路由器(Router)是連接兩個或多個網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備,在網(wǎng)絡(luò)間起網(wǎng)關(guān)的作用,是讀取每一個數(shù)據(jù)包中的地址然后決定如何傳送的專用智能性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,路由器最主要的功能為實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)送。 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(xì)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(biāo)簽)
無論在傳統(tǒng)物理交換機(jī)、路由器,還是在Openstack Neutron網(wǎng)絡(luò)、SDN網(wǎng)絡(luò)中其工作原理仍然不會發(fā)生變化,網(wǎng)絡(luò)上對Vlan tag的解釋層出不窮,追本溯源還需研究其代碼的實(shí)現(xiàn)方式;首先來回顧一下帶有Vlan tag的Ethernet Frame封裝格式:

其4字節(jié)的Tag字段有12bit是Vlan ID位,總共支持的VLAN數(shù)為2^12。
溫馨提示:可能大部分的新手若是沒有系統(tǒng)的去學(xué)習(xí)交換機(jī)相關(guān)理論知識,你可能看到這些什么以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀之類的會感到云里霧里的,所以建議大家先了解相關(guān)課程,打好基礎(chǔ)。
二、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),Vlan標(biāo)簽如何動作?
針對于這樣的數(shù)據(jù)幀在我們傳統(tǒng)的交換機(jī),或者Vswitch里面是怎樣被轉(zhuǎn)發(fā)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(biāo)簽如何“動作”(本例中省略Native vlan的解釋)
1).1主機(jī)發(fā)送普通的數(shù)據(jù)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(yīng)的VLAN ID與接收該幀的接口對應(yīng)的VLAN ID 是否相同,如果相同則找到對應(yīng)的出接口,如果不同則丟棄該幀;
4).找到出接口后,打上對應(yīng)的VLAN 標(biāo)簽,封裝成802.1Q的幀,從Trunk接口發(fā)送出去;
5).到達(dá)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(yīng)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(yīng)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(yīng)端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。
注意:vlan tag動作打不打標(biāo)簽不是基于接口的概念,而是基于其查表,cpu計(jì)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(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包是說的一句話“Access 口用來去標(biāo)簽,Trunk口用來打標(biāo)簽,”或是“Access口和Trunk口具有打標(biāo)簽和剝離標(biāo)簽的功能”,這樣的描述都是錯的。如果這樣做的話,交換機(jī)太傻了,這樣的代碼實(shí)現(xiàn)也是非常低級的。
例如:我們再看一種情況,如下圖所示:

主機(jī)1和主機(jī)2通信,問在交換機(jī)內(nèi)部有打標(biāo)簽和剝離標(biāo)簽的動作嗎?1和2 在相同的vlan中,他們之間通信經(jīng)過交換機(jī)如果需要打標(biāo)簽的話,那豈不是加重交換機(jī)的計(jì)算負(fù)載嗎,所以像這樣的兩個主機(jī)在相互通信的時候,僅僅是查看CAM表,而不需要執(zhí)行打標(biāo)簽和剝離標(biāo)簽的動作。
三、Openstack Neutron網(wǎng)絡(luò)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(wù)器上,所以他們之間通信必須要經(jīng)過外界物理交換機(jī)的幫助;
a. vm03 從eth0發(fā)送常規(guī)ethernet frame經(jīng)過qbrccc到qvoccc;
b. br-int 上的qvoccc接收到該幀之后,開始解封裝其數(shù)據(jù)包,查看ethernet頭部的dest mac字段;
c. 因?yàn)槠浒l(fā)送的數(shù)據(jù)是從qvoccc接收到的,而qvoccc 接口已經(jīng)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(shù)據(jù)封裝成802.1Q的frame從int-br-eth1發(fā)送到br-eth1上,如果不一致則丟棄;
e. 當(dāng)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(fā)現(xiàn) local_vlan=20 需要將其轉(zhuǎn)換成vlan 120 ;
f. br-eth1 將會查看其vcam表,查找frame destmac address對應(yīng)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(yīng)的接口(eth1)轉(zhuǎn)發(fā)出去;
g. 物理交換機(jī)中轉(zhuǎn)發(fā)過程此處不再熬述;
h. 此frame到達(dá)vm04所在的物理機(jī)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(yīng)的vlan tag與此幀的tag是否一致,如果一致則封裝之后從相應(yīng)的接口(phy-br-eth1)轉(zhuǎn)發(fā)出去,如果不一致則丟棄(此處與傳統(tǒng)交換機(jī)并無差異);
j. 當(dāng)vm04所在物理機(jī)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(yīng)的vlan id 與該幀的vlan tag 是否匹配,如果匹配執(zhí)行如下操作,如果不匹配丟棄;
l. 當(dāng)匹配時,br-int上將會查看local_global vlan id 映射關(guān)系,配置如下:

vlan tag=120 需要轉(zhuǎn)換成 tag 20;注意:轉(zhuǎn)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(jìn)入接口的時候;
m. 當(dāng)查詢完成映射表之后將會再一次查找vcam表,尋找轉(zhuǎn)化后的vlan id與該表中 mac地址對應(yīng)的vlan id是否匹配,如果匹配則封裝成常規(guī)的frame,從相應(yīng)端口轉(zhuǎn)發(fā)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(tǒng)的交換機(jī)是一樣的,在這個過程中,br-int是不做任何的打標(biāo)簽,彈標(biāo)簽的動作,就是普通的frame之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),此處不再熬述。
本文可以幫助您基本地設(shè)置和管理您的路由器。
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