工业网管交换机VLAN基础与划分
发布日期:2021-07-05VLAN(Virtual Local Area Network ,虚拟局域网)是一组逻辑上的设备和用户,这些设备和用户不受物理位置的限制,可以根据功能、部门及应用等因素设定为一个群组,使它们之间通信像在同一个物理分段中。处于不同VLAN内的主机之间通信必须通过路由器或三层交换机设备。
2.802.1Q VLAN
IEEE 802.1Q协议,即Virtual Bridged Local Area Networks协议,主要规定VLAN的实现。
802.1Q协议为标识带有VLAN成员信息的以太网帧建立一种标准的方法。802.1Q VLAN在报文中添加标识VLAN的字段,工业交换机在进行帧转发的同时判断VLAN是否匹配,从而确定其互通性。由于普通交换机工作在OSI模型的数据链路层,只能对报文的数据链路层封装进行识别。因此,如果添加识别字段,也需要添加到数据链路层封装中。
传统的以太网数据帧在目的MAC地址和源MAC地址之后封装的是上层协议的类型字段,如下图所示。
IEEE 802.1Q协议规定在目的MAC地址和源MAC地址之后封装4个字节的VLAN Tag,用以标识VLAN的相关信息。
TPID:标签协议标识符,Tag Protocol Identifie的简称。用来判断本数据帧是否带有 VLAN Tag,长度为16bit,缺省取值为0x8100。由于TPID字段在以太网报文中所处位置与不带VLAN Tag的报文中协议类型所处位置相同,为避免网络中转发和接收造成混乱,设备将不允许TPID配置为常用协议类型值。
2.VLAN优点
VLAN 的主要优点在于提供了一个网络分段系统,比传统网络具有更高的灵活性。
1)灵活创建虚拟工作组,使用VLAN 可以创建跨物理网络范围的虚拟工作组,当用户的物理位置在虚拟工作组范围内移动时,不需要更改网络配置即可以正常访问网络。
2)控制广播域的范围,局域网内的广播报文被限制在一个VLAN 内,节省了带宽,提高了网络处理能力。
3)增强了LAN 的稳定性,由于报文在数据链路层被VLAN 划分的广播域所隔离,因此各个VLAN 内的主机间不能直接通信,需要通过路由器或三层交换机等网络层设备对报文进行三层转发。
3.深圳讯记工业以太网网管型交换机VLAN配置(基于端口的VLAN划分)3.1使能802.1Q VLAN
要使所划分的VLAN组生效,您必须使能802.1Q VLAN功能。
步骤1在左侧导航中选择“虚拟局域网 < VLAN全局”,进入VLAN全局设置页面。
值 |
值域 |
描述 |
802.1Q VLAN |
Enabled,Disabled
缺省值:Disabled |
启用或禁用802.1Q VLAN。
Enable:表示启用802.1Q VLAN。
Disabled:表示禁用802.1Q VLAN。 |
VLAN TPID |
取值范围为:0x0001~0xffff
缺省值:0x8100 |
设置TPID的值。
由于TPID字段在以太网报文中所处位置与不带VLAN Tag的报文中协议类型所处位置相同,为避免网络中转发和接收造成混乱,设备将不允许TPID配置为常用协议类型值。常用以太网帧协议类型值协议类型对应取值请参见“表 43 常用以太网帧协议类型值协议类型对应取值”。 |
步骤3单击“应用”,使能802.1Q VLAN功能。
3.2 创建802.1Q VLAN组
根据功能、部门及应用等因素可以创建不同的VLAN组,实现同一VLAN组内的主机可以互相通信,VLAN组之间主机通信必须通过路由器或三层交换机设备。
步骤1在左侧导航中选择“虚拟局域网 < 802.1Q VLAN”进入VLAN创建页面。
表 4-5 802.1Q VLAN配置参数
值 |
值域 |
描述 |
VID |
取值范围:1~4094 |
设置所创建VLAN组的ID。 |
模式 |
Untagged,Tagged,---
缺省值:--- |
设置所创建VLAN的成员端口和成员端口发送的帧是否带VLAN标识。一个端口可以同时属于多个VLAN组。
Untagged:表示设置该端口为VLAN组成员且发送的帧不带VLAN标识。
Tagged:表示设置该端口为VLAN组成员且发送的帧带有VLAN标识。
---:表示设置该端口不属于VLAN组成员。 |
您所创建的隔离组在“VLAN列表”中显示。
步骤5(可选)在“VLAN列表”中,单击某一VLAN组“删除”列的 “删除”,可以删除该VLAN组。
说明:“VID”为“1”的VLAN组为系统缺省自带的VLAN组,每个端口都是该组的成员。该VLAN组支持修改该VLAN组的成员或端口模式,不可删除。
3.3 设置端口的VLAN属性
当交换机端口接收到的报文不带有VLAN Tag时,工业交换机会自动为该报文分配一个VID,这个VID就是端口缺省的VLAN ID,简称PVID。每个端口只能有一个端口VLAN ID(PVID)。当不带标签的以太网数据包到达端口时,它将被打上PVID VID标签。您可以在“802.1Q 端口”中设置该VLAN成员端口的PVID和端口接收的帧类型。
步骤1在左侧导航中选择“虚拟局域网 < 802.1Q VLAN”。
步骤2单击“802.1Q 端口”页签,进入端口VLAN参数设置页面。
如在创建802.1Q VLAN组中已创建“VID”为“2”的VLAN组,FE1和FE2间互相通信且发送的报文不被其他端口获取,则需要把它们的PVID设置为“2”。
表4-6 802.1Q 端口参数
值 |
值域 |
描述 |
端口 |
如FE1 |
选择所需修改的端口。 |
PVID |
取值范围:1~4094
缺省值:1 |
设置基于端口缺省的VLAN ID。 |
帧类型 |
Tag+Untag,Only_Tag
缺省值:Tag+Untag |
设置该端口接收的帧类型。
Tag+Untag:表示设置该端口接收所有类型的帧。
Only_Tag:表示设置该端口只接收带有VLAN标识的帧。 |
您所修改的端口属性在“VLAN列表”中显示。
QinQ技术〔也称StaCKed VLAN 或Double VLAN〕,实现将用户私网VLAN Tag封装在公网VLAN Tag中,时报文带着两层VLAN Tag穿越运营商的骨干网络(公网)。不同用户网络的报文在公网传输时被分开,即使两个用户网络的VLAN范围存在重叠,在公网传输时也不会产生混淆。基于端口的QinQ实现当该端口接收到报文,无论报文是否带有VLAN Tag,交换机都会为该报文打上本端口缺省VLAN的VLAN Tag。这样,如果接收到的是已经带有VLAN Tag的报文,该报文就成为双Tag的报文;如果接收到的是untagged的报文,该报文就成为带有端口缺省VLAN Tag的报文。您可以根据实际情况使能QinQ功能。
在左侧导航中选择“虚拟局域网 < QinQ”,进入QinQ设置页面。
单击“应用”,使所设置的端口QinQ生效并保存到QinQ列表中。