，且是该在允许通过的 VLANID时，接收该报文；接口允许通过的 VLAN列表里时，接收该报当 VLAN ID 不在接口 ID 时，去掉 Tag，发送文；允许通过的 VLAN ID 列表 该报文；当缺省 VLANID 不里时，丢弃该报文。当 VLANID 与缺省在允许通过的 VLANIDVLANID 不同，且是该列表里时，丢弃该报接口允许通过的 VLAN文。ID 时，保持原有 Tag，发送该报文。Hybrid打上缺省的 VLAN当 VLAN ID 在接口允当 VLANID 是该接接口ID，当缺省 VLAN ID许通过的 VLAN ID 列表里 口允许通过的 VLANID在允许通过的 VLANID时，接收该报文。时，发送该报文。列表里时，接收该报当 VLAN ID 不在接口可以通过命令设文；允许通过的 VLAN ID 列表 置发送时是否携带打上缺省的 VLAN 里时，丢弃该报文。Tag。ID，当缺省 VLAN ID不在允许通过的VLANID 列表里时，丢弃该报文。QinQ接QinQ接口是使用 QinQ协议的接口。口QinQ接口可以给帧加上双

3、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4094 4094 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 VLAN。即应配置 DeviceA 的以太网接口 Port2 和 DeviceB

4、 的以太网接口 Port1 同时加入 VLAN2和 VLAN3。当用户主机 Host A 发送数据给用户主机Host B 时，数据帧的发送过程如下：数据帧首先到达DeviceA 的接口 Port4 。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Port2 。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， DeviceB 会将数据帧发送给出接口Port3 。如果不存在， DeviceB 会将数据帧发送到本设备上除port1 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 B 。本文转自重庆网管博客：3、VLAN间通信原理划分

5、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 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 C的 IP 地址和自己所在网段进行比较，发

6、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 A 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

7、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。

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