虚拟局域网技术 （VLAN技术、tag帧、交换机端口的VLAN属性、以太网交换机的转发流程）

虚拟局域网技术 （VLAN技术）

将一个大型的局域网人为地划分成多个孤立的局域网。

一个VLAN就是一个广播域，划分VLAN就是把一个广播域划分为多个广播域。

将划分的各个VLAN互联需要路由器。

划分虚拟局域网的作用

1. 限制广播，提高带宽利用率。
2. 提高安全性。

tag帧——为实现VLAN技术引入的帧

1. 与传统的以太网帧相比多了一个字段，tag，用于标记该帧属于哪个VLAN。
2. 网络中允许tag帧和传统的以太帧同时存在。

交换机端口的VLAN属性——Access、trunk、hybrid

每个交换机端口只能具备三种属性的一种属性。

1. Access端口，只能属于一个VLAN，从该端口发出去的数据包不带VLAN标签，只能连接非交换机设备（主机、路由器、打印机）。Access端口都是Untagged的。
2. Trunk端口可以属于多个VLAN，可以接收或发送带VLAN标签的报文，只能连接交换机和交换机。只允许缺省pvid的帧是Untagged的。
3. Hybrid端口可以属于多个VLAN，可以接收和发送属于多个VLAN的报文，交换机和其他设备都可以连接。可以设置针对某些VLAN是Untagged的。

当交换机从某个端口收到一个不带VLAN标签的数据帧时，在交换机内部将该数据帧视为带缺省VLAN(pvid)标签的数据帧。
华为/H3C交换机初始化时，默认所有端口属于VLAN1，且VLAN1是每个端口的缺省VLAN（pvid=1），VLAN1是untag的。

以太网交换机的转发流程

接收

1. 确定数据帧的VLAN ID（无VLAN标签的数据帧，将该端口缺省VLAN ID（pvid）作为其VLAN ID）。
2. 进行源地址学习（结合VLAN ID），更新MAC地址表。

转发（交换机内）

转发时所有的数据帧都带VLAN ID。

根据MAC地址表、数据帧的MAC和VLAN ID进行转发。

发送

根据端口的类型（Tagged和Untagged）来决定是否添加或者去掉VLAN TAG，然后发送数据帧。

VLAN实验步骤

1. 组网
2. 划分VLAN
3. ping各个主机，观察VLAN的隔离作用
4. 用两台交换机，划分跨设备的VLAN
5. 配置trunk端口
6. 检查各主机间的ping通情况，体会trunk端口的作用
7. 将trunk端口改为hybrid端口
8. ping各个主机
9. 配置hybrid端口的默认VLANID
10. 再ping各个主机

VLAN trunk实验

上图中PCA向PCC发送数据帧：

1. 由于主机端口一般是ACCESS的，所以发出去的数据帧是untagged的。
2. S1的E0/1端口接收后，根据E0/1的缺省VLAN ID，将数据帧打上VLAN2的标签。
3. 交换机S1根据数据帧的目的MAC地址，查找MAC地址表，将数据帧转发给S2。
4. S2接收后，查找S2的MAC地址表，将数据转发给PCC的E0/1端口。
5. S2转发时去掉tag，转发给PCC。

S2配置命令

<H3C>sy
[H3C]sy S2
[S2]vl
[S2]vlan 2
[S2-vlan2]port e
[S2-vlan2]port Ethernet 1/0/1 #将端口0/1设置为Vlan2
[S2-vlan2]vlan 3
[S2-vlan3]port Ethernet 1/0/24 #将端口0/24设置为Vlan3
[S2-vlan3]int e1/0/13 
[S2-Ethernet1/0/13]port li
[S2-Ethernet1/0/13]port link-t
[S2-Ethernet1/0/13]port link-type tr
[S2-Ethernet1/0/13]port link-type trunk
[S2-Ethernet1/0/13]port tr
[S2-Ethernet1/0/13]port trunk pe
[S2-Ethernet1/0/13]port trunk permit vl
[S2-Ethernet1/0/13]port trunk permit vlan 2 3 #trunk允许Vlan2、3通过
[S2-Ethernet1/0/13]

S1配置命令

<H3C> sy #进入系统视图
[H3C] sy S1 #修改设备的名称
[S1]vl
[S1]vlan 2 #配置vlan2
[S1-vlan2]port e
[S1-vlan2]port Ethernet 1/0/1
[S1-vlan2]vlan 3 #配置vlan3 
[S1-vlan3]port Ethernet 1/0/24
[S1-vlan3]int e1/0/13
[S1-Ethernet1/0/13]port l
[S1-Ethernet1/0/13]port link-t
[S1-Ethernet1/0/13]port link-type t
[S1-Ethernet1/0/13]port link-type trunk #配置端口的类型为trunk
[S1-Ethernet1/0/13]port trunk permit vlan 2 3

VLAN Hybrid实验

把S1和S2设置成Hybrid端口，将VLAN2配置成Tagged，VLAN3配置成Untagged。

PCApingPCC

1. PCA发包进入S1，S1给数据帧打上VLAN2的标签。
2. 再通过trunk链路，将数据帧发送给S2。
3. S2根据MAC地址表将数据帧发给PCC（去掉PCC）。

PCBpingPCD

1. 由于VLAN3是untagged的，因此数据帧由S1发往S2时，会去掉tag。
2. 同一个交换机内，不同的VLAN是严格隔离的，因此属于VLAN1的数据帧不能正常发送给VLAN3的PCD。

让两个主机Ping通的方法：

1. 将端口改为Tagged。
2. 将Pvid改为3。