VLAN

VLAN 是 Virtual LAN，虚拟局域网。它把一个物理局域网划分成多个逻辑局域网，使不同 VLAN 形成不同广播域。

没有 VLAN 时，一个交换式以太网通常仍是一个广播域。广播帧会被交换机泛洪到除入端口以外的其他端口。划分 VLAN 后，广播帧只在同一 VLAN 内转发。

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VLAN 的作用：

  • 限制广播范围，减轻广播风暴影响。
  • 按部门、业务或安全需求划分逻辑网络。
  • 主机物理位置变化时，可通过调整交换机端口配置改变所属 VLAN。
  • 隔离二层通信，增强管理和安全性。
VLAN 是交换机本身提供的服务

VLAN 不是 IP 子网。实际组网中常把一个 VLAN 配合一个 IP 子网使用，但二者属于不同层次：VLAN 是二层广播域划分，IP 子网是三层地址规划。

# 802.1Q 帧

IEEE 802.1Q 通过在以太网帧中插入 VLAN 标签来标识帧所属 VLAN。标签长度为 4 B，插在源 MAC 地址和类型字段之间。

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VLAN 标签中的关键字段：

字段 长度 含义
TPID 16 bit 标签协议标识符，典型值为 0x8100，表示这是 802.1Q 帧
PCP 3 bit 优先级
DEI 1 bit 拥塞时可丢弃指示
VID 12 bit VLAN ID

VID 共 12 bit，理论取值为 0 到 4095。其中 0 和 4095 保留，常用有效 VLAN ID 为 1 到 4094。

Access 接口

Access 接口通常连接普通主机。普通主机一般收发不带 VLAN 标签的以太网帧。

Access 接口有一个 PVID。PVID 表示该接口默认所属 VLAN。

Access 接口处理规则可以这样记：

  • 入方向：收到普通以太网帧后，交换机按接口 PVID 给帧打上 VLAN 标签。
  • 出方向：若帧要从 Access 接口发给主机，交换机通常先去掉 VLAN 标签，再发送普通以太网帧。

Trunk 接口

Trunk 接口通常连接交换机与交换机，或交换机与路由器。它可以承载多个 VLAN 的帧。

Trunk 接口也有 PVID。它既能传送带标签帧，也可能对 PVID 对应 VLAN 的帧进行去标签转发，具体行为取决于设备规则和配置。考试语境下常见规则是：

  • 收到未打标签帧：按 Trunk 接口的 PVID 打标签。
  • 转发 VID 等于接口 PVID 的帧：可去标签后转发。
  • 转发 VID 不等于接口 PVID 的帧：保留标签转发。

PVID

PVID 是 Port VLAN ID，端口 VLAN ID。它表示端口收到未打标签帧时，应该把该帧归入哪个 VLAN。

PVID 的意义是：普通以太网帧本身没有 VLAN 信息，交换机必须根据入端口给它补上所属 VLAN。

Access 接口的 PVID 通常就是该主机所属 VLAN。Trunk 接口的 PVID 用于处理未打标签帧，也常对应 native VLAN 或默认 VLAN。

VLAN 间通信

不同 VLAN 是不同广播域。二层交换机不会直接在不同 VLAN 之间转发普通二层帧。

若 VLAN 10 中的主机要与 VLAN 20 中的主机通信，通常需要三层设备参与，例如路由器、三层交换机或单臂路由。此时通信已经从二层交换转为三层转发。

易混点

易混点 正确理解
VLAN 是否隔离碰撞域 交换机端口隔离碰撞域；VLAN 主要隔离广播域
VLAN 是否等于子网 不等于，但常配合使用
主机是否必须识别 802.1Q 标签 普通主机通常接在 Access 口，不需要处理标签
Trunk 是否只传一个 VLAN Trunk 用来承载多个 VLAN
PVID 是否写在帧里 PVID 是端口属性，不是帧字段；帧中写的是 VID