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VLAN虚拟局域网
考情分析
VLAN 在 408 中属于中低频考点，偶尔以选择题形式出现。重点考查 VLAN 的作用（隔离广播域）、802.1Q 标签格式以及 Trunk 链路的概念。
考频：★★☆
为什么需要 VLAN
前面提到，交换机不能隔离广播域。一个交换机（或多个交换机互连）构成的二层网络中，任何一个站点发送的广播帧都会传遍整个网络。
当网络规模增大后，广播帧的数量也会增大，浪费带宽、增加安全风险。传统方案是用路由器来隔离广播域，但路由器端口少、成本高。
VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网） 的思路：在一台交换机上逻辑划分出多个独立的广播域，不需要额外的路由器。同一 VLAN 内的站点可以互相通信，不同 VLAN 之间的广播帧互不干扰。
VLAN 的实现方式
基于端口划分（最常用）
把交换机的端口分成若干组，每组构成一个 VLAN。
交换机 24 口:
VLAN 10: 端口 1-8 (财务部)
VLAN 20: 端口 9-16 (技术部)
VLAN 30: 端口 17-24 (市场部)端口 1 发出的广播帧只会转发到端口 2-8，不会到达端口 9-24。
优点：配置简单，应用最广泛。 缺点：设备换端口后需要重新配置 VLAN。
基于 MAC 地址划分
根据设备的 MAC 地址来分配 VLAN。无论设备连在交换机的哪个端口，都属于预设的 VLAN。
优点：设备移动后不需要重新配置。 缺点：需要逐一登记 MAC 地址，管理麻烦。
基于 IP 地址划分
根据设备的 IP 地址（网络层信息）来分配 VLAN。
优点：不依赖物理位置。 缺点：需要读取三层信息，效率较低。
408 考试中默认是基于端口划分。
IEEE 802.1Q 标签
当两台交换机之间需要传输多个 VLAN 的帧时，接收方交换机需要知道每个帧属于哪个 VLAN。IEEE 802.1Q 标准通过在以太网帧中插入一个 4 字节的 VLAN 标签来实现。
标签格式
802.1Q 标签插入在以太网帧的源 MAC 地址和类型字段之间：
| 字段 | 长度 | 说明 |
|---|---|---|
| TPID | 2 字节 | 标签协议标识，固定值 0x8100，表示这是一个 802.1Q 标记帧 |
| TCI | 2 字节 | 标签控制信息 |
TCI 的内部结构：
| 子字段 | 长度 | 说明 |
|---|---|---|
| Priority | 3 位 | 优先级（0~7），用于 QoS |
| CFI | 1 位 | 规范格式指示（以太网中通常为 0） |
| VID | 12 位 | VLAN 标识符（0~4095） |
VID 是最关键的字段：12 位意味着最多支持
标签的添加与移除
- 入交换机时： 如果帧来自普通端口（Access 端口），交换机根据端口所属 VLAN 给帧打上对应的 802.1Q 标签
- 出交换机时： 如果帧从 Access 端口发出，交换机移除标签（终端设备不感知 VLAN 标签）
- 交换机之间传输： 帧带着标签在 Trunk 链路上传输
端口类型
Access 端口
- 连接终端设备（PC、服务器等）
- 只属于一个 VLAN
- 收到帧时打标签，发出帧时去标签
- 终端设备不感知 VLAN 的存在
Trunk 端口（干道端口）
- 连接交换机之间
- 可以传输多个 VLAN 的帧
- 帧在 Trunk 链路上始终携带 802.1Q 标签
- 通过标签中的 VID 来区分帧属于哪个 VLAN
交换机A 交换机B
┌─────────┐ Trunk链路 ┌─────────┐
│ VLAN 10 │←─────────────→│ VLAN 10 │
│ VLAN 20 │ (带802.1Q标签) │ VLAN 20 │
└─────────┘ └─────────┘Trunk 链路允许多个 VLAN 的流量共享同一条物理链路，通过标签进行区分。
同一 VLAN vs 跨 VLAN 通信
同一 VLAN 内通信
同一 VLAN 内的站点之间可以直接通过交换机通信（二层转发），不需要路由器。即使这些站点连在不同的物理交换机上，只要通过 Trunk 链路互连，也能互通。
跨 VLAN 通信
不同 VLAN 之间的帧被交换机隔离，默认不能互通。要实现跨 VLAN 通信，必须经过三层设备（路由器或三层交换机）。
实现方式：
1. 路由器单臂路由（Router on a Stick）
路由器的一个物理接口通过 Trunk 链路连接交换机，配置多个子接口，每个子接口对应一个 VLAN。
2. 三层交换机
三层交换机同时具备二层交换和三层路由功能，在交换机内部完成 VLAN 间的路由转发，效率更高。
易错点
1. VLAN 隔离的是广播域，不是冲突域
交换机本身就能隔离冲突域（每个端口独立冲突域）。VLAN 的作用是在此基础上进一步隔离广播域。
2. 跨 VLAN 通信一定要三层设备
同一 VLAN 不同交换机 → 可以通过 Trunk 链路二层互通。 不同 VLAN → 必须经过路由器或三层交换机，纯二层交换机做不到。
3. 802.1Q 标签是 4 字节，不是 2 字节
TPID（2字节）+ TCI（2字节）= 4 字节。有些同学只记住了 VID 的 12 位，忽略了标签的完整结构。
4. 带 VLAN 标签的帧长会变化
普通以太网帧最大 1518 字节，加上 4 字节 802.1Q 标签后变为 1522 字节。这不违反以太网标准，802.1Q 帧的最大长度就是 1522 字节。
5. VID 不等于端口号
VID 是 VLAN 的逻辑编号，和交换机的物理端口号没有直接对应关系。一个 VLAN 可以包含多个端口，一个端口（如果是 Trunk）也可以传输多个 VLAN 的帧。
高频考点清单
- VLAN 的目的：在二层交换机上隔离广播域
- 三种 VLAN 划分方式（基于端口最常用）
- 802.1Q 标签格式：4 字节（TPID 2B + TCI 2B），VID 12 位
- Access 端口和 Trunk 端口的区别
- 同一 VLAN 二层互通，跨 VLAN 需要三层路由
- VLAN 数量上限：4094 个（VID 1~4094）