|
|
|
当一个网桥或交换机接收到来自于某个计算机工作站的数据帧，它将给这个数据帧加上一个标签以标识这个数据帧来自于哪个VLAN。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
为了能够使用任意一种方法给数据帧加标签，网桥必须有一个不断升级更新的数据库。这个数据库叫做过滤数据库，包含了本网络中全部VLAN之间的映射以及它们使用哪个字段作为标签。例如，如果通过基于端口的方式来加标签，该数据库应该指示哪个端口属于哪个VLAN。网桥必须能够维护这样的一个数据库并且应保证所有在这个LAN中的网桥在它们的过滤数据库中有同样的信息。
|
|
|
|
|
|
IEEE 802.1Q协议将4字节的VLAN标签，添加到传统的以太网帧的目的MAC地址字段和协议类型字段（在IEEE 802.3协议中属于帧的长度字段）之间。其中包含有一个2字节大小的VLAN ID号“即TCI字段”用来标志各个VLAN，如下图所示。
|
|
|
|
|
|
|
|
（1）前同步码（Preamble，Pre）。该字段长7字节。Pre字段中1和0交互使用，接收站通过该字段知道导入帧，并且该字段提供了同步化接收物理层帧接收部分和导入位流的方法。
|
|
|
|
（2）起始定界符（Start-of-Frame Delimiter，SFD）。该字段长1字节。字段中1和0交互使用，结尾是两个连续的1，表示下一位是利用目的地址的重复使用字节的重复使用位。
|
|
|
|
（3）目的地址（Destination Address，DA）。该字段长6字节。DA字段用于识别需要接收帧的站。
|
|
|
|
（4）源地址（Source Addresses，SA）。该字段长6字节。SA字段用于识别发送帧的站。
|
|
|
|
（5）协议标识符（Tag Protocol Identifier，TPI）。2字节协议标识符以太网为0X8100（十六进制）。
|
|
|
|
（6）规范标识符（Tag Canonical Identifier，TCI）。该字段长2字节，为标签控制信息字段，包括用户优先级（User Priority）、规范格式标识符（Canonical Format Indicator，CFI）和VLAN ID三个部分。
|
|
|
|
.User Priority：定义用户优先级，包括8个（2的三次方）优先级别。
|
|
|
|
.CFI：以太网交换机中，规范格式指示器总被设置为0。由于兼容特性，CFI常用于以太网类网络和令牌环类网络之间，如果在以太网端口接收的帧具有CFI，那么设置为1，表示该帧不进行转发，这是因为以太网端口是一个无标签端口。
|
|
|
|
.VID：VLAN ID是对VLAN的识别字段，在标准802.1Q中常被使用。该字段为12位。支持4096（212）VLAN的识别。在4096可能的VID中，VID=0用于识别帧优先级。4095（十六进制FFF）作为预留值，所以VLAN配置的最大可能值为4094。
|
|
|
|
（7）Type/Length。该字段长2字节。如果是采用可选格式组成帧结构时，该字段既表示包含在帧数据字段中的MAC客户机数据大小，也表示帧类型ID。
|
|
|
|
（8）Data。是一组n(46≤n≤1500)字节的任意值序列。帧总值最小为64字节。其中FCS（Frame Check Sequence）占4字节。该序列包括32位的循环冗余校验值，由发送MAC方生成，通过接收MAC方进行计算得出以校验被破坏的帧。
|
|
|
|
很多PC和打印机的网卡并不支持802.1Q，一旦它们收到一个标签帧，它们会因为读不懂标签而丢弃该帧。在802.1Q中，用于标签帧的最大合法以太帧大小已由1518字节增加到1522字节，这样就会使网卡和旧式交换机由于帧“尺寸过大”而丢弃标签帧。
|
|
|
|
对于每一个到来的VLAN帧，网桥或交换机将根据查找过滤数据库的结果决定该帧归属于哪一个VLAN、将从哪个接口被转发出去。一旦网桥或交换机决定了某个数据帧的下一步去向，它就得决定是否需要给这个数据帧加标签。具体实现包括以下三个过程：
|
|
|
|
（1）接收过程：负责接收数据包，数据包可以是带标签头的，也可以不带标签头。如果不带，交换机会根据该端口所属的VLAN添加上相应的标签头。
|
|
|
|
（2）查找／路由过程：根据数据包的目的MAC地址、VLAN标识，查找过滤数据库中注册的信息，以决定把数据包发送到哪个端口。
|
|
|
|
（3）发送过程：将数据包发送到以太网段上，如果该网段的主机不能识别802.1Q标签头，则在出端口前将该标签头去掉；如果是发送到互连其他交换机的端口，则标签头一般不去掉。
|
|
|
|
|
|
交换链路内（Inter-Switch Link，ISL）协议是Cisco公司的私有协议，主要用于维护交换机和路由器间的通信流量等VLAN信息。
|
|
|
|
ISL和802.1Q功能相同，只是所采用的帧格式不同。ISL帧标签采用一种低延迟（Low-Latency）机制为单个物理路径上的多VLAN流量提供复用技术。ISL主要用于实现交换机、路由器以及各节点（如服务器所使用的网络接口卡）之间的连接操作。为支持ISL功能特征，每台连接设备都必须采用ISL配置。ISL所配置的路由器支持VLAN内通信服务。非ISL配置的设备，则用于接收由ISL封装的以太帧，通常情况下，非ISL配置的设备认为这些帧非法并丢弃。
|
|
|
|
|
|
交换机允许在同一台交换机上可存在多个VLAN，也允许一个VLAN跨越多个交换机，这时就需要将同属于一个VLAN的交换机连接起来，这个连线就称为VLAN中继或VLAN干线（VLAN Trunk）。它通过在互相连接的端口上配置中继模式，就可以使属于不同VLAN的数据帧都可以通过这条中继链路进行传输。
|
|
|
|
VTP（VLAN Trunk Protocol，VLAN中继协议）用来保持VLAN的删除、添加、修改等管理操作的一致性。在同一个VTP域内，VTP通过中继端口在交换机之间传送VTP信息，从而使一个VTP域内的交换机能够共享VLAN信息。VTP有三种模式，如下表所示。
|
|
|
|
|
|
|
|
而在中继链路上接收到数据帧时，交换机必须采用某种方法来识别数据帧是属于哪个VLAN的，目前Cisco支持4种识别技术，如下表所示。
|
|
|
|
|
|
|
