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[网络协议]虚拟局域网vlan理论 |
VLAN (Virtual Local Area Network)即虚拟局域网,是将一个物理的局域网在逻辑上划分成多个广播域的技术。通过在交换机上配置VLAN,可以实现在同一个VLAN内的用户可以进行二层互访,而不同LAN间的用户被二层隔离。这样既能够隔离广播域,又能够提升网络的安全性。 早期局域网早期的局域网LAN技术是基于总线型结构的,它存在以下主要问题: 1.若某时刻有多个节点同时试图发送消息,那么它们将产生冲突。 2.从任意节点发出的消息都会被发送到其他节点,形成广播。 3.所有主机共享一条传输通道,无法控制网络中的信息安全。 4.这种网络构成了一个冲突域,网络中计算机数量越多,冲突越严重,网络效率越低。同时,该网络也是一个广播域,当网络中发送信息的计算机数量变多时,广播流量将会耗费大量带宽。因此,传统局域网不仅面临冲突域太大和广播域太大两大难题,而且无法保障传输信息的安全。 5.为了扩展传统LAN,以接入更多计算机,同时避免冲突的恶化,出现了网桥和二层交换机,它们能有效隔离冲突域。网桥和交换机采用交换方式将来自入端口的信息转发到出端口上,克服了共享网络中的冲突问题。但是,采用交换机进行组网时,广播域和信息安全问题依旧存在。 6.在交换网络中,交换机的每一个端口处在一个冲突域中,且终端主机独占端口带宽 7.为限制广播域的范围,减少广播流量,需要在没有二层互访需求的主机之间进行隔离。路由器是基于三层TP地址信息来选择路由和转发数据的,其连接两个网段时可以有效抑制广播报文的转发,但成本较高。因此,人们设想在物理局域网上构建多个逻辑局域网,即VLAN。 VLAN技术vlan技术能够隔离广播域,? 1.VLAN技术可以将一个物理局域网在逻辑上划分成多个广播域,也就是多个VLAN。VLAN技术部署在数据链路层,用于隔离二层流量。同一个VLAN内的主机共享同一个广播域,它们之间可以直接进行二层通信。而VLAN间的主机属于不同的广播域,不能直接实现二层互通。这样,广播报文就被限制在各个相应的VLAN内,同时也提高了网络安全性。 2.本例中,原本属于同一广播域的主机被划分到了两个VLAN中,即,VLAN1和VLAN2。VLAN内部的主机可以直接在二层互相通信,VLAN1和VLAN2之间的主机无法直接实现二层通信。 vlan的帧格式vlan帧格式有两种一种是携带tag,一种是未携带。tag是一种区分不同vlan接口的表示 1.VLAN标签长4个字节,直接添加在以太网帧头中。
VLAN中链路的类型用户主机和交换机之间的链路为接入(access)链路,交换机与交换机之间的链路为干道(trunk)链路。 1.VLAN链路分为两种类型:Access链路和Trunk链路。 PVIDPVID表示端口在缺省情况下所属的VLAN。(port vlan id)缺省情况下,交换机每个端口的PVID都是1。 ?直白说 vlan是对于主机之间的形容,而PVID是对于交换机上面的相对应端口的形容,例如vlan1=PVID1? ? ? ? vlan2=PVID2? ? ? ? vlan1≠PVID2? ? ? ? vlan2≠PVID1 端口类型????????ACCESS类型?Access端口在收到数据后会添加VLAN Tag,VLAN ID和端口的PVID相同。 Access端口在转发数据前会移除VLAN Tag。 1.Access端口是交换机上用来连接用户主机的端口,它只能连接接入链路,并且只能允许唯一的VLAN ID通过本端口。 2.Access端口收发数据帧的规则如下: 3.在本示例中,交换机的G0/0/1,G0/0/2,G0/0/3端口分别连接三台主机,都配置为Access端口。主机A把数据帧(未加标签)发送到交换机的G0/0/1端口,再由交换机发往其他目的地。收到数据帧之后,交换机根据端口的PVID给数据帧打上VLAN标签10,然后决定从G0/0/3端口转发数据帧。G0/0/3端口的PVID也是10,与VLAN标签中的VLAM ID相同,交换机移除标签,把数据帧发送到主机C。连接主机B的端口的PVID是2,与VLAN10不属于同一个VLAN,因此此端口不会接收到VLAN10的数据帧。 ????????Trunk类型?????????????????当Trunk端口收到帧时,如果该帧不包含Tag,将添加上端口的PVID;如果该帧包含Tag,则不改变。(tag再上面讲过,是vlan主机发送的数据帧) 看我们两台主机,设置了两个vlan,A和B是怎么过去的。 主机A要发给C,A发送了一个不带tag的包,到达了Access的PVID1,PVID1发现没偶tag,所以添加一个tag1发送到Trunk端口的PVID1,他们两个的端口不同但PVID是一样的,所以发现是1后拿掉tag1,转发出去,SWB的Trunk端口1看到发过来一个没有tag的包,然后添加tag1,然后发送到PVID1对应的vlan1的主机C就收到了。 主机B要发送给D,B发送一个不带tag的包给PVID20,20看到没有tag,所以添加个tag20发送到Trunk端口的PVID1,1看到PVID是20的,敢看查看这个20能不能通过(Trunk端口的PVID可以通过多个Access端口的PVID),发现可以通过并且保留源tag20,放行,来到SWB的Trunk的PVID1,这个1也要看看我下面有没有这个20的vlan,没有你就是白过的,发现有,保留源tag20直接放行,来到PVID20,剥离PVID20发送D。 1.Trunk端口是交换机上用来和其他交换机连接的端口,它只能连接干道链路。Trunk端口允许多个VLAN的帧(带Tag标记)通过。
????????HybridHybrid端口既可以连接主机,又可以连接交换机。 Hybrid端口可以以Tagged 或Untagged方式加入VLANR ?1.Access端口发往其他设备的报文,都是Untagged数据帧,而Trunk端口仅在一种特定情况下才能发出untagged数据帧,其它情况发出的都是Tagged数据帧。
1.Hybrid端口收发数据帧的规则如下: 2.Hybrid端口发送数据帧时,将检查该接口是否允许该VLAN数据帧通过。如果允许通过,则可以通过命令配置发送时是否携带Tag。 3.配置port hybrid tagged vlan vlan-id命令后,接口发送该vlan-id的数据帧时,不剥离帧中的VLANTag,直接发送。该命令一般配置在连接交换机的端口上。 4.配置port hybrid untagged vlan vlan-id命令后,接口在发送vlan-id的数据帧时,会将帧中的VLANTag剥离掉再发送出去。该命令一般配置在连接主机的端口上。 5.本例介绍了主机A和主机B发送数据给服务器的情况。在SWA和SWB互连的端口上配置了port hybrid tagged vlan 2 3 100命令后,SWA和SWB之间的链路上传输的都是带Tag标签的数据帧。在SWB连接服务器的端口上配置了port hybrid untagged vlan 2 3,主机A和主机B发送的数据会被剥离VLAN标签后转发到服务器。 就是能够通过配置来自由实现各个交换机和主机之间的通信,我觉得更方便也更麻烦。 vlan划分方法有很多中,但是最常见的大部分人用到都是端口划分方法。 此灵感及资料来自于前锋教育网络,感谢,感谢,感谢哦。 https://www.bilibili.com/video/BV1D44y1b7WW?p=10 |
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