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VLAN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。划分的相同VLAN的主机可以相互通信，其工作在二层，不能实现三层的通信，也就是不能实现VLAN间的通信，而VLAN间的通信必须引入路由技术。下面将介绍二层VLAN和三层VLAN的特点和技术。

传统二层网络

　　

VLAN层次架构图 vlan是几层技术_数据帧

  • 传统的交换机工作在二层，也就是工作在同一个广播域之中，这样随着主机数量的增加，共享网络中的冲突会越来越严重，交换网络中的广播也会越来越多。为此如果需要交换机实现不同广播域的隔离可以引入路由设备，但成本也会随机而高。为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

  • 工作原理

　　　　

VLAN层次架构图 vlan是几层技术_VLAN层次架构图_02

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。

  • 报文格式

　　

VLAN层次架构图 vlan是几层技术_Access_03

  • 通过Tag区分不同VLAN。
  • TPID：Tag Protocol Identifier，2字节，固定取值，0x8100，是IEEE定义的新类型，表明这是一个携带802.1Q标签的帧。
  • TCI：Tag Control Information，2字节。帧的控制信息，详细说明如下：
  • Priority：3比特，表示帧的优先级，取值范围为0～7，值越大优先级越高。当交换机阻塞时，优先发送优先级高的数据帧。
  • CFI：Canonical Format Indicator，1比特。CFI表示MAC地址是否是经典格式。CFI为0说明是经典格式，CFI为1表示为非经典格式。用于区分以太网帧、FDDI（Fiber Distributed Digital Interface）帧和令牌环网帧。在以太网中，CFI的值为0。
  • VLAN Identifier：VLAN ID，12比特，可配置的VLAN ID取值范围为0～4095，0和4095为保留的VLAN ID，不能给用户使用。
  • PVID

　　　　PVID（Port VLAN ID）表示端口在缺省情况下所属的VLAN（缺省pvid为1）。交换机收到的帧有可能是Untagged的数据帧，但所有以太网帧在交换机中都是以Tagged的形式来被处理和转发的，因此交换机端口收到的Untagged数据帧必须添加上Tag。

  • 链路类型

　　VLAN链路分为两种类型：Access链路和Trunk链路。后面还会说到混合（ Hybrid ）类型

  • 接入链路（Access Link）：连接用户主机和交换机的链路称为接入链路。如本例所示，图中主机和交换机之间的链路都是接入链路。
  • 干道链路（Trunk Link）：连接交换机和交换机的链路称为干道链路。干道链路上通过的帧一般为带Tag的VLAN帧。

　　Access端口：

　　　　收：端口收到的帧是untagged（不带VLAN标签），加上该端口的PVID；收到对端设备发送的帧是tagged（带VLAN标签），检查该标签内的VLAN ID。当VLAN ID与该端口的PVID相同时，接收该报文。当VLAN ID与该端口的PVID不同时，丢弃该报文。

　　　　发：总是先剥离帧的Tag，然后再发送。Access端口发往对端设备的以太网帧永远是不带标签的帧。

　　trunk端口（***）：

　　　　收：接收到不带Tag的数据帧时，会添加该端口的PVID，如果PVID在允许通过的 VLAN ID列表 中，则接收该报文，否则丢弃该报文。接收带Tag的数据帧时，检查VLAN ID是否在允许通过的VLAN ID列表 中。如果VLAN ID在接口允许通过的VLAN ID列表中，则接收该报文。否则丢弃该报文。

　　　　发：端口发送数据帧时，当VLAN ID与端口的PVID相同，且是该端口允许通过的VLAN ID时，去掉Tag，发送该报文。当VLAN ID与端口的PVID不同，且是该端口允许通过的VLAN ID时，保持原有Tag，直接转发报文。

　　Hybrid端口：　　

　　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。

  • Hybrid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VLAN 。
  • Hybrid端口允许多个VLAN的帧通过，并可以在出端口方向将某些VLAN帧的Tag剥掉。
  • 划分方法

　　

VLAN层次架构图 vlan是几层技术_数据帧_04

端口的VLAN划分方法在实际中最为常见。

配置命令：

[SWA]vlan 10               　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 创建vlan
[SWA]vlan batch 2 to 3            　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 批量创建vlan
　　
[SWA]interface GigabitEthernet 0/0/5        
[SWA-GigabitEthernet0/0/5]port link-type access    　　   　　　　　　　　// 配置为接入接口
[SWA]vlan 2
[SWA-vlan2]port GigabitEthernet 0/0/7           　　　　　 　　　　　　　　// 将接口加入vlan中  方法一
[SWA-vlan2]quit
[SWA]interface GigabitEthernet0/0/5 
[SWA-GigabitEthernet0/0/5]port default vlan 3       　　 　　　　　　　　// 方法二
[SWA-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk 　　　　　　　　　　　　　　　// 配置端口 
[SWA-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan 2 3 　　　　　　　　// 配置接口允许通过的vlan  
[SWA-GigabitEthernet0/0/1]port link-type hybrid 　　　　　　　　 　　　　// 配置为混合端口 
[SWA-GigabitEthernet0/0/1]port hybrid tagged vlan 2 3 100 　　　　　　// 配置交换机之间允许通过的vlan 
[SWA-GigabitEthernet0/0/2]port hybrid pvid vlan 2 　　　　　　　　　　// 配置接口默认的pvid，一般在与主机相连的接口上 
[SWA-GigabitEthernet0/0/2]port hybrid untagged vlan 2 100 　　　　// 配置允许通过的vlan