什么是VLAN，VLAN怎么划分，它有哪些协议？

1、VLAN基础

虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN）是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。VLAN技术主要应用在三层交换机中。

VLAN是基于物理网络构建的逻辑子网，所以构建VLAN需要使用支持VLAN技术的交换机。当网络之间的不同VLAN进行通信时，就需要三层交换机或者路由器。

1个VLAN内部的广播流量不会转发到其他VLAN中，这样有助于控制流量、提高网络安全性（即VLAN隔离广播域）；VLAN内部的单播流量可以通过路由转发到其他VLAN中。

2、VLAN划分

2.1 根据端口划分

这是最常用的VLAN划分方式，属于静态划分。例如，A交换机的1-12端口定义为VLAN10，12-24号端口定义为VLAN20，25-48端口和B交换机的1-48端口定义为VLAN30。VLAN之间通过3层交换机或路由器保证通信。

2.2 根据MAC地址划分

这种划分方法是根据每台主机的MAC地址来划分，即对每个MAC地址的主机都配置其属于哪个组，属于动态划分VLAN。这种方法的最大优点是当设备的物理位置移动时，VLAN不用重新配置；缺点是初始化时，所有的用户都必须进行配置，配置工作量大，网卡更换或设备更新时又需要重新配置。而且这种划分容易导致交换机的端口存在很多个VLAN组的成员，无法限制广播包，从而导致广播太多，影响网络性能。

2.3 根据网络层上层协议划分

这种划分是根据每个主机的网络层地址或协议类型划分的，属于动态划分VLAN。这种划分方法根据网络地址划分，但与网络层的路由毫无关系。优点是用户的物理位置变了，不需要重新配置所属的VLAN，而且可以根据协议类型来划分，这对网络管理者来说很重要。另外，这种划分方法不需要附加帧标签来识别VLAN，这样可以减少网络的通信量。缺点是效率低，因为检查每一个数据包的网络层地址是需要消耗处理时间的。

2.4 根据IP组播来划分VLAN

IP组播实际也是一种VLAN的定义，即认为一个组播组就是一个VLAN。这种划分方法将VLAN扩展到了广域网，因此这种方法具有更强的灵活性，而且也很容易通过路由器进行扩展。当然这种方法不适合局域网，主要是因为效率不高。该方式属于动态划分VLAN。

2.5 基于策略的VLAN

根据管理员事先指定的VLAN规则，自动将加入网络中的设备划分到正确的VLAN。该方式属于动态划分VLAN。

3、VLAN配置

当一个数据帧进入交换机，如果不带VLAN标签，该数据帧就会被打上接口指定PVID的Tag，然后数据帧将在PVID中传输。华为交换机的以太网端口有三种类型：access、trunk、hybrid。

（1）access端口只能属于单个VLAN，一般用于连接计算机的端口；

（2）trunk端口可以允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的报文，一般用于连接交换机之间的端口；也可以连接终端，但需要在trunk端口上打上PVID；

（3）hybrid端口可以允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的报文既可以用于交换机之间连接，也可以用于连接用户的计算机。

trunk和hybrid的区别在于发送数据时，hybrid端口可以允许多个VLAN的报文发送时不打标签，而trunk端口只允许默认VLAN报文发送时不打标签。默认情况下，hybrid和trunk端口的默认VLAN是VLAN1。

以下是hybrid端口的示例：

[switch-Ethernet0/1] interface Ethernet 0/1

[switch-Ethernet0/1]port link-type hybrid

[switch-Ethernet0/1]port hybrid pvid vlan 10

[switch-Ethernet0/1]port hybrid vlan 10 20 untagged //对VLAN为10、20的报文，剥掉VLAN Tag

[switch-Ethernet0/1]interface Ethernet0/2

[switch-Ethernet0/2]port link-type hybrid

[switch-Ethernet0/2]port hybrid pvid vlan 20

[switch-Ethernet0/]port hybrid vlan 10 20 untagged

用interface0/1接口的PC1和用interface0/2的PC2是可以互通的，但是从PC1到PC2的通信是基于VLAN10的，而从PC2到PC1的通信是基于VLAN20的。

4、IEEE802.1Q与QinQ

4.1 IEEE 802.1Q

IEEE802.1Q是成熟的VLAN协议，该协议定义了基于端口的VLAN模型。IEEE802.1Q给每个需要转发的帧都添加一个“标签”，其中包含VLAN的编号，交换机在进行帧转发的时候，判断这些“标签”是否匹配，从而确定其互通性。

IEEE802.1Q帧结构是在标准IEEE802.3以太网标准帧中插入了4字节的IEEE802.1Q帧标签。

• 标签协议标识符（Tag Protocol Identifier ,TPID）：在IEEE802.1Q中规定该标记的值为0x8100，用来识别VLAN和非VLAN数据帧；
• 标签控制信息（Tag Control Information，TCI）：包括用户优先级（3bit）、规范格式指示器（1bit）和VLAN ID（12bit）。其中，VLAN ID为12位，VID=0用于识别帧优先级。4095（FFF）作为预留值，所以VLAN配置的最大可能值为4094。

4.2 QinQ

QinQ是在传统IEEE802.1Q VLAN标签头的基础上，增加一层新的IEE802.1QVLAN标签头。QinQ帧格式如下如所示：

QinQ最初主要是为扩展VLAN ID空间而产生的，但随着城域以太网的发展以及运营商精细化运作的要求，QinQ的双层标签又有了进一步的使用场景。它的内、外标签可以代表不同的信息，如内层标签代表用户，外层标签代表业务。另外，QinQ数据帧戴着两层标签穿越运营商网络，内层标签透明传送，也可以看作一种简单、实用的VPN技术。