网络二层技术

2024-07-14 13:58| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录前言传统以太网 VLAN 技术 VLAN帧格式链路类型 PVID 端口类型 Access 端口 Trunk 端口 Hybrid 端口 VLAN 划分方法 VLAN 配置方法 VLAN配置配置 Access 接口配置 Trunk 接口配置 Hybrid 接口

前言

随着网络中计算机的数量越来越多，传统的以太网络开始面临冲突严重、广播泛滥以及安全性无法保障等各种问题。 VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是将一个物理的局域网在逻辑上划分成多个广播域的技术。通过在交换机上配置VLAN，可以实现在同一个VLAN内的用户可以进行二层互访，而不同VLAN间的用户被二层隔离。这样既能够隔离广播域，又能够提升网络的安全性。

传统以太网

早期的局域网LAN技术是基于总线型结构的，它存在以下主要问题

1. 若某时刻有多个节点同时试图发送消息，那么它们将产生冲突。 2. 从任意节点发出的消息都会被发送到其他节点，形成广播。 3. 所有主机共享一条传输通道，无法控制网络中的信息安全。这种网络构成了一个冲突域，网络中计算机数量越多，冲突越严重，网络效率越低。同时，该网络也是一个广播域，当网络中发送信息的计算机数量变多时，广播流量将会耗费大量带宽。因此，传统局域网不仅面临冲突域太大和广播域太大两大难题，而且无法保障传输信息的安全。 4. 为了扩展传统LAN，以接入更多计算机，同时避免冲突的恶化，出现了网桥和二层交换机，它们能有效隔离冲突域。 5. 为限制广播域的范围，减少广播流量，需要在没有二层互访需求的主机之间进行隔离。因此，人们设想在物理局域网上构建多个逻辑局域网，即VLAN。

VLAN 技术 VLAN能够隔离广播域。

VLAN技术可以将一个物理局域网在逻辑上划分成多个广播域，也就是多个VLAN。VLAN技术部署在数据链路层，用于隔离二层流量。同一个VLAN内的主机共享同一个广播域，它们之间可以直接进行二层通信。而VLAN间的主机属于不同的广播域，不能直接实现二层互通。这样，广播报文就被限制在各个相应的VLAN内，同时也提高了网络安全性。

在这里插入图片描述

本例中，原本属于同一广播域的主机被划分到了两个VLAN中，即，VLAN1和VLAN2。VLAN内部的主机可以直接在二层互相通信，VLAN1和VLAN2之间的主机无法直接实现二层通信。

VLAN帧格式通过Tag区分不同VLAN

在这里插入图片描述 VLAN标签长4个字节，直接添加在以太网帧头中，IEEE802.1Q文档对VLAN标签作出了说明。

TPID：Tag Protocol Identifier，2字节，固定取值，0x8100，是IEEE定义的新类型，表明这是一个携带802.1Q标签的帧。如果不支持802.1Q的设备收到这样的帧，会将其丢弃。 TCI：Tag Control Information，2字节。帧的控制信息，详细说明如下： Priority：3比特，表示帧的优先级，取值范围为0～7，值越大优先级越高。当交换机阻塞时，优先发送优先级高的数据帧。 CFI：Canonical Format Indicator，1比特。CFI表示MAC地址是否是经典格式。CFI为0说明是经典格式，CFI为1表示为非经典格式。用于区分以太网帧、FDDI（Fiber Distributed Digital Interface）帧和令牌环网帧。在以太网中，CFI的值为0。 VLAN Identifier：VLAN ID，12比特，在X7系列交换机中，可配置的VLAN ID取值范围为0～4095，但是0和4095在协议中规定为保留的VLAN ID，不能给用户使用。

在现有的交换网络环境中，以太网的帧有两种格式：没有加上VLAN标记的标准以太网帧（untagged frame）；有VLAN标记的以太网帧（tagged frame）。

链路类型用户主机和交换机之间的链路为接入链路，交换机与交换机之间的链路为干道链路

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