常用设备收发数据帧的VLAN标签情况
在一个VLAN交换网络中,以太网帧主要有以下两种格式:
- 有标记帧(Tagged帧):加入了4字节VLAN标签的帧。
- 无标记帧(Untagged帧):原始的、未加入4字节VLAN标签的帧。
常用设备中:
- 用户主机、服务器、Hub只能收发Untagged帧。
- 交换机、路由器和AC既能收发Tagged帧,也能收发Untagged帧。
- 语音终端、AP等设备可以同时收发一个Tagged帧和一个Untagged帧。
为了提高处理效率,设备内部处理的数据帧一律都是Tagged帧。
链路类型和接口类型:
设备内部处理的数据帧一律都带有VLAN标签,而现网中的设备有些只会收发Untagged帧,要与这些设备交互,就需要接口能够识别Untagged帧并在收发时给帧添加、剥除VLAN标签。同时,现网中属于同一个VLAN的用户可能会被连接在不同的设备上,且跨越设备的VLAN可能不止一个,如果需要用户间的互通,就需要设备间的接口能够同时识别和发送多个VLAN的数据帧。
为了适应不同的连接和组网,设备定义了Access接口、Trunk接口和Hybrid接口3种接口类型,以及接入链路(Access Link)和干道链路(Trunk Link)两种链路类型。
链路类型:
根据链路中需要承载的VLAN数目的不同,以太网链路分为:
- 接入链路
接入链路只可以承载1个VLAN的数据帧,用于连接设备和用户终端(如用户主机、服务器等)。通常情况下,用户终端并不需要知道自己属于哪个VLAN,也不能识别带有Tag的帧,所以在接入链路上传输的帧都是Untagged帧。
- 干道链路
干道链路可以承载多个不同VLAN的数据帧,用于设备间互连。为了保证其它网络设备能够正确识别数据帧中的VLAN信息,在干道链路上传输的数据帧必须都打上Tag。
接口类型:
根据接口连接对象以及对收发数据帧处理的不同,以太网接口分为:
- Access接口
Access接口一般用于和不能识别Tag的用户终端(如用户主机、服务器等)相连,或者不需要区分不同VLAN成员时使用。它只能收发Untagged帧,且只能为Untagged帧添加唯一VLAN的Tag。
- Trunk接口
Trunk接口一般用于连接交换机、路由器、AP以及可同时收发Tagged帧和Untagged帧的语音终端。它可以允许多个VLAN的帧带Tag通过,但只允许一个VLAN的帧从该类接口上发出时不带Tag(即剥除Tag)。
- Hybrid接口
Hybrid接口既可以用于连接不能识别Tag的用户终端(如用户主机、服务器等)和网络设备(如Hub),也可以用于连接交换机、路由器以及可同时收发Tagged帧和Untagged帧的语音终端、AP。它可以允许多个VLAN的帧带Tag通过,且允许从该类接口发出的帧根据需要配置某些VLAN的帧带Tag(即不剥除Tag)、某些VLAN的帧不带Tag(即剥除Tag)。
Hybrid接口和Trunk接口在很多应用场景下可以通用,但在某些应用场景下,必须使用Hybrid接口。比如一个接口连接不同VLAN网段的场景中,因为一个接口需要给多个Untagged报文添加Tag,所以必须使用Hybrid接口。
缺省VLAN:
缺省VLAN又称PVID(Port Default VLAN ID)。前面提到,设备处理的数据帧都带Tag,当设备收到Untagged帧时,就需要给该帧添加Tag,添加什么Tag,就由接口上的缺省VLAN决定。
接口收发数据帧时,对Tag的添加或剥除过程。
- 对于Access接口,缺省VLAN就是它允许通过的VLAN,修改缺省VLAN即可更改接口允许通过的VLAN。
- 对于Trunk接口和Hybrid接口,一个接口可以允许多个VLAN通过,但是只能有一个缺省VLAN。接口的缺省VLAN和允许通过的VLAN需要分别配置,互不影响。
同类型接口添加或剥除VLAN标签的比较:
接口类型 | 对接收不带Tag的报文处理 | 对接收带Tag的报文处理 | 发送帧处理过程 |
---|---|---|---|
Access接口 | 接收该报文,并打上缺省的VLAN ID。 | 当VLAN ID与缺省VLAN ID相同时,接收该报文。当VLAN ID与缺省VLAN ID不同时,丢弃该报文。 | 先剥离帧的PVID Tag,然后再发送。 |
Trunk接口 | 打上缺省的VLAN ID,当缺省VLAN ID在允许通过的VLAN ID列表里时,接收该报文。打上缺省的VLAN ID,当缺省VLAN ID不在允许通过的VLAN ID列表里时,丢弃该报文。 | 当VLAN ID在接口允许通过的VLAN ID列表里时,接收该报文。当VLAN ID不在接口允许通过的VLAN ID列表里时,丢弃该报文。 | 当VLAN ID与缺省VLAN ID相同,且是该接口允许通过的VLAN ID时,去掉Tag,发送该报文。当VLAN ID与缺省VLAN ID不同,且是该接口允许通过的VLAN ID时,保持原有Tag,发送该报文。 |
Hybrid接口 | 打上缺省的VLAN ID,当缺省VLAN ID在允许通过的VLAN ID列表里时,接收该报文。打上缺省的VLAN ID,当缺省VLAN ID不在允许通过的VLAN ID列表里时,丢弃该报文。 | 当VLAN ID在接口允许通过的VLAN ID列表里时,接收该报文。当VLAN ID不在接口允许通过的VLAN ID列表里时,丢弃该报文。 | 当VLAN ID是该接口允许通过的VLAN ID时,发送该报文。可以通过命令设置发送时是否携带Tag。 |
- 当接收到不带VLAN标签的数据帧时,Access接口、Trunk接口、Hybrid接口都会给数据帧打上VLAN标签,但Trunk接口、Hybrid接口会根据数据帧的VID是否为其允许通过的VLAN来判断是否接收,而Access接口则无条件接收。
- 当接收到带VLAN标签的数据帧时,Access接口、Trunk接口、Hybrid接口都会根据数据帧的VID是否为其允许通过的VLAN(Access接口允许通过的VLAN就是缺省VLAN)来判断是否接收。
- 当发送数据帧时:
- Access接口直接剥离数据帧中的VLAN标签。
- Trunk接口只有在数据帧中的VID与接口的PVID相等时才会剥离数据帧中的VLAN标签。
- Hybrid接口会根据接口上的配置判断是否剥离数据帧中的VLAN标签。
因此,Access接口发出的数据帧肯定不带Tag,Trunk接口发出的数据帧只有一个VLAN的数据帧不带Tag,其他都带VLAN标签,Hybrid接口发出的数据帧可根据需要设置某些VLAN的数据帧带Tag,某些VLAN的数据帧不带Tag。