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VLAN技术详解(免费下载)

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基于子网的VLAN,则是通过所连计算机的IP地址,来决定端口所属VLAN的。不像基于MAC地址的VLAN,即使计算机因为交换了网卡或是其他原因导致MAC地址改变,只要它的IP地址不变,就仍可以加入原先设定的VLAN。

因此,与基于MAC地址的VLAN相比,能够更为简便地改变网络结构。IP地址是OSI参照模型中第三层的信息,所以我们可以理解为基于子网的VLAN是一种在OSI的第三层设定访问链接的方法。一般路由器与三层交换机都使用基于子网的方法划分VLAN。

基于用户的VLAN,则是根据交换机各端口所连的计算机上当前登录的用户,来决定该端口属于哪个VLAN。这里的用户识别信息,一般是计算机操作系统登录的用户,比如可以是Windows域中使用的用户名。这些用户名信息,属于OSI第四层以上的信息。 总的来说,决定端口所属VLAN时利用的信息在OSI中的层面越高,就越适于构建灵活多变的网络。

访问链接的总结

综上所述,VLAN的划分有静态VLAN和动态VLAN两种,其中动态VLAN又可以继续细分成几个小类。

其中基于子网的VLAN和基于用户的VLAN有可能是网络设备厂商使用独有的协议实现的,不同厂商的设备之间互联有可能出现兼容性问题;因此在选择交换机时,一定要注意事先确认。 下表总结了静态VLAN和动态VLAN的相关信息。

种类

解说

静态VLAN(基于端口的VLAN) 将交换机的各端口固定指派给

VLAN

动态VLAN 基于MAC地址的VLAN

根据各端口所连计算机的MAC

地址设定 根据各端口所连计算机的IP地

址设定 根据端口所连计算机上登录用

户设定

基于子网的VLAN

基于用户的VLAN

就目前来说,对于VLAN的划分主要采取上述基于端口的VLAN和基于子网的VLAN两种,而基于MAC地址和基于用户的VLAN一般作为辅助性配置使用。

2. VLAN帧结构

在交换机的汇聚链接上,可以通过对数据帧附加VLAN信息,构建跨越多台交换机的VLAN。

附加VLAN信息的方法,最具有代表性的有:

● IEEE802.1Q ?●?ISL

现在就让我们看看这两种协议分别如何对数据帧附加VLAN信息。

2.1 IEEE802.1Q

IEEE802.1Q,俗称“Dot One Q”,是经过IEEE认证的对数据帧附加VLAN识别信息的协议。 在此,请大家先回忆一下以太网数据帧的标准格式。

IEEE802.1Q所附加的VLAN识别信息,位于数据帧中“发送源MAC地址”与“类别域(Type Field)”之间。具体内容为2字节的TPID和2字节的TCI,共计4字节。 在数据帧中添加了4字节的内容,那么CRC值自然也会有所变化。这时数据帧上的CRC是插入TPID、TCI后,

对包括它们在内的整个数据帧重新计算后所得的值。

基于IEEE802.1Q附加的VLAN信息,就像在传递物品时附加的标签。因此,它也被称作“标签型VLAN(Tagging VLAN)”。

3 bits1 bits12bitsVLAN IDUser priorityCFI

1. TPID (Tag Protocol Identifier,也就是EtherType)

是IEEE定义的新的类型,表明这是一个加了802.1Q标签的帧。TPID包含了一个固定的值0x8100。

2. TCI (Tag Control Information)

包括用户优先级(User Priority)、规范格式指示器(Canonical Format Indicator)和 VLAN ID。 ①User Priority:该字段为3-bit,用于定义用户优先级,总共有8个(2的3次方)优先级别。IEEE 802.1P 为3比特的用户优先级位定义了操作。最高优先级为7,应用于关键性网络流量,如路由选择信息协议(RIP)和开放最短路径优先(OSPF)协议的路由表更新。优先级6和5主要用于延迟敏感(delay-sensitive)应用程序,如交互式视频和语音。优先级4到1主要用于受控负载(controlled-load)应用程序,如流式多媒体(streaming multimedia)和关键性业务流量(business-critical traffic) - 例如,SAP 数据 - 以及“loss eligible”流量。优先级0是缺省值,并在没有设置其它优先级值的情况下自动启用。

②CFI:CFI值为0说明是规范格式,1为非规范格式。它被用在令牌环/源路由FDDI介质访问方法中来指示封装帧中所带地址的比特次序信息。

③VID:该字段为12-bit, VLAN ID 是对 VLAN 的识别字段,在标准 802.1Q 中常被使用。支持4096(2的12次方) VLAN 的识别。在4096可能的VID 中,VID=0 用于识别帧优先级。 4095(FFF)作为预留值,所以 VLAN 配置的最大可能值为4094。 所以有效的VLAN ID范

围一般为1-4094。

2.2 ISL(Inter Switch Link)

ISL,是Cisco产品支持的一种与IEEE802.1Q类似的、用于在汇聚链路上附加VLAN信息的协议。 使用ISL后,每个数据帧头部都会被附加26字节的“ISL包头(ISL Header)”,并且在帧尾带上通过对包括ISL包头在内的整个数据帧进行计算后得到的4字节CRC值。换而言之,就是总共增加了30字节的信息。 在使用ISL的环境下,当数据帧离开汇聚链路时,只要简单地去除ISL包头和新CRC就可以了。由于原先的数据帧及其CRC都被完整保留,因此

无需重新计算

404448168241511616DATypeUserSALenAAA03HSAVLANBPDUindexResv ? DA ― 40位组播目的地址。包括一个广播地址0X01000C0000或者是0X03000C0000。 ?

Type ― 各种封装帧(Ethernet (0000)、Token Ring (0001)、FDDI (0010) 和 ATM (0011))的4位描述符。

? User ― Type 字段使用的4位描述符扩展或定义 Ethernet 优先级。该二进制值从最低优先级开始0到最高优先级3。

? SA ― 传输 Catalyst 交换机中使用的48位源 MAC 地址。 ? ? ? ? ?

LEN ― 16位帧长描述符减去 DA、type、user、SA、LEN 和 CRC 字段。 AAAA03 ― 标准 SNAP 802.2 LLC 头。

HAS ― SA 的前3字节(厂商的 ID 或组织唯一 ID)。 VLAN ― 15位 VLAN ID。低10位用于1024 VLAN。

BPDU ― 1位描述符,识别帧是否是生成树网桥协议数据单元(BPDU)。如果封装

帧为思科发现协议(CDP)帧,也需设置该字段。

? INDEX ― 16位描述符,识别传输端口 ID。用于诊断差错。

? RES ― 16位预留字段,应用于其它信息,如令牌环和分布式光纤数据接口帧(FDDI),帧校验(FC)字段。

? ISL帧最大为1548bytes,iSL包头26+1518+4=1548

ISL有如用ISL包头和新CRC将原数据帧整个包裹起来,因此也被称为“封装型VLAN(Encapsulated VLAN)”。 需要注意的是,不论是IEEE802.1Q的“Tagging VLAN”,还是ISL的“Encapsulated VLAN”,都不是很严密的称谓。不同的书籍与参考资料中,上述词语有可能被混合使用,因此需要大家在学习时格外注意。 并且由于ISL是Cisco独有的协议,因此只能用于Cisco网络设备之间的互联。

IEEE 802.Q和ISL的异同:

相同点:都是显式标记,即帧被显式标记了VLAN的信息。

不同点:IEEE 802.1Q是公有的标记方式,ISL是Cisco私有的,ISL采用外部标记的方法,802.1Q采用内部标记的方法,ISL标记的长度为30字节,802.1Q标记的长度为4字节。

VLAN的TRUNK协议(VTP)

一、VTP概述

VLAN中继协议(VTP,VLAN TRUNKING PROTOCOL)是CISCO专用协议,大多数交换机都支持该协议。VTP负责在VTP域内同步VLAN信息,这样就不必在每个交换上配置相同的VLAN信息。

VTP还提供一种映射方案,以便通信流能跨越混合介质的骨干。

VTP最重要的作用是,将进行变动时可能会出现在的配置不一致性降至最低。 VTP也有一些缺点,这些缺点通常都与生成树协议有关。

1、VTP协议的作用

VLAN中继协议(VTP)利用第2层中继帧,在一组交换机之间进行VLAN通信。VTP从一个中心控制点开始,维护整个企业网上VLAN的添加、添加和重命名工作,确何配置的一致性。 2、VTP的优点 >保持配置的一致性

>提供跨不同介质类型如ATM 、FDDI和以太网配置虚拟局域网的方法 >提供跟踪和监视虚拟局域网的方法

>提供检测加到另一个交换机上的虚拟局域的方法

>提供从一个交换机在整个管理域中增加虚拟局域网的方法 二、VTP的工作原理

1、VTP概述和工作原理

VTP是一种消息协议,使用第2层帧,在全网的基础上管理VLAN的添加、删除和重命名,以实现VLAN配置的一致性。可以用VTP管理网络中VLAN1到1005。

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基于子网的VLAN,则是通过所连计算机的IP地址,来决定端口所属VLAN的。不像基于MAC地址的VLAN,即使计算机因为交换了网卡或是其他原因导致MAC地址改变,只要它的IP地址不变,就仍可以加入原先设定的VLAN。因此,与基于MAC地址的VLAN相比,能够更为简便地改变网络结构。IP地址是OSI参照模型中第三层的信息,所以我们可以理
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