vlan技术原理及方案解析

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1、Vlan技术原理  在数据通信和宽带接入设备里，只要涉及到二层技术的，就会遇到VLAN。而且，通常情况下，VLAN在这些设备中是基本功能。所以不管是刚迈进这个行业的新生，还是已经在这个行业打拼了很多年的前辈，都要熟悉这个技术。在论坛上经常看到讨论各种各样的关于VLAN的问题，在工作中也经常被问起关于VLAN的这样或那样的问题，所以，有了想写一点东西的冲动。      大部分童鞋接触交换这门技术都是从思科技术开始的，讨论的时候也脱离不了思科的影子。值得说明的是，VLAN是一种标准技术，思科在实现VLAN的时候加入了自己的专有名词，这些名词可能不是通

2、用的，尽管它们已经深深印在各位童鞋们的脑海里。本文的描述是从基本原理开始的，有些说法会和思科技术有些出入，当然，也会讲到思科交换中的VLAN。1.以太网交换原理              VLAN的概念是基于以太网交换的，所以，为了保持连贯性，还是先从交换原理讲起。不过，这里没有长篇累牍的举例和配置，都是一些最基本的原理。本节所说的以太网交换原理，是针对‘传统’的以太网交换机来说的。所谓‘传统’，是指不支持VLAN。     简单的讲，以太网交换原理可以概括为‘源地址学习，目的地址转发’。考虑到IP层也涉及到地址问题，为了避免混淆，可以修改为‘源

3、MAC学习，目的MAC转发’。从语文的语法角度来讲，可能还有些问题，就再修改一下‘根据源MAC进行学习，根据目的MAC进行转发’。总之，根据个人习惯了。本人比较喜欢‘源MAC学习，目的MAC转发’的口诀。     稍微解释一下。     所谓的‘源MAC学习’，是指交换机根据收到的以太网帧的帧头中的源MAC地址来建立自己的MAC地址表，‘学习’是业内的习惯说法，就如同在淘宝上买东西都叫‘宝贝’一样。     所谓的‘目的MAC转发’，是指交换机根据收到的以太网帧的帧头中的目的MAC地址和本地的MAC地址表来决定如何转发，确定的说，是如何交换。这个

4、过程大家应该是耳熟能详了。但为了与后面的VLAN描述对比方便，这里还是简单的举个例子。Figure1-1:  

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6、  

7、  SW1(EthernetSwitch)

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10、          

11、               

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13、port1       

14、port2          

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21、  PC1

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24、  PC2

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29、     简单描述一下PC1pingPC2的过程：（这里假设，PC1和PC2位于同一个IP网段，IP地址分别为IP_PC1和IP_PC2，MAC地址分别为MAC_PC1和MAC_PC2）     1).PC1首先发送ARP请求，请求PC2的MAC。目的MAC=FF:FF:FF:FF:FF:FF(广播)；源MAC=MAC_PC1。     SW1收到该广播数据帧后，根据帧头中的源MAC地址，首先学习到了PC1的MAC，建立MAC地址表如下：MAC地址      

30、       端口MAC_PC1             PORT1     2).由于ARP请求为广播帧，所以，SW1向除了PORT1之外的所有UP的端口广播。     注意，该帧没有任何变化。换句话说，交换机没有对帧做任何修改。这就是传说中的透明传输。     3).PC2收到该ARP请求帧，本地建立ARP表项，同时单播回送ARP应答帧。目的MAC=MAC_PC1；源MAC=MAC_PC2。     SW1收到该单播帧手，根据帧头中的源MAC地址，学习到了PC2的MAC，建立MAC地址表如下：MAC地址             端口MAC_P

31、C1             PORT1MAC_PC2             PORT2     4).SW1根据帧头中的目的MAC地址(MAC_PC1)将数据帧从PORT1转发。     5).PC1收到ARP响应，ARP交互过程成功。接下来进行单播PING包交互。        SW1根据数据帧的目的MAC进行透明转发单播帧，同时刷新本地MAC地址表的老化定时器。2.802.1QVLAN的基本原理      严格来说，802.1QVLAN不是一个协议，因为互连的设备之间没有协议层面的报文交互。802.1QVLAN只定义了数据帧的封装格式，即

32、，在以太网帧头中插入了4个字节的VLAN字段。其主要内容为VLANTAG，紧随其后的数据类型和802.1p报文优先级的标识。Figure