局域网中的问题:当交换机收到一个广播帧或者未知单播帧(要用ARP询问),交换机会将这个广播帧泛洪给所有的直连设备中,当处于同一个局域网中的设备无论是否是接收者,都会收到该广播帧(对于不是接收者来说=垃圾帧)。
虚拟局域网 (VLAN, Virtual LAN):通过在交换机上部署VLAN,可以将一个规模较大的广播域在逻辑上划分成若干个不同的、规模较小的广播域,由此可以有效地提升网络的安全性,同时减少垃圾流量,节约网络资源。
VLAN的特点:
一个VLAN就是一个广播域,所以在同一个VLAN内部,计算机可以直接进行二层通信;
而不同VLAN内的计算机,无法直接进行二层通信,只能进行三层通信来传递信息,即广播报文被限制在一个VLAN内。
VLAN的划分不受地域的限制(可以跨交换机划分)。
VLAN标签 (VLAN Tag):交换机识别出某个帧是属于哪个VLAN后,会在这个帧的特定位置上添加一个标签。这个标签明确地标明了这个帧是属于哪个VLAN的。其他交换机收到这个带标签的数据帧后,就能轻而易举地直接根据标签信息识别出这个帧属于哪个VLAN。
(交换机若给数据打上标签,就先要有VLAN,默认所有的交换机接口都属于同一个VLAN,即VLAN 1)
默认终端数据在进入交换机前都是没有标签的,出了交换机接口也是不能带标签,因此进入交换机打上标签,出交换机要剥离标签。
VLAN的划分方式:
基于接口
基于MAC地址
基于IP子网划分
基于协议划分
基于策略
交换机的接口类型:
Access接口 (连接终端的)----接入类型
交换机上常用来连接用户PC、服务器等终端设备的接口。Access接口所连接的这些设备的网卡往往只收发无标记帧。
Access端口是交换机上用来连接用户主机的端口,它只能连接接入链路,并且只能允许唯一的VLAN ID通过本端口。
Access端口收发数据帧的规则如下:
如果该端口收到对端设备发送的帧是untagged(不带VLAN标签),交换机将强制加上该端口的PVID。
如果该端口收到对端设备发送的帧是tagged(带VLAN标签),交换机会检查该标签内的VLAN ID。当VLAN ID与该端口的PVID相同时,接收该报文。
当VLAN ID与该端口的PVID不同时,丢弃该报文。
Access端口发送数据帧时,总是先剥离帧的Tag,然后再发送。Access端口发往对端设备的以太网帧永远是不带标签的帧。
Trunk接口 (交换机互联的)-----干道链路
Trunk接口允许多个VLAN的数据帧通过,默认只允许VLAN 1,若要允许其它VLAN 则必须要放行。Trunk接口常用于交换机之间的互联,也用于连接路由器、防火墙等设备的接口。
当接收到对端设备发送的不带Tag的数据帧时,会添加该端口的PVID(默认是1 ),如果PVID在允许通过的VLAN ID列表中,则接收该报文,否则丢弃该报文。
当接收到对端设备发送的带Tag的数据帧时,检查VLAN ID是否在允许通过的VLAN ID列表中。如果VLAN ID在接口允许通过的VLAN ID列表中,则接收该报文。否则丢弃该报文。
端口发送数据帧时,当VLAN ID与端口的PVID相同,且是该端口允许通过的VLAN ID时,去掉Tag,
发送该报文。当VLAN ID与端口的PVID不同,且是该端口允许通过的VLAN ID时,保持原有Tag,发送该报文。
Hybrid接口(混杂接口)
Hybrid接口与Trunk接口类似,也允许多个VLAN的数据帧通过,这些数据帧通过Tag实现区分。用户可以灵活指定Hybrid接口在发送某个(或某些)VLAN的数据帧时是否携带Tag。
Hybrid接口接收数据帧:
当Hybrid接口从链路上收到一个Untagged帧,交换机会在这个帧中添加上VID为PVID的Tag,然后查看PVID是否在Untagged或Tagged VLAN ID列表中。如果在,则对得到的Tagged帧进行转发操作;如果不在,则直接丢弃得到的Tagged帧。
当Hybrid接口从链路上收到一个Tagged帧,交换机会检查这个帧的Tag中的VID是否在Untagged或Tagged VLAN ID列表中。如果在,则对这个Tagged帧进行转发操作;如果不在,则直接丢弃这个Tagged帧。
Hybrid接口发送数据帧:
当一个Tagged帧从本交换机的其他接口到达一个Hybrid接口后,如果这个帧的Tag中的VID既不在Untagged VLAN ID列表中,也不在Tagged VLAN ID列表中,则该Tagged帧会被直接丢弃。
当一个Tagged帧从本交换机的其他接口到达一个Hybrid接口后,如果这个帧的Tag中的VID在Untagged VLAN ID列表中,则交换机会对这个Tagged帧的Tag进行剥离,然后将得到的Untagged帧从链路上发送出去。
当一个Tagged帧从本交换机的其他接口到达一个Hybrid接口后,如果这个帧的Tag中的VID在Tagged VLAN ID列表中,则交换机不会对这个Tagged帧的Tag进行剥离,而是直接将它从链路上发送出去。
三种接口类型的总结: