VLAN报文处理原则一页纸

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博客主要对VLAN报文处理原则进行了总结，聚焦于信息技术领域中VLAN报文处理相关内容，为了解VLAN报文处理提供关键信息。
VLAN报文处理原则总结

vlan的LWIP使用配置
weixin_43084908的博客
10-28 601
VLAN (Virtual Local Area Network)是将大的广播域划分为小的域的逻辑概念。VLAN协议基于IEEE 802.1Q。VLAN可以看作是一个子网。两个不同的子网在没有网桥或路由器的情况下无法相互通信。
在Linux驱动程序中实现自定义协议报文发送与调试指南
数字人生
06-09 227
本文介绍了在InfiniBand网络驱动中实现自定义协议报文发送的解决方案。通过选择未占用的协议类型（0x88B8）、修改驱动发送逻辑、构造符合规范的报文，并调整协议处理逻辑，解决了对端未收到报文、协议冲突等问题。验证方法包括检查ndo_start_xmit回调触发、抓包分析及多播组配置检查。关键步骤包括：1）确保协议类型唯一；2）正确构造以太网头和负载；3）修改驱动允许自定义协议通过；4）通过内核日志和抓包工具验证传输。该方案适用于私有集群通信等定制网络场景，需注意协议兼容性和网络配置完整性。调试时可结合
lwip_echosrv:使用LWIP测试启用VLAN的回显服务器
03-16
lwip_echosrv 使用LWIP测试启用VLAN的回显服务器
Lwip中实现DM9000/DM9003驱动之二
wwwyuewww的专栏
08-17 1667
接上文，继续描述驱动的实现
vlan收发处理
u014044624的博客
04-06 1392
转自：http://blog.chinaunix.net/uid/28541347/year-201606-list-1.html VLAN报文格式    基于802.1Q的VLAN帧格式如下： Type：长度为2字节，取值为0x8100，表示此帧的类型为802.1Q Tag帧。 PRI：长度为3比特，可取0～7之间的值，表示帧的优先级，值越...
带有vlan tag的报文与网卡的交互关系
弘毅_hao的博客
03-12 3669
背景 嵌入式Linux系统应用领域：路由器 测试网络设备的功能，抓包往往更能精确的分析问题。 知识储备 1.pvid和vid 默认的pvid=vlan id(vid:vlan id)； PVID为Port Vlan ID，关系到端口收发数据帧时的VLAN TAG 标记； pvid是交换机上的概念,说的是进入该端口的报文如果没有打vlan id就按pvid的值打上； vid是报文上的vlan ta...
Marvell 88E6 VLAN配置实战：端口VLAN与802.1Q标签实现的6种典型场景解析
![Marvell 88E6 VLAN配置...本文围绕Marvell 88E6系列交换芯片的VLAN技术展开系统性研究，深入解析IEEE 802.1Q标准、VLAN标签处理机制及芯片级转发架构，重点剖析其VLAN表项管理、PVID配置逻辑与多端口协同工作机制。
生成树协议(STP)学习笔记 基于PPT内容的详细整理与总结 一、生成树技术概述 技术背景：二层交换机网络的冗余性与环路 以太网交换网络中为了进行链路备份，提高网络可靠性，通常会使用冗余链路。但是使用冗余链路会在交换网络上产生环路，引发广播风暴以及MAC地址表不稳定等故障现象。 缺乏冗余性设计的网络问题： 接入层交换机的上行只有单一的链路，如果发生故障，下联的PC将会断网 汇聚层交换机只有一台，如果发生故障，则下联的设备将会断网 冗余性带来的问题： 网络的冗余性增强了，但是却出现了二层环路 二层环路可能是由于人为的疏忽导致（错误连接线缆） 也可能是配置错误导致（未将链路绑定到逻辑链路） 二层环路带来的问题 BUM帧（Broadcast，Unknown unicast，Multicast）： 指广播、未知单播及组播帧 典型问题1：广播风暴 交换机收到BUM帧后将其进行泛洪，其他交换机收到后进一步泛洪，如此反复，最终导致整个网络资源被耗尽，网络瘫痪不可用。 典型问题2：MAC地址漂移 MAC地址会不断地在不同接口之间来回切换，导致MAC地址表不稳定，影响数据转发。 初识生成树协议 在网络中部署生成树后，交换机之间会进行生成树协议报文的交互并进行无环拓扑计算，最终将网络中的某个（或某些）接口进行阻塞（Block），从而打破环路。 生成树能够动态响应网络拓扑变化调整阻塞接口。交换机上运行的生成树协议会持续监控网络的拓扑结构，当网络拓扑结构发生变化时，生成树能感知到这些变化，并且自动做出调整。 因此，生成树既能解决二层环路问题，也能为网络的冗余性提供一种方案。 二层及三层环路比较 二层环路（Layer 2 Loop） 常见根因：网络中部署了二层冗余环境，或人为的误接线缆导致 需借助特定的协议或机制实现二层防环 二层帧头中并没有任何信息可用于防止数据帧被无止尽地转发 三层环路（Layer 3 Loop） 常见根因：路由环路 动态路由协议有一定的防环能力 IP报文头部中的TTL字段可用于防止报文被无止尽地转发 生成树协议在园区网络中的应用位置 生成树工作在网络架构的二层网络部分，用于防止二层环路。 Internet → 三层网络 → 二层网络（生成树工作在这里） → 终端设备 生成树在网络中的位置示意图 STP概述 STP是一个用于局域网中消除环路的协议 运行该协议的设备通过彼此交互信息而发现网络中的环路，并对某些接口进行阻塞以消除环路 STP在网络中运行后会持续监控网络的状态，当网络出现拓扑变更时，STP能够感知并且进行自动响应 由于局域网规模的不断增长，生成树协议已经成为了当前最重要的局域网协议之一 二、STP的基本概念及工作原理 STP的基本概念：桥ID（Bridge ID，BID） IEEE 802.1D标准中规定BID由16位的桥优先级（Bridge Priority）与桥MAC地址构成。 每一台运行STP的交换机都拥有一个唯一的BID。BID桥优先级占据高16bit，其余的低48bit是桥MAC地址。 在STP网络中，BID最小的设备会被选举为根桥。 备注：此处网桥（Bridge），或者桥也就是交换机。 STP的基本概念：根桥（Root Bridge） STP的主要作用之一是在整个交换网络中计算出一棵无环的"树"（STP树）。根桥是一个STP交换网络中的"树根"。 STP开始工作后，会在交换网络中选举一个根桥，根桥是生成树进行拓扑计算的重要"参考点"。 在BID的比较过程中，首先比较桥优先级，优先级的值越小，则越优先；如果优先级相等，那么再比较MAC地址，拥有最小MAC地址的交换机会成为根桥。 STP的基本概念：开销（Cost） 每一个激活了STP的接口都维护着一个Cost值，接口的Cost主要用于计算根路径开销，也就是到达根的开销。 接口的缺省Cost除了与其速率、工作模式有关，还与交换机使用的STP Cost计算方法有关。接口带宽越大，则Cost值越小。 用户也可以根据需要通过命令调整接口的Cost。 STP的基本概念：根路径开销（Root Path Cost，RPC） 在STP的拓扑计算过程中，一个非常重要的环节就是"丈量"交换机某个接口到根桥的"成本"，也即RPC。 一台设备从某个接口到达根桥的RPC等于从根桥到该设备沿途所有入方向接口的Cost累加。 STP的基本概念：接口ID（Port ID，PID） 运行STP的交换机使用接口ID来标识每个接口，接口ID主要用于在特定场景下选举指定接口。 接口ID由两部分构成的，高4 bit是接口优先级，低12 bit是接口编号。 激活STP的接口会维护一个缺省的接口优先级，在华为交换机上，该值为128。用户可以根据实际需要，通过命令修改该优先级。 STP的基本概念：BPDU（Bridge Protocol Data Unit） BPDU是STP能够正常工作的根本，是STP的协议报文。 STP交换机之间会交互BPDU报文，这些BPDU报文携带着一些重要信息，正是基于这些信息，STP才能够顺利工作。 BPDU分为两种类型： 配置BPDU（Configuration BPDU） - STP进行拓扑计算的关键 TCN BPDU（Topology Change Notification BPDU） - 只在网络拓扑发生变更时才会被触发 配置BPDU的比较原则 在配置BPDU中，有四个字段非常关键： 根桥ID 根路径开销（RPC） 网桥ID 接口ID STP按照如下顺序选择最优的配置BPDU： 最小的根桥ID 最小的RPC 最小的网桥ID 最小的接口ID 第一条原则主要用于在网络中选举根桥，后面的原则主要用于选举根接口及指定接口。 STP的计算过程 1. 在交换网络中选举一个根桥 STP在交换网络中开始工作后，每个交换机都会向网络中发送配置BPDU。配置BPDU中包含交换机自己的桥ID。网络中拥有最小桥ID的交换机成为根桥。 2. 在每台非根桥上选举一个根接口 每一台非根桥交换机都会在自己的接口中选举出一个根接口。根接口是每台非根桥上"朝向"根桥的接口。 3. 在每条链路上选举一个指定接口 根接口选举出来后，非根桥会使用其在该接口上收到的最优BPDU进行计算，然后将计算得到的配置BPDU与其他接口所收到的配置BPDU进行比较。 4. 非指定接口被阻塞 一台交换机上，既不是根接口，又不是指定接口的接口被称为非指定接口。STP操作的最后一步是阻塞网络中的非指定接口，从而消除二层环路。 STP的接口状态 STP接口有五种状态： 禁用或Down 阻塞（Blocking） - 不转发数据帧，接收BPDU 侦听（Listening） - 不转发数据帧，接收和发送BPDU 学习（Learning） - 不转发数据帧，学习MAC地址，接收和发送BPDU 转发（Forwarding） - 转发数据帧，学习MAC地址，接收和发送BPDU 拓扑变化 - 根桥故障 根桥故障恢复过程： 根桥发生故障，停止发送BPDU报文 非根桥等待Max Age计时器（20s）超时，导致已收到的BPDU报文失效 非根桥会互相发送配置BPDU，重新选举新的根桥 经过重新选举后，端口经过两个Forward Delay（15s）时间恢复转发状态 根桥故障会导致50s左右的恢复时间。 拓扑变化 - 直连链路故障 直连链路故障恢复过程： 交换机检测到根端口的链路发生故障 预备端口转换为根端口 备用端口经过两倍的Forward Delay（30s）时间进入用户流量转发状态 拓扑改变导致MAC地址表错误 当生成树拓扑完成收敛之后，从主机A到主机B的帧仍然不能到达目的地。这是因为交换机依赖MAC地址表转发数据帧，缺省情况下，MAC地址表项的老化时间是300秒。 解决方案：使用TCN BPDU（拓扑变更通知BPDU） TCN BPDU在网络拓扑变化的时候产生，会使用到配置BPDU中Flags的TCA和TC位。 三、STP的基础配置 STP的基础配置命令 (1) [Huawei] stp mode { stp | rstp | mstp } 配置生成树工作模式。交换机支持STP、RSTP和MSTP三种生成树工作模式，默认情况工作在MSTP模式。 [Huawei] stp root primary （可选）配置根桥。配置当前设备为根桥。缺省情况下，交换机不作为任何生成树的根桥。配置后该设备优先级数值自动为0，并且不能更改设备优先级。 [Huawei] stp root secondary （可选）备份根桥。配置当前交换机为备份根桥。缺省情况下，交换机不作为任何生成树的备份根桥。配置后该设备优先级数值为4096，并且不能更改设备优先级。 STP的基础配置命令 (2) [Huawei] stp priority priority （可选）配置交换机的STP优先级。缺省情况下，交换机的优先级取值是32768。 [Huawei] stp pathcost-standard { dot1d-1998 | dot1t | legacy } （可选）配置接口路径开销计算方法。缺省情况下，路径开销值的计算方法为IEEE 802.1t（dot1t）标准方法。同一网络内所有交换机的接口路径开销应使用相同的计算方法。 [Huawei-GigabitEthernet0/0/1] stp cost cost 设置当前接口的路径开销值。 STP的基础配置命令 (3) [Huawei-intf] stp priority priority （可选）配置接口优先级。缺省情况下，交换机接口的优先级取值是128。 [Huawei] stp enable 启用STP/RSTP/MSTP。使能交换机的STP/RSTP/MSTP功能。缺省情况下，设备的STP/RSTP/MSTP功能处于启用状态。 案例1：STP的基础配置 在上述三台交换机上部署STP，以便消除网络中的二层环路。通过配置，将SW1指定为根桥，并使SW3的GE0/0/22接口被STP阻塞。 SW1的配置如下： [SW1] stp mode stp [SW1] stp enable [SW1] stp priority 0 SW2的配置如下： [SW2] stp mode stp [SW2] stp enable [SW2] stp priority 4096 SW3的配置如下： [SW3] stp mode stp [SW3] stp enable [SW3] stp priority 0 在SW3上查看STP接口状态摘要： <SW3> display stp brief MSTID Port Role STP State Protection 0 GigabitEthernet0/0/21 ROOT FORWARDING NONE 0 GigabitEthernet0/0/22 ALTE DISCARDING NONE 四、RSTP对STP的改进 STP的不足之处 STP协议虽然能够解决环路问题，但是由于网络拓扑收敛慢，影响了用户通信质量 STP没有细致区分接口状态和接口角色，不利于初学者学习及部署 STP算法是被动的算法，依赖定时器等待的方式判断拓扑变化，收敛速度慢 STP算法要求在稳定的拓扑中，根桥主动发出配置BPDU报文，而其他设备进行处理，传遍整个STP网络 RSTP概述 IEEE 802.1w中定义的RSTP可以视为STP的改进版本，RSTP在许多方面对STP进行了优化，它的收敛速度更快，而且能够兼容STP。 RSTP引入了新的接口角色： 替代接口的引入使得交换机在根接口失效时，能够立即获得新的路径到达根桥 备份端口作为指定端口的备份，帮助链路上的网桥快速获得到根桥的备份路径 RSTP的状态规范根据端口是否转发用户流量和学习MAC地址把原来的5种状态缩减为3种。 RSTP还引入了边缘接口的概念，这使得交换机连接终端设备的接口在初始化之后能够立即进入转发状态，提高了工作效率。 RSTP对STP的其他改进 配置BPDU的处理发生变化：拓扑稳定后，配置BPDU报文的发送方式进行了优化 使用更短的BPDU超时计时 对处理次等BPDU的方式进行了优化 配置BPDU格式的改变，充分利用了STP协议报文中的Flag字段，明确了接口角色 RSTP拓扑变化处理：相比于STP进行了优化，加速针对拓扑变更的反应速度 通过接口角色的增补，简化了生成树协议的理解及部署 RSTP的接口角色 共有4种接口角色： 根接口（Root Port） 指定接口（Designated Port） 预备接口（Alternate Port） 备份接口（Backup Port） 边缘端口：如果指定端口位于整个域的边缘，不再与任何交换设备连接，这种端口叫做边缘端口。边缘端口一般与用户终端设备直接连接，可以由Disabled状态直接转到Forwarding状态。 端口状态不同 RSTP的状态规范把原来的5种状态缩减为3种： Discarding状态：不转发用户流量也不学习MAC地址 Learning状态：不转发用户流量但是学习MAC地址 Forwarding状态：既转发用户流量又学习MAC地址 五、生成树技术进阶 STP/RSTP的缺陷：所有的VLAN共享一棵生成树 RSTP在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑快速收敛。但RSTP和STP还存在同一个缺陷：由于局域网内所有的VLAN共享一棵生成树，因此无法在VLAN间实现数据流量的负载均衡，链路被阻塞后将不承载任何流量，还有可能造成部分VLAN的报文无法转发。 VBST：基于VLAN的生成树 华为公司提出了VBST（VLAN-Based Spanning Tree）生成树解决方案。该解决方案中，生成树的形成是基于VLAN的，不同VLAN间可形成相互独立的生成树，不同VLAN内的流量沿着各自的生成树转发，进而可实现流量的负载分担。 MSTP：多生成树 为了弥补STP和RSTP的缺陷，IEEE于2002年发布的802.1s标准定义了MSTP。MSTP兼容STP和RSTP，既可以快速收敛，又提供了数据转发的多个冗余路径，在数据转发过程中实现VLAN数据的负载均衡。 MSTP将VLAN映射到一个生成树的实例，若干个VLAN可共用一棵生成树。例如：将偶数VLAN映射到实例1，将基数VLAN映射到实例2。网络中将只维护2棵生成树。 MSTP概述 MSTP把一个交换网络划分成多个域，每个域内形成多棵生成树，生成树之间彼此独立。每棵生成树叫做一个多生成树实例MSTI（Multiple Spanning Tree Instance）。 所谓生成树实例就是多个VLAN的一个集合。通过将多个VLAN捆绑到一个实例，可以节省通信开销和资源占用率。 MSTP各个实例拓扑的计算相互独立，在这些实例上可以实现负载均衡。可以把多个相同拓扑结构的VLAN映射到一个实例里，这些VLAN在接口上的转发状态取决于接口在对应实例的状态。 堆叠与园区网络树形结构组网形态 传统STP组网 两台汇聚交换机分别与接入层交换机构成了三角形的二层环路，网络中不得不部署STP，而STP将阻塞网络中的接口，造成链路带宽无法充分利用。 交换机堆叠组网 将汇聚交换机部署堆叠，形成逻辑意义上的单台设备，从而简化网络拓扑。此外，通过在汇聚交换机与接入交换机之间部署链路聚合，可将拓扑进一步简化为"树形结构"，消除二层环路，同时充分提高链路带宽利用率。 Smart Link Smart Link是一种为双上行组网量身定做的解决方案： 在双上行的设备上部署，当网络正常时，两条上行链路中，一条处于活跃状态，而另一条则处于备份状态（不承载业务流量） 当主用链路发生故障后，流量会在毫秒级的时间内迅速切换到备用链路上，保证了数据的正常转发 Smart Link配置简单，便于用户操作 无需协议报文交互，收敛速度及可靠性大大提升 根据这个生成树笔记生成出100道题详细重要的题不局限于选择,以HTML的格式输出,并在附带答案和解析
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