目  录

1 VLAN配置

1.1 VLAN简介

1.1.1 VLAN概述

1.1.2 VLAN原理

1.1.3 VLAN划分

1.2 配置VLAN基本属性

1.3 配置VLAN端口基本属性

1.4 配置基于端口的VLAN

1.4.1 基于端口的VLAN简介

1.4.2 配置基于Access端口的VLAN

1.4.3 配置基于Trunk端口的VLAN

1.4.4 配置基于Hybrid端口的VLAN

1.4.5 配置UNI端口VLAN操作模式

1.5 配置基于协议的VLAN

1.5.1 基于协议的VLAN简介

1.5.2 配置基于协议的VLAN

1.6 VLAN显示和维护

1.7 VLAN典型配置举例

1 VLAN配置

1.1  VLAN简介

1.1.1  VLAN概述

以太网是一种基于CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect，载波侦听多路访问/冲突检测）的共享通讯介质的数据网络通讯技术，当主机数目较多时会导致冲突严重、广播泛滥、性能显著下降甚至使网络不可用等问题。通过交换机实现LAN互联虽然可以解决冲突（Collision）严重的问题，但仍然不能隔离广播报文。在这种情况下出现了VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）技术，这种技术可以把一个LAN划分成多个逻辑的LAN——VLAN，每个VLAN是一个广播域，VLAN内的主机间通信就和在一个LAN内一样，而VLAN间则不能直接互通，这样，广播报文被限制在一个VLAN内，如图1-1所示。

图1-1 VLAN示意图

VLAN的划分不受物理位置的限制：不在同一物理位置范围的主机可以属于同一个VLAN；一个VLAN包含的用户可以连接在同一个交换机上，也可以跨越交换机，甚至可以跨越路由器。

VLAN的优点如下：

l              限制广播域。广播域被限制在一个VLAN内，节省了带宽，提高了网络处理能力。

l              增强局域网的安全性。VLAN间的二层报文是相互隔离的，即一个VLAN内的用户不能和其它VLAN内的用户直接通信，如果不同VLAN要进行通信，则需通过路由器或三层交换机等三层设备。

l              灵活构建虚拟工作组。用VLAN可以划分不同的用户到不同的工作组，同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围，网络构建和维护更方便灵活。

1.1.2  VLAN原理

要使网络设备能够分辨不同VLAN的报文，需要在报文中添加标识VLAN的字段。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。

IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的IEEE 802.1Q协议标准草案，对带有VLAN标识的报文结构进行了统一规定。

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，如图1-2所示。

图1-2 传统以太网帧封装格式

其中DA表示目的MAC地址，SA表示源MAC地址，Type表示报文所属协议类型。

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。

图1-3 VLAN Tag的组成字段

如图1-3所示，VLAN Tag包含四个字段，分别是TPID（Tag Protocol Identifier，标签协议标识符）、Priority、CFI（Canonical Format Indicator，标准格式指示位）和VLAN ID。

l              TPID用来判断本数据帧是否带有VLAN Tag，长度为16bit，缺省取值为0x8100。

l              Priority表示报文的802.1P优先级，长度为3bit，相关内容请参见手册中的“QoS配置”。

l              CFI字段标识MAC地址在不同的传输介质中是否以标准格式进行封装，长度为1bit，取值为0表示MAC地址以标准格式进行封装，为1表示以非标准格式封装，缺省取值为0。

l              VLAN ID标识该报文所属VLAN的编号，长度为12bit，取值范围为0～4095。由于0和4095为协议保留取值，所以VLAN ID的取值范围为1～4094。

网络设备利用VLAN ID来识别报文所属的VLAN，根据报文是否携带VLAN Tag以及携带的VLAN Tag值，来对报文进行处理。详细的处理方式请参见“1.4.1  基于端口的VLAN简介”。

1.1.3  VLAN划分

VLAN根据划分方式不同可以分为不同类型，下面列出了6种最常见的VLAN类型：

l              基于端口的VLAN

l              基于MAC地址的VLAN

l              基于协议的VLAN

l              基于IP子网的VLAN

l              基于策略的VLAN

l              其它VLAN

本章将分别介绍基于端口的VLAN和基于协议的VLAN的VLAN。如果某个端口下同时使能以上两种VLAN，则缺省情况下VLAN的匹配将按照协议VLAN、端口VLAN的先后顺序进行。

1.2  配置VLAN基本属性

表1-1 配置VLAN基本属性

1.3  配置VLAN端口基本属性

不同VLAN间的主机不能直接通信，需要通过路由器或三层交换机等网络层设备进行转发，设备提供VLAN端口实现对报文进行三层转发的功能。

VLAN端口是一种三层模式下的虚拟端口，主要用于实现VLAN间的三层互通，它不作为物理实体存在于设备上。每个VLAN对应一个VLAN端口，在为VLAN端口配置了IP地址后，该端口即可作为本VLAN内网络设备的网关，对需要跨网段的报文进行基于IP地址的三层转发。

表1-2 配置VLAN端口基本属性

1.4  配置基于端口的VLAN

1.4.1  基于端口的VLAN简介

基于端口划分VLAN是VLAN最简单、最有效的划分方法。它按照设备端口来定义VLAN成员，将指定端口加入到指定VLAN中之后，端口就可以转发指定VLAN的报文。

1. 端口的链路类型

根据端口在转发报文时对Tag标签的不同处理方式，可将端口的链路类型分为三种：

l              Access类型：端口只能属于1个VLAN，一般用于设备与计算机直接连接；

l              Trunk类型：端口可以允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的报文，一般用来在不同的设备之间进行连接，以保证在跨越多个设备上建立相同的VLAN的成员能够相互通讯；

l              Hybrid类型：端口可以允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的报文，用于网络设备之间连接或用于连接用户设备。Hybrid端口既可以连接接入链路又可以连接干道链路。

Hybrid端口和Trunk端口的不同之处在于：

l              Hybrid端口允许所有VLAN的报文发送时都可以不带Tag标签；

l              Trunk端口只允许缺省VLAN的报文发送时不带Tag标签，其它VLAN的报文发送时必须带Tag标签。

2. 缺省VLAN

除了可以设置端口允许通过的VLAN，还可以设置端口的缺省VLAN。在缺省情况下，所有端口的缺省VLAN均为VLAN1，但用户可以根据需要进行配置。

l              Access端口的缺省VLAN就是它所在的VLAN，不能配置。

l              Trunk端口和Hybrid端口可以允许多个VLAN通过，能够配置缺省VLAN。

l              当执行undo vlan命令删除的VLAN是某个端口的缺省VLAN时，对Access端口，端口的缺省VLAN会恢复到VLAN1；对Trunk或Hybrid端口，端口的缺省VLAN配置不会改变，即它们可以使用已经不存在的VLAN作为缺省VLAN。

在配置了端口链路类型和缺省VLAN后，端口对报文的接收和发送的处理有几种不同情况，具体情况请参看表1-3。

表1-3 不同链路类型端口收发报文的差异

1.4.2  配置基于Access端口的VLAN

配置基于Access端口的VLAN有两种方法：一种是在VLAN视图下进行配置，另一种是在端口视图/端口组视图下进行配置。

表1-4 配置基于Access端口的VLAN（在VLAN视图下）

表1-5 配置基于Access端口的VLAN（在端口视图/端口组视图下）

1.4.3  配置基于Trunk端口的VLAN

Trunk端口可以允许多个VLAN通过，只能在端口视图/端口组视图下进行配置。

表1-6 配置基于Trunk端口（以太网端口/端口组/二层聚合端口）的VLAN

表1-7 配置基于Trunk端口（ONU端口）的VLAN

1.4.4  配置基于Hybrid端口的VLAN

Hybrid端口可以允许多个VLAN通过，只能在端口视图/端口组视图下进行配置。

表1-8 配置基于Hybrid端口的VLAN

1.4.5  配置UNI端口VLAN操作模式

UNI端口VLAN操作模式包括VLAN透传模式、VLAN标记模式和VLAN Translation模式。各操作模式的详细介绍如下。

1. VLAN透传模式

VLAN透传模式适用于用户端的家庭网关或者交换机是运营商提供并管理的，家庭网关或交换机产生的VLAN Tag是可以信赖的。在这种模式下，ONU对接收到上行的以太网帧的处理方式是对以太网帧不作任何处理（无论以太网帧是否带VLAN Tag）透明的向OLT转发；对于下行的以太网帧也是透明转发的方式。其详细处理方式见表1-9。

2. VLAN标记模式

VLAN标记模式适用于用户端的家庭网关或者交换机打的VLAN Tag是不被信任的。为了实现运营商对进入到网络中的业务的VLAN进行统一的管理和控制，需要为其加上一个网络层VLAN Tag。其详细处理方式见表1-9。

3. VLAN Translation模式

在VLAN Translation模式下，ONU将用户自行打上的VLAN Tag（其VID可能不是其独用的，可能在同一个EPON系统内有其他用户使用相同的VID）转换为唯一的网络侧VLAN Tag。VLAN Translation模式下ONU对数据报文的处理方式如表1-9所示。

表1-9 三种VLAN操作模式对应的数据包处理方式

表1-10 配置ONU的UNI VLAN操作模式

1.5  配置基于协议的VLAN

1.5.1  基于协议的VLAN简介

基于协议的VLAN是根据端口接收到的报文所属的协议（族）类型及封装格式来给报文分配不同的VLAN ID。可用来划分VLAN的协议有IP、IPX、AppleTalk（AT），封装格式有Ethernet II、802.3 raw、802.2 LLC、802.2 SNAP等。

协议VLAN由协议模板定义，协议模板由“封装格式+协议类型”确定。在一个端口上，可以同时关联多个协议模板。当端口和协议VLAN关联后，对于从端口接收到untagged报文（没有携带VLAN标记的报文）会做如下处理：

l              如果报文匹配协议模板，则给报文打上由该协议模板定义的协议VLAN的VLAN ID；

l              如果报文没有匹配协议模板，则给报文打上端口的缺省VLAN ID。

对于端口接收到的tagged报文（携带VLAN标记的报文），处理方式和基于端口的VLAN一样：如果端口允许携带该VLAN标记的报文通过，则正常转发；如果不允许，则丢弃该报文。

此特性主要应用于将网络中提供的服务类型与VLAN相绑定，方便管理和维护。

1.5.2  配置基于协议的VLAN

表1-11 配置基于协议的VLAN

1.6  VLAN显示和维护

在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后VLAN的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

在用户视图下执行reset命令可以清除端口统计信息。

表1-12 VLAN显示和维护

1.7  VLAN典型配置举例

1. 组网需求

l              Device A与对端Device B使用Trunk端口GigabitEthernet1/1/1相连；

l              该端口的缺省VLAN ID为100；

l              该端口允许VLAN2、VLAN6到VLAN50、VLAN100的报文通过。

2. 组网图

图1-4 配置基于端口的VLAN组网图

3. 配置步骤

(1)        配置Device A

# 创建VLAN2、VLAN6到VLAN50、VLAN100。

<DeviceA> system-view

[DeviceA] vlan 2

[DeviceA-vlan2] quit

[DeviceA] vlan 100

[DeviceA-vlan100] vlan 6 to 50

 Please wait... Done. 

# 进入GigabitEthernet1/1/1以太网端口视图。

[DeviceA] interface GigabitEthernet 1/1/1

# 配置GigabitEthernet1/1/1为Trunk端口，并配置端口的缺省VLAN ID为100。

[DeviceA-GigabitEthernet1/1/1] port link-type trunk

[DeviceA-GigabitEthernet1/1/1] port trunk pvid vlan 100

# 配置GigabitEthernet1/1/1禁止VLAN1的报文通过（所有端口缺省情况下都是允许VLAN1的报文通过的）。

[DeviceA-GigabitEthernet1/1/1] undo port trunk permit vlan 1

# 配置GigabitEthernet1/1/1允许VLAN2、VLAN6到VLAN50、VLAN100的报文通过。

[DeviceA-GigabitEthernet1/1/1] port trunk permit vlan 2 6 to 50 100

Please wait...Done.

[DeviceA-GigabitEthernet1/1/1] quit

[DeviceA] quit

(2)        配置Device B，与设备A配置步骤雷同，不再赘述。

4. 显示与验证

此处以Device A的验证为例，Device B的验证与此类似，不再赘述。

# 查看Device A的GigabitEthernet1/1/1的相关信息，验证以上配置是否生效。

<DeviceA> display interface GigabitEthernet 1/1/1

 GigabitEthernet1/1/1 current state: UP

 IP Packet Frame Type: PKTFMT_ETHNT_2, Hardware Address: 0000-5600-0000

 Description: GigabitEthernet1/1/1 Interface

 Loopback is not set

 Unknown-speed mode, unknown-duplex mode

 Link speed type is autonegotiation, link duplex type is autonegotiation

 Flow-control is not enabled

 The Maximum Frame Length is 1500

 Broadcast MAX-ratio: 100%

 Unicast MAX-ratio: 100%

 Multicast MAX-ratio: 100%

 Allow jumbo frame to pass

 PVID: 100

 Mdi type: auto

 Link delay is 0(sec)

 Port link-type: trunk

  VLAN passing  : 2, 6-50, 100

  VLAN permitted: 2, 6-50, 100

  Trunk port encapsulation: IEEE 802.1q

 Port priority: 0

 Last 300 seconds input:  0 packets/sec 0 bytes/sec

 Last 300 seconds output:  0 packets/sec 0 bytes/sec

 Input (total):  0 packets, 0 bytes

          0 broadcasts, 0 multicasts

 Input (normal):  0 packets, 0 bytes

          0 broadcasts, 0 multicasts

 Input:  0 input errors, 0 runts, 0 giants, 0 throttles

          0 CRC, 0 frame, 0 overruns, 0 aborts

          0 ignored, 0 parity errors

 Output (total): 0 packets, 0 bytes

          0 broadcasts, 0 multicasts, 0 pauses

 Output (normal): 0 packets, 0 bytes

          0 broadcasts, 0 multicasts, 0 pauses

 Output: 0 output errors, 0 underruns, 0 buffer failures

          0 aborts, 0 deferred, 0 collisions, 0 late collisions

          0 lost carrier, 0 no carrier  

通过以上显示信息，可以看到端口的类型为trunk（Port link-type: trunk），端口的缺省VLAN为VLAN 100（PVID: 100），端口允许VLAN2、VLAN6到VLAN50、VLAN100的报文通过（VLAN permitted: 2, 6-50, 100）。配置成功。