VLAN 虛擬局域網(wǎng)

2020-06-12 11:18 更新

一、簡介

VLAN(Virtual Local Area Network) 中文名為"虛擬局域網(wǎng)"。

1.作用

虛擬局域網(wǎng)(VLAN)是一組邏輯上的設(shè)備和用戶,這些設(shè)備和用戶并不受物理位置的限制,可以根據(jù)功能、部門及應(yīng)用等因素將它們組織起來,相互之間的通信就好像它們在同一個網(wǎng)段中一樣,由此得名虛擬局域網(wǎng)。

VLAN是一種比較新的技術(shù),工作在OSI參考模型的第2層和第3層,一個VLAN就是一個廣播域,VLAN之間的通信是通過第3層的路由器來完成的。與傳統(tǒng)的局域網(wǎng)技術(shù)相比較,VLAN技術(shù)更加靈活,它具有以下優(yōu)點: 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的移動、添加和修改的管理開銷減少;可以控制廣播活動;可提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。

在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,一個二層網(wǎng)絡(luò)可以被劃分為多個不同的廣播域,一個廣播域?qū)?yīng)了一個特定的用戶組,默認(rèn)情況下這些不同的廣播域是相互隔離的。不同的廣播域之間想要通信,需要通過一個或多個路由器。這樣的一個廣播域就稱為VLAN。

以太網(wǎng)是一種基于CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)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、性能顯著下降甚至造成網(wǎng)絡(luò)不可用等問題。通過交換機(jī)實現(xiàn)LAN互連雖然可以解決沖突嚴(yán)重的問題,但仍然不能隔離廣播報文和提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

二、報文格式

1.幀格式

IEEE 802.1Q標(biāo)準(zhǔn)對Ethernet幀格式進(jìn)行了修改,在源MAC地址字段和協(xié)議類型字段之間加入4字節(jié)的802.1Q Tag。

VLAN幀最小幀長為64字節(jié)。

字段 長度 含義
DMAC 6字節(jié) DestinationMAC,的MAC地址,IPV4為6字節(jié),該字段確定幀的接收者。
SMAC 6字節(jié) SourceMAC,MAC地址,IPV4為6字節(jié),該字段標(biāo)識發(fā)送幀的工作站。
Type 2字節(jié) 協(xié)議類型。下表列出了鏈路直接封裝的協(xié)議。
PRI 3比特 Priority,長度為3比特,表示幀的優(yōu)先級,取值范圍為0~7,值越大優(yōu)先級越高。用于當(dāng)阻塞時,優(yōu)先發(fā)送優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)包。如果設(shè)置用戶優(yōu)先級,但是沒有VLANID,則VLANID必須設(shè)置為0x000。
CFI 1比特 CFI (Canonical Format Indicator),長度為1比特,表示MAC地址是否是經(jīng)典格式。CFI為0說明是標(biāo)準(zhǔn)格式,CFI為1表示為非標(biāo)準(zhǔn)格式。用于區(qū)分以太網(wǎng)幀、FDDI(Fiber Distributed Digital Interface)幀和令牌環(huán)網(wǎng)幀。在以太網(wǎng)中,CFI的值為0。
VID 12比特 LAN ID,長度為12比特,表示該幀所屬的VLAN。在VRP中,可配置的VLAN ID取值范圍為1~4094。0和4095協(xié)議中規(guī)定為保留的VLAN ID。
Length/Type 2字節(jié) 指后續(xù)數(shù)據(jù)的字節(jié)長度,但不包括CRC檢驗碼。
Data 變動 數(shù)據(jù)字段的最小長度必須為46字節(jié)以保證幀長至少為64字節(jié),這意味著傳輸一字節(jié)信息也必須使用46字節(jié)的數(shù)據(jù)字段。
CRC 4字節(jié) 用于幀內(nèi)后續(xù)字節(jié)差錯的循環(huán)冗余檢驗(也稱為FCS或幀檢驗序列)。
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