VLAN tag是什么意思?tag vlan是trunk口嗎?

VLAN tag是什么意思?tag vlan是trunk口嗎 ?類似這樣的問題,下面就給大家詳細的解答下這個問題,幫助大家快速理解VLAN中tag的含義。

一、Vlan tag(VLAN標簽)

無論在傳統物理交換機、路由器,還是在Openstack Neutron網絡、SDN網絡中其工作原理仍然不會發生變化,網絡上對Vlan tag的解釋層出不窮,追本溯源還需研究其代碼的實現方式;首先來回顧一下帶有Vlan tag的Ethernet Frame封裝格式:

其4字節的Tag字段有12bit是Vlan ID位,總共支持的VLAN數為2^12。

溫馨提示:可能大部分的新手若是沒有系統的去學習交換機相關理論知識,你可能看到這些什么以太網數據幀之類的會感到云里霧里的,所以建議大家先了解相關課程,打好基礎。

二、數據轉發,Vlan標簽如何動作?

針對于這樣的數據幀在我們傳統的交換機,或者Vswitch里面是怎樣被轉發的呢?下面我們用兩個例子來解釋,如下圖所示:

1和A通信,標簽如何“動作”(本例中省略Native vlan的解釋)

1).1主機發送普通的數據幀;

2).switch1收到此幀首先需要對其解封裝,查看二層幀頭部幀目的MAC地址;

3).從CAM表中查找其目的MAC地址對應的VLAN ID與接收該幀的接口對應的VLAN ID 是否相同,如果相同則找到對應的出接口,如果不同則丟棄該幀;

4).找到出接口后,打上對應的VLAN 標簽,封裝成802.1Q的幀,從Trunk接口發送出去;

5).到達switch2后,解封裝查看幀頭部的目的MAC地址;

6).從CAM表中查找其目的MAC地址對應的VLAN ID與接收該幀頭部的VLAN ID是否匹配,如果匹配,則查找對應的出接口,如果不同則丟棄該幀;

7).找到出接口后,封裝成原始的幀,從相應端口轉發出去。

注意:vlan tag動作打不打標簽不是基于接口的概念,而是基于其查表,cpu計算,背板的功能,我看過太多的文章,也聽過很多人在描述交換機轉發數據包是說的一句話“Access 口用來去標簽,Trunk口用來打標簽,”或是“Access口和Trunk口具有打標簽和剝離標簽的功能”,這樣的描述都是錯的。如果這樣做的話,交換機太傻了,這樣的代碼實現也是非常低級的。

例如:我們再看一種情況,如下圖所示:

主機1和主機2通信,問在交換機內部有打標簽和剝離標簽的動作嗎?1和2 在相同的vlan中,他們之間通信經過交換機如果需要打標簽的話,那豈不是加重交換機的計算負載嗎,所以像這樣的兩個主機在相互通信的時候,僅僅是查看CAM表,而不需要執行打標簽和剝離標簽的動作。

三、Openstack Neutron網絡中vlan 的工作原理

1.情景1:vm03 與 vm 04 通信

由于vm03 和 vm 04 分別在兩臺不同的物理服務器上,所以他們之間通信必須要經過外界物理交換機的幫助;

a. vm03 從eth0發送常規ethernet frame經過qbrccc到qvoccc;

b. br-int 上的qvoccc接收到該幀之后,開始解封裝其數據包,查看ethernet頭部的dest mac字段;

c. 因為其發送的數據是從qvoccc接收到的,而qvoccc 接口已經被劃分到vlan 20中,如下配置:

d. 所以在查看vcam表的時候,需要查看mac/vlan id是否一致,如果一致則將數據封裝成802.1Q的frame從int-br-eth1發送到br-eth1上,如果不一致則丟棄;

e. 當br-eth1 從 phy-br-eth1 接收到ethernet frame 時,首先就去查看local-vlan 到 global-vlan的一個映射表,配置如下:

發現 local_vlan=20 需要將其轉換成vlan 120 ;

f. br-eth1 將會查看其vcam表,查找frame destmac address對應的vlan id是否為120 如果是,則將其封裝成802.1Q vlan 120的frame 從對應的接口(eth1)轉發出去;

g. 物理交換機中轉發過程此處不再熬述;

h. 此frame到達vm04所在的物理機br-eth1上時,將解封裝查看幀的dest mac 字段;

i. 然后查找vcam表地址對應的vlan tag與此幀的tag是否一致,如果一致則封裝之后從相應的接口(phy-br-eth1)轉發出去,如果不一致則丟棄(此處與傳統交換機并無差異);

j. 當vm04所在物理機的br-int的int-br-eth1接收到該幀的時候,首先解封裝查看幀的dest mac 字段;

k. 繼而查看vcam表,尋找該mac地址對應的vlan id 與該幀的vlan tag 是否匹配,如果匹配執行如下操作,如果不匹配丟棄;

l. 當匹配時,br-int上將會查看local_global vlan id 映射關系,配置如下:

vlan tag=120 需要轉換成 tag 20;注意:轉換是查表的一個過程中,而不是具體的一個操作,更不是在進入接口的時候;

m. 當查詢完成映射表之后將會再一次查找vcam表,尋找轉化后的vlan id與該表中 mac地址對應的vlan id是否匹配,如果匹配則封裝成常規的frame,從相應端口轉發出去,如果不匹配則丟棄。

情景2:vm01和vm02之間通信

和我們傳統的交換機是一樣的,在這個過程中,br-int是不做任何的打標簽,彈標簽的動作,就是普通的frame之間轉發數據,此處不再熬述。