目录
1.VLAN概述
2.VLAN帧格式
3.VLAN端口类型
4.缺省VLAN
5.VLAN打标签和去标签
6.VLAN划分的方法
1.VLAN概述
VLAN(虚拟局域网)是一种逻辑上划分网络设备的技术,用于将单个物理网络划分成多个虚拟网络。VLAN可以将网络中的设备分组,使得只有处于同一组内的设备能够相互通信,增强了网络的安全性、灵活性和管理效率。
VLAN的实现需要支持它的交换机或路由器,因为VLAN是通过交换机或路由器的端口来划分的。使用VLAN,管理员可以为不同的组设置不同的网络策略,如VLAN 100可以是财务部门的组,VLAN 200可以是市场部门的组,不同的组之间彼此隔离,不会产生彼此干扰,同时也方便了网络管理。
VLAN的主要优点如下:
- 提高网络的安全性:VLAN可以将敏感的网络流量隔离到特定的VLAN中,防止网络攻击和非法访问。
- 改善网络的性能:VLAN可以降低广播风暴,提高网络的吞吐量和运行效率。
- 提高网络的灵活性和可管理性:VLAN可以根据需要将设备当做一个整体来管理,以简化管理和维护过程。
图 1 局域网和虚拟局域网
2.VLAN帧格式
图 2 VLAN帧格式
VLAN标签占据12个字节,
TPID:Tag Protocol Identifier(标签协议标识符),2字节,用于标识该帧的VLAN类型,通常为0x8100表示标准的IEEE 802.1Q VLAN。
PRI:Priority(优先级),3比特,用于QoS/CoS(Quality of Service / Class of Service)。
CFI:Canonical Format Indicator(标准格式知识器),1比特,用于标识MAC地址是否为规范形式,一般设置为0。
VID:VLAN ID(VLAN标识),12比特,范围从0到4095,其中0和4095具有特殊的含义,分别表示未打Tag和全局性VLAN。
3.VLAN端口类型
VLAN的实现需要使用交换机和路由器等网络设备,这些设备都有不同的端口。
下面介绍几种常见的VLAN端口:
- Access Port(访问端口):该端口用于连接设备,只能属于一个VLAN。当数据包从该端口发送出去时,数据包会直接被发送到该端口所属的VLAN,其他VLAN不会接收到数据包。
- Trunk Port(干道端口):该端口用于连接交换机、路由器等网络设备,可以同时传输来自多个VLAN的数据包。在该端口上传输的数据包都会被打上标签,以便接收端口知道该数据包属于哪个VLAN。
- Hybrid Port(混合端口):该端口可以属于多个VLAN,可以同时作为Access Port和Trunk Port使用。一般用于连接需要多个VLAN的设备,比如服务器。
4.缺省VLAN
缺省VLAN是指交换机默认的VLAN ID,默认VLAN ID通常为1,所有类型的VLAN端口都需要设置VLAN ID,不同类型的VLAN端口缺省VLAN ID用处有区别。
缺省VLAN ID是指在交换机或路由器上未经配置的端口默认所属的VLAN编号。当一个端口连接到交换机上并被配置为未加入任何VLAN时,它就会成为缺省VLAN ID所代表的VLAN的一部分。 缺省VLAN ID通常被设置为1,这是因为它是IEEE 802.1Q协议中最早定义的VLAN编号,也是许多交换机的默认设置。但是,在某些情况下,缺省VLAN ID可能会被配置为其他值。
缺省VLAN ID在网络中发挥重要作用。它为新设备提供了一种简单的方式来加入网络,而无需进行复杂的VLAN配置。当设备被插入交换机的端口时,它可以立即开始发送和接收数据,而无需进行任何其他设置。
然而,缺省VLAN ID也可能会导致网络安全问题。如果网络管理员没有将未分配VLAN的端口进行适当的配置,那么攻击者就可以利用这些端口来访问网络中的敏感信息。因此,网络管理员应该定期检查网络中的缺省VLAN ID配置,并根据需要进行必要的更改。
5.VLAN打标签和去标签
在理解VLAN打标签和去标签之前,我们得知道交换机处理VLAN的原则。
原则:
1.进入交换机的帧必须带VLAN标签。
2.出交换机的帧可以带VLAN标签也可以不带。
很多文章和书籍讨论VLAN打标签和去标签的时候,都是基于VLAN端口的角度去讨论,这样我们通常会陷入一种思维定势,从VLAN端口的角度去理解VLAN,理解起来会很复杂。
如果我们站在交换机处理VLAN的角度去理解VLAN打标签和去标签,我们掌握起来会更容易。
首先,我们理解第一条原则:1.进入交换机的帧必须带VLAN标签。
我们从第一条原则可以知道任何VLAN端口进入交换机的数据都得带上VLAN标签,如果原始帧没有VLAN标签我们得打上VLAN标签。如果原始帧有VLAN 标签,我们得判断该帧是否允许通过。
我们可以通过下表理解 端口接收VLAN的原理:
表 1 不同VLAN端口如何接收数据帧
接下来我们理解一下第二条原则:2.出交换机的帧可以带VLAN标签也可以不带。
出交换的帧如果连的是主机,因为主机通常不处理带VLAN标签的帧,所以任何VLAN端口想要连接主机需要去VLAN标签。出交换的帧如果连的是交换机或者路由器,需要携带VLAN标签,此时VLAN端口不能去VLAN标签。
我们可以通过下表理解端口发送VLAN的原理:
表 2 不同VLAN端口如何发送数据帧
根据不同VLAN端口不同的特性,VLAN端口的使用场景都已经固定下来。
- Access端口通常用于交换机连接主机。
- Trunk端口通常用于交换机和交换机,交换机和路由器之间的连接。
- Hybrid端口可以用于交换机和主机之间的连接,也可以用于交换机和交换机,交换机和路由器之间的连接。
6.VLAN划分的方法
VLAN划分主要有以下几种方法:
端口方式:按照交换机的端口来划分VLAN,即对每个端口指定一个VLAN编号。
MAC地址方式:根据设备的MAC地址来划分VLAN,相同的MAC地址归属于同一个VLAN。
IP子网方式:根据IP地址来划分VLAN,同一子网内的设备归属于同一个VLAN,不同子网的设备被划分到不同的VLAN中。
协议方式:根据数据帧所属的协议类型来划分VLAN。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-494924.html
其他方式:一些其他方式划分VLAN。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-494924.html
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