第二章：艾銻無限為您整理：圖文并茂深入了解VLAN工作原理，不能錯過干貨

2020-02-12 17:14 作者：艾銻無限 瀏覽量：

 
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第一版塊是保障性IT外包服務:如電腦設備運維，辦公設備運維，網(wǎng)絡設備運維，服務器運維等綜合性企業(yè)IT設備運維服務。
 
第二版塊是功能性互聯(lián)網(wǎng)外包服務:如網(wǎng)站開發(fā)外包，小程序開發(fā)外包，APP開發(fā)外包，電商平臺開發(fā)外包，業(yè)務系統(tǒng)的開發(fā)外包和后期的運維外包服務。
 
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們將這次活動稱為——春雷行動。  
以下還有我們?yōu)槟峁┑囊恍┘夹g資訊，以便可以幫助您更好的了解相關的IT知識，幫您渡過疫情中辦公遇到的困難和挑戰(zhàn)，艾銻無限愿和中國中小企業(yè)一起共進退，因為我們相信萬物同體，能量合一，只要我們一起齊心協(xié)

力，一定會成功。再一次祝福您和您的企業(yè)，戰(zhàn)勝疫情，您和您的企業(yè)一定行。

艾銻無限為您整理： 
圖文并茂深入了解VLAN工作原理，不能錯過干貨


了解了VLAN的劃分的幾種方法和配置，我非常好奇VLAN是一個怎樣的工作過程呢?它是如何做到隔離的功能，帶著這些疑問，今天一起來看看吧。

VLAN基本通信原理

為了提高處理效率，交換機內(nèi)部的數(shù)據(jù)幀一律都帶有VLAN Tag，已統(tǒng)一方式處理。當一個數(shù)據(jù)進入交換機接口時，如果沒有帶VLAN Tag標簽，且該接口上配置了PVID，那么，該數(shù)據(jù)幀就會被標記上接口的PVID。如果數(shù)據(jù)幀已經(jīng)帶有VLAN Tag，那么，即使接口已經(jīng)配置了PVID，交換機不會再給

數(shù)據(jù)幀標記VLAN Tag。

由于接口類型不同，交換機對數(shù)據(jù)幀的處理過程也不同，下面通過兩個案例來說明一下VLAN的工作原理：

同一交換機不同VLAN情況



上圖交換機分別配置了VLAN 10 20，同時把相應的PC加入不同的VLAN中，通過在交換機上GE0/01和GE0/0/3抓包，發(fā)現(xiàn)GE0/0/1能抓取數(shù)據(jù)包，而GE0/0/3沒有數(shù)據(jù)包經(jīng)過。這也證實了VLAN的一個特性，隔離廣播風暴。




正常的情況先，PC1在和PC2的第一次通信，先廣播一個ARP請求，在交換機的所有端口，除了自己發(fā)送數(shù)據(jù)端口之外，其他端口都能正常收到的。但是上述拓撲由于劃分了VLAN，所以ARP廣播被GE0/0/3端口丟棄。所以導致PC1不能獲取PC2的MAC地址，導致無法通信。

小伙伴們看到這里，可能會說，我們能不能提前把PC2的MAC地址告訴PC1，這樣PC1就不用再發(fā)ARP廣播包去請求MAC地址啦。

通過在PC1和PC2中相互把對方的MAC地址進行添加，執(zhí)行如下命令：

PC1>arp -s 192.168.1.3 54-89-98-C1-58-5A 

PC2>arp -s 192.168.1.2 54-89-98-05-20-B9 

添加完之后，重新在交換機GE0/0/1和GE0/0/3端口進行抓包，如下圖，GE0/0/3還是沒有數(shù)據(jù)抓取到，這次GE0/0/1端口到ICMP包的請求超時。


通過提前綁定MAC地址信息，但是，依然PC1和PC2不能相互訪問。那么VLAN數(shù)據(jù)包是如何工作的呢?先來看Access端口在接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的是都做了什么操作。

Access接口對接收不帶Tag的報文處理：接收該報文，并打上缺省的VLAN ID

Access接口對接收帶Tag的報文處理：當VLAN ID 與缺省VLAN ID相同時，接收該報文;當VLAN ID與缺省VLAN ID不同時，丟棄該報文;

發(fā)送幀處理過程：先剝離幀的PVID Tag，然后再轉(zhuǎn)發(fā)。

注意：如果端口為access類型，并加入了一個vlan ，那么這端口的PVID屬性值變成和VID值一樣;缺省VLAN ID 就是當前加入的VLAN ID

從以上access端口接收發(fā)送數(shù)據(jù)包，可以大致推測出PC1和PC2的通信過程如下：

當PC1發(fā)送數(shù)據(jù)包時，數(shù)據(jù)包是不帶Tag標簽的。進入交換機GE0/0/1端口后，則被帶上VLAN 10 的標簽。

當交換機GE0/0/3端口接收到GE0/0/1端口發(fā)來的數(shù)據(jù)包，然后檢查發(fā)現(xiàn)是帶上Tag標簽的，進一步比較與自己的缺省VLAN是否一致，結果發(fā)現(xiàn)不一致，直接發(fā)數(shù)據(jù)包丟棄了。

同一交換機相同VLAN情況





上圖兩臺交換機通過GE0/0/24端口互聯(lián)，并把GE0/0/24配置成trunk口模式，允許VLAN 10、20通過。那么垮交換機的VLAN又是怎么一個流程呢?

先分別在SW1和SW2的GE0/0/24端口抓包，看看什么樣的數(shù)據(jù)包經(jīng)過GE0/0/24。


從上圖看到通過SW1和SW2的G0/0/24端口數(shù)據(jù)包都是一樣的，攜帶了Tag標簽。再來看看trunk收發(fā)數(shù)包的流程。


trunk端口對不帶Tag的報文處理：

打上缺省的VLAN ID，當缺省VLAN ID在允許通過的VLAN ID列表時，接收該報文。

當缺省VLAN ID不在允許通過的VLAN ID列表時，丟棄該報文。

trunk端口對帶Tag的報文處理：

當VLAN ID在接口允許通過的VLAN ID列表里時，接收該報文;

當VLAN ID不在接口允許通過的VLAN ID列表時，丟棄報文。

發(fā)送幀處理過程：


當VLAN ID與缺省VLAN ID相同，且是該接口允許通過的VLAN ID時，去掉Tag，發(fā)送該報文;

當VLAN ID與缺省VLAN ID不同，且是該接口允許通過的VLAN ID時，保持原有Tag，發(fā)送該報文。

從以上Trunk端口收發(fā)數(shù)據(jù)包的處理過程，大致可以推測出PC1和PC3的過程如下：

當PC1發(fā)送數(shù)據(jù)包到SW1端口(數(shù)據(jù)包不帶Tag標簽)，進入SW1交換機的GE0/0/1端口后，被加上該端口VLAN ID 20進行轉(zhuǎn)發(fā)。

進行ARP廣播請求PC3端MAC地址，數(shù)據(jù)包進入SW1的GE0/0/24端口，由于SW1的GE0/0/24端口為trunk模式，允許VLAN 10 和20通過，并根據(jù)trunk端口發(fā)送幀處理過程。數(shù)據(jù)包順利到達SW2的G0/0/24端口。

由于ARP廣播包攜帶了Tag標簽，只有對應的端口對此廣播進行處理，并相應。

PC1得到PC3的MAC地址，進行數(shù)據(jù)包封裝轉(zhuǎn)發(fā)，進行通信。