了解交换口的链路类型以及实际使用场景（access篇）

作者：网络之路一天  首发公众号：网络之路博客（ID：NetworkBlog）

VLAN在数据包中如何体现？

在上一篇实际测试了，从PC2访问PC1的时候，ARP请求广播包，只从E0/0/2发送给E0/0/3，这是因为两个口都配置成了accessvlan 10里面，那一个数据包过来交换机它具体是如何处理的呢？，这就要了解下VLAN以及access处理规则了。

VLAN在数据包中的体现

正常情况下，终端（个人电脑、手机、平板）服务器（非虚拟化场景）发出的数据包是不带VLAN标签的，叫做Untagged帧，以太网头部发出是什么样，就是什么样。

如果交换机的接口由管理员定义了某一个vlan，比如上图的vlan 10，那么当数据进入的时候它会执行一个操作，给这个以太网头部加入一个VLAN标签进去，这样交换机在转发的时候就知道，原来这个数据包是带有VLAN标签的，它就知道怎么进行转发操作了。为了保证所有厂商的交换机之间能够去识别带有VLAN的数据帧，并且进行对VLAN标签的处理，，IEEE组织推出了一个标准，叫做802.1Q。 

vlan标签（vlan tag）字段由4个字节组成，内容

上一篇内容中，正式因为使用了VLAN技术，交换机利用VLAN标签中的VID来识别数据帧所属的VLAN，带有VLAN标签的数据帧只在同一个VLAN内转发，所以不管是ARP请求的广播报文还是未知单播帧这种泛洪操作，都被限制在了同一个VLAN内了。下面来了解下交换机具体是如何处理的。

接口链路类型access处理规则

交换机在收到一个数据的时候，根据接口不同的链路类型会有不一样的操作，目前我们接触到的第一个链路类型是access，处理规则上面列出来了，可能第一次看理解不了，我们先看第一个规则，对接收不带Tag的报文处理，指的就是终端发出数据包的时候没有打VLAN标签的数据，标准的以太网头部，当这样一个数据抵达交换机的时候，交换机怎么处理呢？

PC2访问PC1的过程

（1）PC2想访问PC1，首先要知道PC1的MAC，于是发送ARP请求。二层头部：| 源MAC PC2 |目的MAc  全F | 类型（ARP）| ARP请求 PC1的MAC

（2）交换机E0/0/2收到包的时候，由于接口配置了类型为access，根据规则

PC2发出的数据是不带Tag，这时候交换机会在二层以太网头部打上对应的VLAN TAG，这个时候以太网头部变成了：| 源MAC  PC2 | 目的MAC 全F | VLAN TAG 10| ARP请求 PC1 MAC

（3）交换机查看以太网头部，读取源MAC用于记录在MAC表中，体现为 PC2的MAC地址，从E0/0/2学习到，该接口属于VLAN 10；读取目的

MAC发现是全F，于是在除源接口所在VLAN内其他接口泛洪（存活接口），目前就E0/0/3属于VLAN 10，并且在线，所以数据包会从E0/0/3发出。

（4）交换机发现从E0/0/3发出，接口属于access模式，PVID=10，这个时候交换机会做一件事情，将数据帧包含的TAG剥离，然后在发送出去。

（5）PC1收到来数据包后，就是一个正常的以太网头部，读取处理后，进行ARP回应。

试想下，如果交换机不做剥离标签的处理，PC1会收到一个有标签的数据包，通常的PC终端是没办法处理带有标签的以太网头部的，最终会丢弃。

（1）PC1收到来自于PC2的请求后，PC1开始进行回应。  二层头部：| 源MAC PC1 |目的MAc  PC2| 类型（ARP）| ARP回应

（2）交换机E0/0/3收到该包后，由于该接口配置了类型为access，根据规则

PC1发出的数据是不带Tag，这时候交换机会在二层以太网头部打上对应的VLAN TAG，这个时候以太网头部变成了：| 源MAC  PC1 | 目的MAC PC2 | VLAN TAG 10 | ARP回应

（3）交换机查看以太网头部，读取源MAC用于记录在MAC表中，体现为 PC1的MAC地址，从E0/0/3学习到，该接口属于VLAN 10；读取目的

MAC发现为PC2，查询MAC表，走E0/0/2发出。

（4）交换机发现从E0/0/2发出，接口属于access模式，PVID=10，将数据帧包含的TAG剥离，然后在发送出去。

（5）PC2收到数据包后，读取untag的以太网头部，就得到了PC1的MAC了，后续的交互就跟这个流程一样。

通过上面的分析，在回过头来看这个处理规则是不是就容易懂了，这里在说下缺省的VLAN ID 在access中则为接口配置的ID（比如上面配置的default vlan 10），缺省VLAN ID=接口下配置的default vlan 对应的 id （对应华三的access vlanid），缺省VLAN ID有一个简称，叫做PVID。

总结：当交换机的接口处于Access模式时，收到一个untag（不打标签的数据帧时）会打上PVID，当带有VLAN的数据帧准备从接口发出去的时候，根据该接口也是access模式，会对数据帧的标签进行剥离标签，发送出去，最终PC收到的数据是untag的数据。

很多人可能会钻进一个牛角尖，出去的时候需要不需要检查数据包的VID与PVID一致吗？这个是不需要的，因为交换机在发送一个数据帧的时候，会查询MAC表，只有在该VLAN内的，它才会去发送，也就是说，交换机的MAC表转发机制就已经把相同VLAN一致的要求给检验了，所以从该接口出去的数据帧 VID肯定是等于PVID的，所以直接剥离PVID的Tag才不会出错。

如果收到一个tag的报文后，该如何处理呢？

 正常情况PC是无法发出打有tag的数据的，有的企业级网卡支持这个功能，假设某个客户端误设置了一个VLAN ID，那交换机会怎么处理呢？

对于规则，其实上面也提到了，但是光看不去感受，是不是觉得很抽象，正好eNSP模拟器支持这个功能，来测试下。（这里说下，并不是我偏爱eNSP，在搭建实验以及抓包、PC测试这块，eNSP确实要方便一些，大家学习起来更加容易理解，HCL的话都会有实验演示，所以学习华三的朋友不用担心。）

按照上图介绍，开启抓包、然后设置好PC2的参数（模拟器自带一个UDP发包工具，可以打VLAN。）点击发送

两边都收到包了。

在发一次VLAN ID是100的

这次PC1是没有收到这个UDP包的。

得到的结论是：当接口收到一个有TAG的数据包时，交换机会检查该tag的vid是否与接口配置的PVID一致，如果一致则通过，比如这里发出打上tag 10，接口属于VLAN 10是一致的，则通过，PC1收到了，如果不相同，比如后面发出打上tag 100，接口属于vlan 10，不一致，则丢弃，最终pc1没收到。

• 抓包看看802.1Q

 上面已经抓包了，直接来看看它的字段。

抓包跟字段介绍有点点不一样，是因为抓包给优化了

• 第一个type其实就是TPID字段为 0x8100，
• 第二个type才是以太网头部中的类型，上层为IPV4（0800）
• priority=5，PC设置的5，所以这里抓包看到的也是5
• DEI就是上面说的CFI，以太网值为0
• id=10，指的就是vid，数据的TAG

熟悉华三交换机配置

以一个小实验，来熟悉下华三的配置，G0/1与G0/3属于VLAN 10（同一个网段），G0/2的主机是另外一个网段，实现网段之间互不影响，进行VLAN划分隔离。

看来这个配置是不是有点奇怪，华三这边使用了一个便捷的方式，比如这里1口与3口都是要配置同样的属性，加入到VLAN 10里面，可以使用一个批量配置功能， interface range 后面跟需要的端口号就行，这样配置一个参数，匹配的端口号都会进行配置，华三另外一个不太一样的地方就是不需要配置 ，因为华三接口类型默认就是工作在access，最后一个不太一样的是华三是 port access vlan ，华为是 port default vlan

 来测试验证下（开启PC4的抓包，注意PC手动设置地址）

可以发现，抓包PC4是收不到任何的报文的，原理上面讲过了

看MAC地址表也是一样，学习到2个MAC地址，G1/0/1以及G1/0/3接口，VLAN是10，所以它是不会给PC4发送的，因为PC4默认属于VLAN20里面。

实用的命令（细节部分建议看视频）

（1）查看当前VLAN有哪些

 华为：display vlan  查看存在的VLAN以及对应接口； display vlan summary  查看当前创建了哪些VLAN。

 华三：display vlan  查看当前创建了哪些VLAN；display  vlan brief   查看存在的VLAN以及对应接口

（2）查看接口当前属于哪个VLAN，以及什么接口链路类型

华为：display  port vlan    显示接口的链路类型以及属于的VLANID

华三：display  interface brief    显示接口的链路状态、速率、链路类型与属于的VLAN ID

通用：display  current-configuration  interface：可以看到该接口当前的配置

（3）恢复接口配置

华为：某个接口想还原出初始化的状态，进入对应的接口下（1）undo port default vlan去掉对应的VLAN （2） undo port link-type，去掉配置的链路类型，还原成默认

华三：进入对应接口下default直接还原成默认配置（注意这个只有V7版本才支持）通用版本（V5 V7）可以使用undo portaccess vlan

（4）批量配置

华为华三有分老版本跟新版本，老版本，这里都介绍下。

新版本：华为华三都一样，可以通过 interface range来实现，华三上面的实验已经演示过，华为模拟器版本不支持，需要V2R5以后的版本。

老版本：

容易遇到的故障（经验分享）

 对于access模式来说，容易出错的地方在于接口加入VLAN的时候，把ID写错了，导致无法在同一个VLAN内进行传递，以及出去的时候无法剥离标签，另外建议多去做实验跟抓包，能够感受到数据包在整个转发过程中的变化，从而更容易理解access处理数据时候的规则。

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