小白都能看懂的VLAN原理3 （超详细哦！）

爱快技术支持11 · 发表于 2019-9-11 14:26:08

VLAN的汇聚链接(Trunk Link)

　　1.需要设置跨越多台交换机的VLAN时……

　　到此为止，我们学习的都是使用单台交换机设置VLAN时的情况。那么，如果需要设置跨越多台交换机的VLAN时又如何呢?

　　在规划企业级网络时，很有可能会遇到隶属于同一部门的用户分散在同一座建筑物中的不同楼层的情况，这时可能就需要考虑到如何跨越多台交换机设置VLAN的问题了。假设有如下图所示的网络，且需要将不同楼层的A、C和B、D设置为同一个VLAN。

　这时最关键的就是“交换机1和交换机2该如何连接才好呢?”

　　最简单的方法，自然是在交换机1和交换机2上各设一个红、蓝VLAN专用的接口并互联了。

但是，这个办法从扩展性和管理效率来看都不好。例如，在现有网络基础上再新建VLAN时，为了让这个VLAN能够互通，就需要在交换机间连接新的网线。建筑物楼层间的纵向布线是比较麻烦的，一般不能由基层管理人员随意进行。并且，VLAN越多，楼层间(严格地说是交换机间)互联所需的端口也越来越多，交换机端口的利用效率低是对资源的一种浪费、也限制了网络的扩展。

为了避免这种低效率的连接方式，人们想办法让交换机间互联的网线集中到一根上，这时使用的就是汇聚链接(Trunk Link)。

　 2.何谓汇聚链接?

汇聚链接(Trunk Link)指的是能够转发多个不同VLAN的通信的端口。

汇聚链路上流通的数据帧，都被附加了用于识别分属于哪个VLAN的特殊信息。

现在再让我们回过头来考虑一下刚才那个网络如果采用汇聚链路又会如何呢?用户只需要简单地将交换机间互联的端口设定为汇聚链接就可以了。这时使用的网线还是普通的UTP线，而不是什么其他的特殊布线。图例中是交换机间互联，因此需要用交叉线来连接。

接下来，让我们具体看看汇聚链接是如何实现跨越交换机间的VLAN的。

A发送的数据帧从交换机1经过汇聚链路到达交换机2时，在数据帧上附加了表示属于红色VLAN的标记。

交换机2收到数据帧后，经过检查VLAN标识发现这个数据帧是属于红色VLAN的，因此去除标记后根据需要将复原的数据帧只转发给其他属于红色VLAN的端口。这时的转送，是指经过确认目标MAC地址并与MAC地址列表比对后只转发给目标MAC地址所连的端口。只有当数据帧是一个广播帧、多播帧或是目标不明的帧时，它才会被转发到所有属于红色VLAN的端口。

蓝色VLAN发送数据帧时的情形也与此相同。

通过汇聚链路时附加的VLAN识别信息，有可能支持标准的“IEEE 802.1Q”协议，也可能是Cisco产品独有的“ISL(Inter Switch Link)”。如果交换机支持这些规格，那么用户就能够高效率地构筑横跨多台交换机的VLAN。

　另外，汇聚链路上流通着多个VLAN的数据，自然负载较重。因此，在设定汇聚链接时，有一个前提就是必须支持100Mbps以上的传输速度。

　　另外，默认条件下，汇聚链接会转发交换机上存在的所有VLAN的数据。换一个角度看，可以认为汇聚链接(端口)同时属于交换机上所有的VLAN。由于实际应用中很可能并不需要转发所有VLAN的数据，因此为了减轻交换机的负载、也为了减少对带宽的浪费，我们可以通过用户设定限制能够经由汇聚链路互联的VLAN。

　　关于IEEE 802.1Q和ISL的具体内容，将在下一讲中提到。

　　3.访问链接的总结

　　综上所述，设定访问链接的手法有静态VLAN和动态VLAN两种，其中动态VLAN又可以继续细分成几个小类。

　　其中基于子网的VLAN和基于用户的VLAN有可能是网络设备厂商使用独有的协议实现的，不同厂商的设备之间互联有可能出现兼容性问题;因此在选择交换机时，一定要注意事先确认。

　　下表总结了静态VLAN和动态VLAN的相关信息。

　　种类解说

　　静态VLAN(基于端口的VLAN)将交换机的各端口固定指派给VLAN

　　动态VLAN基于MAC地址的VLAN根据各端口所连计算机的MAC地址设定

　　基于子网的VLAN根据各端口所连计算机的IP地址设定

　　基于用户的VLAN根据端口所连计算机上登录用户设定

　　VLAN的汇聚方式——IEEE802.1Q与ISL

　　1.汇聚方式

　　在交换机的汇聚链接上，可以通过对数据帧附加VLAN信息，构建跨越多台交换机的VLAN。

　　附加VLAN信息的方法，最具有代表性的有：

　　(1)IEEE 802.1Q

　　(2)ISL

　　现在就让我们看看这两种协议分别如何对数据帧附加VLAN信息。

　　2.IEEE 802.1Q

　　IEEE 802.1Q，俗称“Dot One Q”，是经过IEEE认证的对数据帧附加VLAN识别信息的协议。

　　在此，请大家先回忆一下以太网数据帧的标准格式。

　　IEEE 802.1Q所附加的VLAN识别信息，位于数据帧中“发送源MAC地址”与“类别域”(Type Field)之间。具体内容为2字节的TPID(Tag Protocol IDentifier)和2字节的TCI(Tag Control Information)，共计4字节。

　　在数据帧中添加了4字节的内容，那么CRC值自然也会有所变化。这时数据帧上的CRC是插入TPID、TCI后，对包括它们在内的整个数据帧重新计算后所得的值。

而当数据帧离开汇聚链路时，TPID和TCI会被去除，这时还会进行一次CRC的重新计算。

　　TPID字段在以太网报文中所处位置与不带VLAN Tag的报文中协议类型字段所处位置相同。TPID的值固定为0x8100，它标示网络帧承载的802.1Q类型，交换机通过它来确定数据帧内附加了基于IEEE 802.1Q的VLAN信息。而实质上的VLAN ID，是TCI中的12位元。由于总共有12位，因此最多可供识别4096个VLAN。

　　基于IEEE 802.1Q附加的VLAN信息，就像在传递物品时附加的标签。因此，它也被称作“标签型VLAN”(Tagging VLAN)。

　　3.ISL(Inter Switch Link)

　　ISL，是Cisco产品支持的一种与IEEE 802.1Q类似的、用于在汇聚链路上附加VLAN信息的协议。

　　使用ISL后，每个数据帧头部都会被附加26字节的“ISL包头(ISL Header)”，并且在帧尾带上通过对包括ISL包头在内的整个数据帧进行计算后得到的4字节CRC值。换而言之，就是总共增加了30字节的信息。

　　在使用ISL的环境下，当数据帧离开汇聚链路时，只要简单地去除ISL包头和新CRC就可以了。由于原先的数据帧及其CRC都被完整保留，因此无需重新计算CRC。

ISL有如用ISL包头和新CRC将原数据帧整个包裹起来，因此也被称为“封装型VLAN”(Encapsulated VLAN)。

　　需要注意的是，不论是IEEE802.1Q的“Tagging VLAN”，还是ISL的“Encapsulated VLAN”，都不是很严密的称谓。不同的书籍与参考资料中，上述词语有可能被混合使用，因此需要大家在学习时格外注意。

　　并且由于ISL是Cisco独有的协议，因此只能用于Cisco网络设备之间的互联。