VLAN及VLAN标签

VLAN通过划分广播域减少不必要的广播信息,802.1Q协议用于添加4B标签区分VLAN。Access接口用于终端连接,Trunk接口实现多VLAN共用一条链路,Hybrid接口兼具两者功能。默认VLAN不打标签,用于未指定VLAN的通信。

产生背景

路由器通过软件进行转发,转发速度慢。
交换机通过硬件进行转发,转发速度快。
在以往很多网络中,往往使用大二层架构,就是说大部分都是二层设备,因为二层设备转发速度快。但是这个时候就会产生一个问题,由交换机带来的问题,就是说如果底层设备发送发送了一个广播报文,那么只要是报文经过的交换机都会对报文进行转发,会让很多不需要接收这个消息的设备接收到,造成了流量浪费,网络阻塞。这时问题体现出来了:缺少转发的控制手段于是VLAN就应运而生了。
通过VLAN技术将不同的设备置于同一个广播域之内,就可以减少不必要的广播信息。不同的广播域之间如果没有路由器或三层交换机是没有办法互访的。通过划分VLAN也就实现了广播流量的控制、信息传递的控制。

VLAN标签

然鹅,虽然VLAN可以划分出广播域,但是如何使用VLAN来区分广播域嘞?VLAN标签!(就是在普通帧中加入了4B的TAG位,这4B中有12b的VLAN ID,12b也就是12位,也就是有2^12=4096个VLAN,这个4B的TAG位是通过802.1Q协议封装进去的)

基于端口划分的静态VLAN

一个端口划分进一个VLAN,只要是接入到这个端口的设备都被划分到相应的VLAN。终端发送正常的数据帧,到达交换机的相应接口的时候,在接口处去打上相应的标签。

VLAN转发流程

在这里插入图片描述
①收到对端设备的以太帧
(1)如果是PC发过来的,则帧中不携带TAG,到达自己端口后会打上端口对应的TAG。
(2)如果是从别的交换机收到的以太帧,那么帧中可能会存在TAG,此时不去操作帧中的TAG。
②判断本地是否存在对应的VLAN<

### VLAN标签的作用 VLAN标签VLAN Tag)是一种用于标识以太网数据帧所属VLAN的技术,其核心作用是实现网络流量的逻辑隔离。通过在数据帧中添加VLAN标签,交换机可以识别并控制数据帧在特定VLAN内的传播范围,从而实现对广播域的划分管理。VLAN标签基于IEEE 802.1Q协议定义,占用数据帧中的4个字节,并包含一个12位的VLAN ID字段,用于标识数据帧所属的VLANVLAN ID的有效范围为0至4095,其中04095为保留值,实际可用的VLAN ID范围为1至4094 [^2]。 在数据帧传输过程中,交换机会根据端口的配置对数据帧进行标签的添加或剥离操作。例如,在Access端口上,数据帧进入交换机时会被打上VLAN标签,而在离开交换机时会被剥离标签;在Trunk端口上,数据帧的VLAN标签则会被保留,以便在多个交换机之间传递 [^1]。 此外,VLAN标签还与端口的默认VLAN ID(PVID)相关联。当数据帧进入交换机端口时,如果未携VLAN标签,则会被分配到端口的默认VLAN中;而在发送数据帧时,如果数据帧属于默认VLAN,则会携VLAN标签 [^5]。 ### VLAN标签的配置方法 VLAN标签的配置通常涉及交换机端口的模式设置以及VLAN ID的分配。常见的配置方法包括以下步骤: #### 1. 配置交换机端口模式 交换机端口可以配置为Access、Trunk或Hybrid模式: - **Access模式**:用于连接终端设备(如PC)。在该模式下,端口只能属于一个VLAN,并且数据帧进入交换机时会自动打上该VLAN标签,离开交换机时标签会被剥离。 - **Trunk模式**:用于交换机之间的连接。在该模式下,端口可以承载多个VLAN的数据帧,并保留数据帧的VLAN标签。 - **Hybrid模式**:支持同时处理VLAN标签的数据帧,适用于复杂的网络环境(如华为设备中常见)。 #### 2. 分配VLAN ID 在配置VLAN标签时,需要为每个端口分配一个默认VLAN ID(PVID)。例如,在Access端口上,PVID决定了数据帧所属的VLAN;而在Trunk或Hybrid端口上,PVID用于未打标签的数据帧。 #### 3. 示例配置 以下是一个简单的VLAN标签配置示例,基于Cisco交换机的命令行界面(CLI): ```bash # 创建VLAN vlan 10 name Sales vlan 20 name Engineering # 配置Access端口 interface FastEthernet0/1 switchport mode access switchport access vlan 10 # 配置Trunk端口 interface FastEthernet0/24 switchport mode trunk switchport trunk allowed vlan 10,20 ``` 在上述配置中: - VLAN 10VLAN 20被创建,并分别命名为SalesEngineering。 - FastEthernet0/1端口被配置为Access模式,并分配到VLAN 10。 - FastEthernet0/24端口被配置为Trunk模式,并允许VLAN 10VLAN 20的数据帧通过。 #### 4. 验证配置 配置完成后,可以通过以下命令验证VLAN标签的设置: ```bash # 查看VLAN信息 show vlan brief # 查看端口配置 show interfaces status ``` 这些命令可以帮助确认VLAN是否正确创建,以及端口是否正确分配到指定的VLAN
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