vlan的工作原理,即vlan通信原理,如下:
1.vlan的基本通信原理
為了提高處理效率,交換機內部的數據幀始終攜帶VLAN標簽,統一處理。當數據幀進(jìn)入交換機接口時(shí),如果接口上沒(méi)有VLAN標簽并且配置了PVID(端口默認VLAN標識),則數據幀將被標記為接口的PVID。如果數據幀已經(jīng)有VLAN標簽,即使接口已經(jīng)配置了PVID,交換機也不會(huì )用VLAN標簽標記數據幀。
由于接口類(lèi)型不同,交換機對數據幀的處理也不同。下面根據不同的接口類(lèi)型分別介紹。
訪(fǎng)問(wèn)接口
接收消息并標記默認的VLAN標識。
當VLAN標識與默認VLAN標識相同時(shí),接收消息;
當VLAN標識與默認的VLAN標識不同時(shí),該消息將被丟棄。
發(fā)送之前,剝去框架的PVID標簽。
中繼接口
標記默認VLAN標識,當默認VLAN標識在允許通行的VLAN標識列表中時(shí),接收消息;
當默認VLAN標識不在允許的VLAN標識列表中時(shí),該消息將被丟棄。
當VLAN標識在接口允許的VLAN標識列表中時(shí),接收消息;
當VLAN標識不在接口允許的VLAN標識列表中時(shí),該消息將被丟棄。
當VLAN ID與默認的VLAN ID相同,并且是接口允許的VLAN ID時(shí),移除Tag并發(fā)送消息;
當VLAN標識不同于默認的VLAN標識,并且是接口允許的VLAN標識時(shí),保留原始標簽并發(fā)送消息。
混合接口
標記默認VLAN標識,當默認VLAN標識在允許通行的VLAN標識列表中時(shí),接收消息;
標記默認的VLAN標識,當默認的VLAN標識不在允許的VLAN標識列表中時(shí),丟棄該消息。
當VLAN標識在接口允許的VLAN標識列表中時(shí),會(huì )收到消息。
當VLAN標識不在接口允許的VLAN標識列表中時(shí),該消息將被丟棄。
當VLAN標識是接口允許的VLAN標識時(shí),消息被發(fā)送。
您可以設置通過(guò)命令發(fā)送時(shí)是否攜帶標簽。
QinQ接口
QinQ接口是使用QinQ協(xié)議的接口。
QinQ接口可以在幀上增加一個(gè)雙Tag,即在原有Tag的基礎上,在幀上增加一個(gè)新的Tag,這樣最多可以支持40944094個(gè)VLAN,滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )對VLAN數量的需求。
由于默認情況下設備的所有接口都添加到VLAN1中,當網(wǎng)絡(luò )中存在未知的VLAN1單播、組播或廣播消息時(shí),可能會(huì )引起廣播風(fēng)暴。對于不需要加入VLAN1的接口,及時(shí)退出VLAN1,避免環(huán)路。
2.VLAN交換機間的通信原理
有時(shí),屬于同一VLAN的用戶(hù)主機連接到不同的交換機。當VLAN穿過(guò)交換機時(shí),交換機之間的接口必須能夠同時(shí)識別并通過(guò)交換機發(fā)送VLAN消息。此時(shí),需要中繼鏈路技術(shù)。
中繼鏈路有兩個(gè)功能:
1.繼電器功能:
VLAN信息到互聯(lián)交換機的透明傳輸。
2.主線(xiàn)功能:
多個(gè)VLAN的消息可以在中繼鏈路上傳輸。
圖1中繼鏈路通信模式示意圖
例如,在上面圖1所示的網(wǎng)絡(luò )中,為了使設備a和設備b之間的鏈路同時(shí)支持VLAN2中的用戶(hù)通信和VLAN3中的用戶(hù)通信,需要配置連接接口以同時(shí)加入兩個(gè)VLAN。
也就是說(shuō),設備a的以太網(wǎng)端口2和設備b的以太網(wǎng)端口1應該配置為同時(shí)加入VLAN2和VLAN3。
當用戶(hù)主機甲向用戶(hù)主機乙發(fā)送數據時(shí),數據幀的發(fā)送過(guò)程如下:
數據幀首先到達設備a的接口端口4。
端口4向數據幀添加一個(gè)標簽,標簽的VID字段用接口所屬VLAN的數字2填充。
設備a查詢(xún)自己的媒體訪(fǎng)問(wèn)控制地址表中是否有目的地址為設備b的媒體訪(fǎng)問(wèn)控制地址轉發(fā)表條目。
如果是,設備a將數據幀轉發(fā)到接口端口2。
如果不存在,設備a會(huì )將數據幀發(fā)送到除端口4接口之外的該設備上屬于VLAN2的所有接口。
端口2將幀轉發(fā)到設備b。
設備B收到數據幀后,會(huì )查詢(xún)自己的MAC地址表中是否有目的地址為主機B的MAC地址轉發(fā)條目。
如果存在,DeviceB會(huì )將數據幀發(fā)送到接口端口3。
如果不存在,設備b會(huì )將數據幀發(fā)送到除端口1接口之外的該設備上屬于VLAN2的所有接口。
端口3將數據幀發(fā)送到主機b。
/p>3、VLAN間通信原理
劃分VLAN后,不同VLAN之間不能直接通信。如果要實(shí)現VLAN間通信,可以采取以下方案:
圖2?通過(guò)子接口實(shí)現VLAN間的通信
1、子接口
如上圖2所示,DeviceA為支持配置子接口的三層設備,DeviceB為二層交換設備。LAN通過(guò)DeviceB的以太網(wǎng)接口(交換式以太網(wǎng)接口)與DeviceA的以太網(wǎng)接口(路由式以太網(wǎng)接口)相連。用戶(hù)主機被劃分到兩個(gè)VLAN:VLAN2和VLAN3??赏ㄟ^(guò)如下配置實(shí)現VLAN間互通。
在DeviceA的以太網(wǎng)接口(與DeviceB相連的以太網(wǎng)接口)上創(chuàng )建2個(gè)子接口Port1.1和Port2.1,并配置802.1Q封裝與VLAN2和VLAN3分別對應。
配置子接口的IP地址,保證兩個(gè)子接口對應的IP地址路由可通。
將DeviceB與DeviceA相連的以太網(wǎng)接口類(lèi)型配置為T(mén)runk或Hybrid類(lèi)型,允許VLAN2和VLAN3的幀通過(guò)。
將用戶(hù)設備的缺省網(wǎng)關(guān)設置為所屬VLAN對應子接口的IP地址。
主機A和C的通信過(guò)程如下:
主機A將主機C的IP地址和自己所在網(wǎng)段進(jìn)行比較,發(fā)現主機C和自己不在同一個(gè)子網(wǎng)。
主機A發(fā)送ARP請求給自己的網(wǎng)關(guān)DeviceA,請求網(wǎng)關(guān)的MAC地址。
DeviceA收到該ARP請求后,返回ARP應答報文,報文中源MAC地址為VLAN2對應子接口的MAC地址。
主機A學(xué)習到網(wǎng)關(guān)的MAC地址。
主機A向網(wǎng)關(guān)發(fā)送目的MAC為子接口MAC地址、目的IP為主機C的IP地址的報文。
DeviceA收到該報文后進(jìn)行三層轉發(fā),發(fā)現主機C的IP地址為直連路由,報文將通過(guò)VLAN3關(guān)聯(lián)的子接口進(jìn)行轉發(fā)。
DeviceA作為VLAN3內主機的網(wǎng)關(guān),向VLAN3內發(fā)送一個(gè)ARP廣播,請求主機C的MAC地址。
主機C收到網(wǎng)關(guān)發(fā)送的ARP廣播后,對此請求進(jìn)行ARP應答。
網(wǎng)關(guān)收到主機C的應答后,就把主機A的報文發(fā)送給主機C。主機A之后要發(fā)給C的報文都先發(fā)送給網(wǎng)關(guān),由網(wǎng)關(guān)做三層轉發(fā)。
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