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跟着尚云学VLAN(五):IEEE802.1Q与ISL
2009-09-02   天极网

 

  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:

  l IEEE802.1Q

  l 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。

  IEEE802.1Q

  IEEE802.1Q,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。

  IEEE802.1Q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和2字节的TCI,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。

跟着尚云学VLAN(五):IEEE802.1Q与ISL

  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的值,固定为0x8100。交换机通过TPID,来确定数据帧内附加了基于IEEE802.1Q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IEEE802.1Q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)”。

  ISL(Inter Switch Link)

  ISL,是Cisco产品支持的一种与IEEE802.1Q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。

跟着尚云学VLAN(五):IEEE802.1Q与ISL

  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。

跟着尚云学VLAN(三):VLAN的访问链接

  由于需要一个个端口地指定,因此当网络中的计算机数目超过一定数字(比如数百台)后,设定操作就会变得烦杂无比。并且,客户机每次变更所连端口,都必须同时更改该端口所属VLAN的设定——这显然不适合那些需要频繁改变拓补结构的网络。

  动态VLAN

  另一方面,动态VLAN则是根据每个端口所连的计算机,随时改变端口所属的VLAN。这就可以避免上述的更改设定之类的操作。动态VLAN可以大致分为3类:

  l 基于MAC地址的VLAN(MAC Based VLAN)

  l 基于子网的VLAN(Subnet Based VLAN)

  l 基于用户的VLAN(User Based VLAN)

  其间的差异,主要在于根据OSI参照模型哪一层的信息决定端口所属的VLAN。

  基于MAC地址的VLAN,就是通过查询并记录端口所连计算机上网卡的MAC地址来决定端口的所属。假定有一个MAC地址“A”被交换机设定为属于VLAN“10”,那么不论MAC地址为“A”的这台计算机连在交换机哪个端口,该端口都会被划分到VLAN10中去。计算机连在端口1时,端口1属于VLAN10;而计算机连在端口2时,则是端口2属于VLAN10。

跟着尚云学VLAN(三):VLAN的访问链接

  由于是基于MAC地址决定所属VLAN的,因此可以理解为这是一种在OSI的第二层设定访问链接的办法。

  但是,基于MAC地址的VLAN,在设定时必须调查所连接的所有计算机的MAC地址并加以登录。而且如果计算机交换了网卡,还是需要更改设定。

  基于子网的VLAN,则是通过所连计算机的IP地址,来决定端口所属VLAN的。不像基于MAC地址的VLAN,即使计算机因为交换了网卡或是其他原因导致MAC地址改变,只要它的IP地址不变,就仍可以加入原先设定的VLAN。

跟着尚云学VLAN(三):VLAN的访问链接

  因此,与基于MAC地址的VLAN相比,能够更为简便地改变网络结构。IP地址是OSI参照模型中第三层的信息,所以我们可以理解为基于子网的VLAN是一种在OSI的第三层设定访问链接的方法。

  基于用户的VLAN,则是根据交换机各端口所连的计算机上当前登录的用户,来决定该端口属于哪个VLAN。这里的用户识别信息,一般是计算机操作系统登录的用户,比如可以是Windows域中使用的用户名。这些用户名信息,属于OSI第四层以上的信息。

  总的来说,决定端口所属VLAN时利用的信息在OSI中的层面越高,就越适于构建灵活多变的网络。

  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。

跟着尚云学VLAN(三):VLAN的访问链接

 

跟着尚云学VLAN(三):VLAN的访问链接

  由于需要一个个端口地指定,因此当网络中的计算机数目超过一定数字(比如数百台)后,设定操作就会变得烦杂无比。并且,客户机每次变更所连端口,都必须同时更改该端口所属VLAN的设定——这显然不适合那些需要频繁改变拓补结构的网络。

  动态VLAN

  另一方面,动态VLAN则是根据每个端口所连的计算机,随时改变端口所属的VLAN。这就可以避免上述的更改设定之类的操作。动态VLAN可以大致分为3类:

  l 基于MAC地址的VLAN(MAC Based VLAN)

  l 基于子网的VLAN(Subnet Based VLAN)

  l 基于用户的VLAN(User Based VLAN)

  其间的差异,主要在于根据OSI参照模型哪一层的信息决定端口所属的VLAN。

  基于MAC地址的VLAN,就是通过查询并记录端口所连计算机上网卡的MAC地址来决定端口的所属。假定有一个MAC地址“A”被交换机设定为属于VLAN“10”,那么不论MAC地址为“A”的这台计算机连在交换机哪个端口,该端口都会被划分到VLAN10中去。计算机连在端口1时,端口1属于VLAN10;而计算机连在端口2时,则是端口2属于VLAN10。

跟着尚云学VLAN(三):VLAN的访问链接

  由于是基于MAC地址决定所属VLAN的,因此可以理解为这是一种在OSI的第二层设定访问链接的办法。

  但是,基于MAC地址的VLAN,在设定时必须调查所连接的所有计算机的MAC地址并加以登录。而且如果计算机交换了网卡,还是需要更改设定。

  基于子网的VLAN,则是通过所连计算机的IP地址,来决定端口所属VLAN的。不像基于MAC地址的VLAN,即使计算机因为交换了网卡或是其他原因导致MAC地址改变,只要它的IP地址不变,就仍可以加入原先设定的VLAN。

跟着尚云学VLAN(三):VLAN的访问链接

  因此,与基于MAC地址的VLAN相比,能够更为简便地改变网络结构。IP地址是OSI参照模型中第三层的信息,所以我们可以理解为基于子网的VLAN是一种在OSI的第三层设定访问链接的方法。

  基于用户的VLAN,则是根据交换机各端口所连的计算机上当前登录的用户,来决定该端口属于哪个VLAN。这里的用户识别信息,一般是计算机操作系统登录的用户,比如可以是Windows域中使用的用户名。这些用户名信息,属于OSI第四层以上的信息。

  总的来说,决定端口所属VLAN时利用的信息在OSI中的层面越高,就越适于构建灵活多变的网络。

  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。

跟着尚云学VLAN(三):VLAN的访问链接

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