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二层通讯 MAC、VLAN 学习

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以太网二层交换基础

以太网二层交换机的主要功能

  • 使得终端用户能够接入网络；
  • 维护MAC地址表；
  • 数据帧的转发及过滤；
  • 二层环路避免及链路冗余性。

MAC地址

  • MAC地址有48bit，通常被表示为十六进制格式。
  • MAC地址分为单播、组播及广播MAC地址三类。
  • 单播MAC地址全球唯一，由 IEEE对这些地址进行管理和分配。
  • 每个单播MAC地址由两部分组成，其中前24bit代表OUI（组织唯一标识），剩下的24位由厂商自己分配。

VLAN及Trunk的基本概念

VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是将一个物理的LAN在逻辑上划分成多个广播域的通信技术。VLAN内的主机间可以直接通信，而VLAN间不能直接互通，从而将广播报文限制在一个VLAN内。

为什么需要VLAN

  • 缺省时，整台交换机的所有端口均属于同一个广播域。
  • 当网络中的交换机数量特别多时，广播域将变得特别庞大，网络中可能充斥着大量广播。
  • 无法根据业务需求灵活的规划网络逻辑单元。

VLAN 知识点小结

  • 一个VLAN中所有设备都是在同一广播域内，不同的VLAN为不同的广播域。
  • VLAN之间互相隔离，广播不能跨越VLAN传播，因此不同VLAN之间的设备一般无法直接互访（二层互访），不同VLAN间需通过三层设备实现相互通信。
  • 一个VLAN一般为一个逻辑子网。
  • VLAN中成员多基于交换机的端口分配，所谓的VLAN划分，通常指的是将交换机的接口添加到特定的VLAN中，从而该接口所连接的设备也即加入到了该VLAN。
  • VLAN是二层交换机的一个非常基本的工作机制。

  • Access接口：

    • Access接口只能加入一个VLAN，该种类型的接口通常用于连接PC、服务器及路由器等设备。
    • 接收帧：不带tag则打上端口的pvid，同pvid接收、不同丢弃
    • 发送帧：剥离tag

  • Trunk接口：

    • Trunk接口可以加入多个VLAN，可以收发多个VLAN的报文。一般用于交换机之间的互联接口，也用于交换机与以太网子接口对接。
    • 接收帧：不带tag则打上接口PVID，此时若PVID在允许通过的VLAN列表里，则接收该帧，否则丢弃；缺省时PVID为1，且1在allow-pass VLAN 列表中；如果带tag，在allow-pass 列表中则接收否则丢弃。
    • 发送帧：
      • 若VLAN-ID与接口PVID相同，且该VLAN-ID在allow-pass VLAN列表中，则去掉Tag，发送数据帧。
      • 若VLAN-ID与接口PVID不同，且该VLAN-ID在allow-pass VLAN列表中，则保持原有Tag，发送该带tag的数据帧（标记帧）。

  • Hybrid端口：

    • 接收帧：
      • 若数据帧不带tag，打上接口PVID，若PVID在允许通过的VLAN列表里，则接收该帧，否则丢弃。
      • 若数据帧带tag，且VLAN-ID在接口允许通过的VLAN列表里，则接收该报文。否则丢弃该报文。
    • 发送帧：
      • 若VLAN-ID在接口允许通过的VLAN列表里，则发送该帧。可以通过命令设置发送时是否携带Tag。

VLAN及Trunk的基本配置

# 创建VLAN10及VLAN20：
[SW1] vlan batch 10 20
# 将GE0/0/1配置为access类型，并加入VLAN10：
[SW1] interface gigabitEthernet0/0/1
[SW1-gigabitEthernet0/0/1] port link-type access
[SW1-gigabitEthernet0/0/1] port default vlan 10
# 将GE0/0/2配置为access类型，并加入VLAN20：
[SW1] interface gigabitEthernet0/0/2
[SW1-gigabitEthernet0/0/2] port link-type access
[SW1-gigabitEthernet0/0/2] port default vlan 20
# 将GE0/0/24口配置为trunk类型，并且放行VLAN10及VLAN20：
[Quidway] interface gigabitEthernet0/0/24
[Quidway- gigabitEthernet0/0/24] port link-type trunk
[Quidway- gigabitEthernet0/0/24] port trunk allow-pass vlan 10 20