1、技術(shù)介紹局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議VLAN PAGE 3VLANVLAN 概述以太網(wǎng)是一種基于CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect，載波偵聽多路訪問/沖突檢測）的共享通訊介質(zhì)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，當(dāng)主機(jī)數(shù)目較多時會導(dǎo)致沖突嚴(yán)重、廣播泛濫、性能顯著下降甚至使網(wǎng)絡(luò)不可用等問題。通過交換機(jī)實現(xiàn)LAN互聯(lián)雖然可以解決沖突（Collision）嚴(yán)重的問題，但仍然不能隔離廣播報文。在這種情況下出現(xiàn)了VLAN（Virtual Local Area Network，虛擬局域網(wǎng)）技術(shù)， 這種技術(shù)可以把一個LAN劃分成多個邏輯的LANVLAN，每個VLAN是

2、一個廣播域，VLAN內(nèi)的主機(jī)間通信就和在一個LAN內(nèi)一樣，而VLAN間則不能直接互通，這樣，廣播報文被限制在一個VLAN內(nèi)，如 HYPERLINK l _bookmark0 圖 1所示。VLAN 2RouterSwitch ASwitch BVLAN 5圖1 VLAN 示意圖VLAN 的劃分不受物理位置的限制：不在同一物理位置范圍的主機(jī)可以屬于同一個VLAN；一個 VLAN 包含的用戶可以連接在同一個交換機(jī)上，也可以跨越交換機(jī)， 甚至可以跨越路由器。VLAN 的優(yōu)點如下：限制廣播域。廣播域被限制在一個 VLAN 內(nèi)，節(jié)省了帶寬，提高了網(wǎng)絡(luò)處理能力。增強(qiáng)局域網(wǎng)的安全性。VLAN 間的二層報文是相

3、互隔離的，即一個 VLAN 內(nèi)的用戶不能和其它 VLAN 內(nèi)的用戶直接通信，如果不同 VLAN 要進(jìn)行通信，則需通過路由器或三層交換機(jī)等三層設(shè)備。靈活構(gòu)建虛擬工作組。用 VLAN 可以劃分不同的用戶到不同的工作組，同一工作組的用戶也不必局限于某一固定的物理范圍，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和維護(hù)更方便靈活。VLAN 原理要使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠分辨不同 VLAN 的報文，需要在報文中添加標(biāo)識 VLAN 的字段。由于普通交換機(jī)工作在 OSI 模型的數(shù)據(jù)鏈路層，只能對報文的數(shù)據(jù)鏈路層封裝進(jìn)行識別。因此，如果添加識別字段，也需要添加到數(shù)據(jù)鏈路層封裝中。IEEE 于 1999 年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化 VLAN 實現(xiàn)方案的 IEEE

4、802.1Q 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案， 對帶有 VLAN 標(biāo)識的報文結(jié)構(gòu)進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)定。圖2 傳統(tǒng)以太網(wǎng)幀封裝格式傳統(tǒng)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀在目的MAC地址和源MAC地址之后封裝的是上層協(xié)議的類型字段，如 HYPERLINK l _bookmark1 圖 2所示。其中 DA 表示目的 MAC 地址，SA 表示源 MAC 地址，Type 表示報文所屬協(xié)議類型。IEEE 802.1Q 協(xié)議規(guī)定在目的MAC 地址和源MAC 地址之后封裝 4 個字節(jié)的VLAN Tag，用以標(biāo)識 VLAN 的相關(guān)信息。圖3 VLAN Tag 的組成字段如 HYPERLINK l _bookmark1 圖 3所示，VLAN Tag包含四個

5、字段，分別是TPID（Tag Protocol Identifier，標(biāo)簽協(xié)議標(biāo)識符）、Priority、CFI（Canonical Format Indicator，標(biāo)準(zhǔn)格式指示位） 和VLAN ID。TPID 用來判斷本數(shù)據(jù)幀是否帶有 VLAN Tag，長度為 16bit，缺省取值為0 x8100。Priority 表示報文的 802.1P 優(yōu)先級，長度為 3bit，相關(guān)內(nèi)容請參見“QoS 分冊” 中的“QoS 配置”。CFI 字段標(biāo)識 MAC 地址在不同的傳輸介質(zhì)中是否以標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行封裝，長度為 1bit，取值為 0 表示 MAC 地址以標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行封裝，為 1 表示以非標(biāo)準(zhǔn)格式封裝，缺省取值為 0。VLAN ID 標(biāo)識該報文所屬 VLAN 的編號，長度為 12bit，取值范圍為 04095。由于 0 和 4095 為協(xié)議保留取值，所以 VLAN ID 的取值范圍為