VLAN基础

二 VLAN的基本原理

1 以太网二层接口类型

Access接口

交换机上常用来连接用户PC、服务器等终端设备的接口。Access接口所连接的这些设备的网卡往往只收发无标记帧。Access接口只能加入一个VLAN。

Trunk接口

Trunk接口允许多个VLAN的数据帧通过，这些数据帧通过802.1QTag实现区分。Trunk接口常用于交换机之间的互联，也用于连接路由器、防火墙等设备的子接口。

Hybrid接口（华为设备默认）

Hybrid接口与Trunk接口类似，也允许多个VLAN的数据帧通过，这些数据帧通过802.1QTag实现区分。用户可以灵活指定Hybrid接口在发送某个（或某些）VLAN的数据帧时是否携带Tag。

同一VLAN下设备之间的互相通信称为二层透传。

2 Access接口的实现原理

实现原理描述：终端发送的数据帧（Untagged帧，指未被标记的数据帧）进入交换机的Access接口后，会被加上一个标记（tag），这个标记用于表示当前端口号的PVID的所属的VLAN号（VLAN ID），默认（default）情况下交换机所有端口都属于VLAN 1，被加上这个标记的数据只会向被允许这个VLAN号通过的端口去转发，如果它的VLAN ID与端口的PVID不同时，数据帧会被丢弃（即做到了隔离广播域的效果），而当这个数据帧到达它的目标端口号后，这个标记就会被剥离，避免将打了标记的数据包传给终端。

注：VLAN 1强制无法删除。

实验：观察交换机的 VLAN 和 VLAN活动状态

接上篇博文的中的实验---搭建简单VLAN2021-12-15 网工基础（十）TCP的三次握手、四次挥手、UDP协议、数据的封装和解封、VLAN基础_x629242的博客-CSDN博客

查看VLAN命令：display vlan

<Huawei>display vlan
The total number of vlans is : 3
--------------------------------------------------------------------------------
U: Up;         D: Down;         TG: Tagged;         UT: Untagged;
MP: Vlan-mapping;               ST: Vlan-stacking;
#: ProtocolTransparent-vlan;    *: Management-vlan;
--------------------------------------------------------------------------------VID  Type    Ports
--------------------------------------------------------------------------------
1    common  UT:GE0/0/5(D)      GE0/0/6(D)      GE0/0/7(D)      GE0/0/8(D)      GE0/0/9(D)      GE0/0/10(D)     GE0/0/11(D)     GE0/0/12(D)     GE0/0/13(D)     GE0/0/14(D)     GE0/0/15(D)     GE0/0/16(D)     GE0/0/17(D)     GE0/0/18(D)     GE0/0/19(D)     GE0/0/20(D)     GE0/0/21(D)     GE0/0/22(D)     GE0/0/23(D)     GE0/0/24(D)     2    common  UT:GE0/0/1(U)      GE0/0/2(U)                                      3    common  UT:GE0/0/3(U)      GE0/0/4(U)                                      VID  Status  Property      MAC-LRN Statistics Description
--------------------------------------------------------------------------------1    enable  default       enable  disable    VLAN 0001
2    enable  default       enable  disable    VLAN 0002
3    enable  default       enable  disable    VLAN 0003

查看端口VLAN活动状态命令：display port vlan active

<Huawei>display port vlan active
T=TAG U=UNTAG
-------------------------------------------------------------------------------
Port                Link Type    PVID    VLAN List
-------------------------------------------------------------------------------
GE0/0/1             access       2       U: 2
GE0/0/2             access       2       U: 2
GE0/0/3             access       3       U: 3
GE0/0/4             access       3       U: 3
GE0/0/5             hybrid       1       U: 1
GE0/0/6             hybrid       1       U: 1
GE0/0/7             hybrid       1       U: 1
GE0/0/8             hybrid       1       U: 1
GE0/0/9             hybrid       1       U: 1
GE0/0/10            hybrid       1       U: 1
GE0/0/11            hybrid       1       U: 1
GE0/0/12            hybrid       1       U: 1
GE0/0/13            hybrid       1       U: 1
GE0/0/14            hybrid       1       U: 1
GE0/0/15            hybrid       1       U: 1
GE0/0/16            hybrid       1       U: 1
GE0/0/17            hybrid       1       U: 1
GE0/0/18            hybrid       1       U: 1
GE0/0/19            hybrid       1       U: 1
GE0/0/20            hybrid       1       U: 1
GE0/0/21            hybrid       1       U: 1
GE0/0/22            hybrid       1       U: 1
GE0/0/23            hybrid       1       U: 1
GE0/0/24            hybrid       1       U: 1

U代表会剥离的VLAN ID号的Tag

3 Trunk接口的实现原理

实现原理描述：首先将Trunk接口对端交换机也做同样的VLAN配置（允许带指定VLAN ID的标记的数据帧通过，修改默认PVID等），与Access接口不同的是Trunk接口允许多个VLAN的数据帧通过，相同的是当数据帧离开交换机时会剥离Trunk接口的PVID对应的VLAN tag（802.1QTag），当非Trank接口的PVID的数据帧通过Trunk接口时，标记不会被剥离，以便在接收数据帧的交换机内部完成一次上述的Access接口的实现原理。如此便实现更大范围的隔离广播域。

注：因为所有交换机接口默认PVID为1，所以当VLAN1的数据包离开Trunk时，会被剥离标记变成一个原始的数据帧，如果对端的Trunk接口是不同的PVID，就会被打上VLAN1以外的Tag，会造成VLAN跳跃，失去原本隔离广播域的初衷。

解决VLAN跳跃的方法：创建一个生僻的VLAN，并且在交换机所有互联的Trunk链路上修改PVID为生僻VLAN的PVID，例如4423。

注：傻瓜（非网管）交换机允许带标记（tag）的数据帧通过，它既不能在收到数据帧的时候识别tag，也不能在发送数据帧时剥离tag，只会按照内部缓存中的MAC地址表按规则进行泛洪、转发，丢弃等行为，如果对端是能够配置VLAN的网络设备或者能识别802.1QTag的网卡，并且配置了相应的规则，那就能按照配置的规则进行数据帧的处理，因此，傻瓜（非网管）交换机可以作为二层透传的中继设备。

注：在数据链路层中，两台处于同网段，不同VLAN的终端之间无法相互通信，相同VLAN的终端之间可以相互通信，就好比穿透了同网段不同VLAN的终端去通信，因为相同网段原来是同一广播域，而VLAN的作用就是隔离广播域。这种数据帧传递的方式称为二层透传。

4 认识标记（802.1QTag）

IEEE802.1Q标准（也被称为Dot1Q）定义了该“标记”方法。该标准对传统的以太网数据帧进行修改，在帧头中插入802.1QTag，而在该Tag中，便可以写入VLAN信息。

实验：抓包观察标记

组建如上图所示网络

用VLAN2中的主机192.168.1.1 去ping 192.168.1.5，如上图所示

抓取交换机2的G/0/0/3接口，如上图所示，观察分析

1 以太二帧中的Type表示上层协议为802.1Q（0x8100）

2 优先级为：0（最高）

3 标准格式指示符：0表示在以太网环境中

4 VLAN ID：2

5 Type：下层协议是IPv4 （0x0800）

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