网络初级篇之VLAN（原理）

一、早期网络的问题

　　1、若某时刻有多个节点同时试图发送数据，极易产生冲突域，这样使得网络传输效率大大降低。

　　2、从一节点发送的数据都会被送到各个节点，极易形成广播域，这样会使得产生太多的广播流量而耗费大量带宽。

　　3、所有主机共用同一链路，无法保证信息的安全。

二、VLAN的产生

　　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（多个VLAN）。VLAN技术部署在数据链路层，可以隔离二层流量。同一个VLAN内的主机共享一个广播域，它们之间可以直接进行数据交换；不同VLAN内的主机属于不同的广播域，不能直接进行数据的交换。从而提高了网络的安全性。

三、VLAN标签的格式

　　

四、VLAN的链路类型

　　VLAN的链路类型有两种：Access链路与Trunk链路

　　接入链路（Access Link）：终端设备与交换机所连接的链路。

　　干道链路（Trunk Link）：交换机与交换机所连接的链路，是一条中继链路。

五、端口类型

　　1、Access端口

　　①当它收到一个帧的时候，如果这个帧没有Tag标记，它就用自己的PVID给他打上标记。

　　②它在发出一个帧时如果VID=PVID就去掉标记以保证传送给终端设备的帧没有被变动过。

　　③Access端口发出的以太网数据帧中不带有VLAN标记。Access端口的特点是 只允许符合PVID（或者VID）的流量通过。

　　2、Trunk端口

　　①特殊情况下，当它收到一个没有VID标记的帧的时候，它就用自己的PVID给他打上标记。之后查询允许通过的VLAN ID的列表，允许通过则接收，否则丢弃。

　　②当它收到一个有VID标记的帧的时候，查询允许通过的VLAN ID的列表，允许通过则接收，否则丢弃。

　　③当它发送一个与自己PVID相等且在允许通过的VLAN ID的列表中的帧的时候，会将帧中的Tag去掉，发送报文。

　　④当它发送一个与自己PVID不相等且在允许通过的VLAN ID的列表中的帧的时候，会将帧中的Tag保持不变，发送报文。

　　3、Hybrid端口

　　Access端口一般发送的都是没有Tag的数据帧，而Trunk一般发送的都是带有Tag的数据帧。而Hybrid这个模式的端口集合了Access端口与Trunk端口两者的属性。既可以连接接入链路，也可以连接干道链路。

　　①当它收到一个没有VID标记的帧的时候，它就用自己的PVID给他打上标记。之后查询允许通过的VLAN ID的列表，允许通过则接收，否则丢弃。

　　②当它收到一个有VID标记的帧的时候，查询允许通过的VLAN ID的列表，允许通过则接收，否则丢弃。

　　③转发是数据帧可以通过命令配置发送时是否携带Tag，携带Tag则原Tag不变；不携带Tag则将Tag剥离。

六、PVID

　　PVID是在划分vlan时候每个端口都有且只有一个，默认情况下每个端口初始PVID是1，表示它是vlan1的成员。在Access中，如果给他划分了其他VLAN，那么PVID相应会发生更改；在Trunk与Hybrid中，可以修改PVID。

七、VLAN的划分

　　VLAN的划分可以根据以下几点进行划分

　　①基于端口的划分：根据网络设备上不同的端口编号进行VLAN的划分。通过每个端口配置不同的PVID，来将端口划分到不同的VLAN中。若主机连接移位，则需要重新进行配置。

　　②基于MAC的划分：根据主机上的MAC进行VLAN的划分。此方法需要提前配置MAC与VLAN ID的映射关系，网络设备收到不带有Tag的数据帧时，会根据MAC来打上相对应的VLAN标记。若主机连接移位，无需进行重新配置。

　　③基于IP段的划分：根据不同IP地址进行VLAN的划分。

　　④基于协议的划分：根据不同的协议类型进行VLAN的划分。需要提前定义协议与VLAN ID的映射关系。

　　⑤基于策略的划分：使用不同条件组合进行VLAN的划分。只有当所有条件都匹配时，网络设备才会为数据帧打上VLAN标签。每一条策略都需要进行手动配置。

八、Voice-Vlan

　　1、Voice-Vlan的产生及特点

　　①产生

　　由于语音数据在传输时需要具有比其他业务数据更高的优先级，以减少数据传输过程中可能会产生的延时，从而保证通话质量。

　　②特点

　　高优先级、Voice-Vlan ID（2-4094）

　　2、工作模式

　　①手动模式

　　手动将连接语音设备的端口加入Voice-Vlan中，该端口下连接的语音设备所发出的带有Voice VLAN标签的语音流便能够通过该端口进行传输，并享有较高的传输优先级。

　　②自动模式

　　使能Voice-Vlan的接口根据进入端口的数据流中的源MAC地址字段来判断该数据流是否为语音数据流。源MAC地址符合系统设置的语音设备OUI。

　　3、扩展

　　OUI地址为MAC地址的前24位，是IEEE为不同设备供应商分配的一个全球唯一的标识符，从OUI地址可以判断出该设备是哪一个厂商的产品。