个人文章记录，记于2022/11/9
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一、什么是VLAN技术
VLAN又叫虚拟局域网，是对连接到的第二层交换机端口的网络用户的逻辑分段，不受网络用户的物理位置限制而根据用户需求进行网络分段。一个VLAN可以在一个交换机或者跨交换机实现。VLAN可以根据网络用户的位置、作用、部门或者根据网络用户所使用的应用程序和协议来进行分组。基于交换机的虚拟局域网能够为局域网解决冲突域、广播域、带宽问题。
传统的共享介质的以太网和交换式的以太网中，所有的用户在同一个广播域中，会引起网络性能的下降，浪费可贵的带宽；而且对广播风暴的控制和网络安全只能在第三层的路由器上实现。
VLAN相当于OSI参考模型的第二层的广播域，能够将广播风暴控制在一个VLAN内部，划分VLAN后，由于广播域的缩小，网络中广播包消耗带宽所占的比例大大降低，网络的性能得到显著的提高。不同的VLAN之间的数据传输是通过第三层（网络层）的路由来实现的，因此使用VLAN技术，结合数据链路层和网络层的交换设备可搭建安全可靠的网络。网络管理员通过控制交换机的每一个端口来控制网络用户对网络资源的访问，同时VLAN和第三层第四层的交换结合使用能够为网络提供较好的安全措施。
另外，VLAN具有灵活性和可扩张性等特点，方便于网络维护和管理，这两个特点正是现代局域网设计必须实现的两个基本目标，在局域网中有效利用虚拟局域网技术能够提高网络运行效率。
二、为什么需要VLAN技术
早期以太网是一种基于CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）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、性能显著下降甚至造成网络不可用等问题。通过二层设备实现LAN互连虽然可以解决冲突严重的问题，但仍然不能隔离广播报文和提升网络质量。
在这种情况下出现了VLAN技术。这种技术可以把一个LAN划分成多个逻辑的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，广播报文就被限制在一个VLAN内。如下图所示：
因此，VLAN具备以下优点：
1.提供了一定的安全性。
2.节约了一定的宽带资源。
3.缩小排错的范围。
4.隔绝广播风暴。
5.提高效率。
三、VLAN的接口类型
现网中属于同一个VLAN的用户可能会被连接在不同的交换机上，且跨越交换机的VLAN可能不止一个，如果需要用户间的互通，就需要交换机间的接口能够同时识别和发送多个VLAN的数据帧。根据接口连接对象以及对收发数据帧处理的不同，当前有VLAN的多种接口类型，以适应不同的连接和组网。
不同厂商对VLAN接口类型的定义可能不同。常见的VLAN接口类型有两种：Access和Trunk。
Access接口
Access接口一般用于和不能识别Tag的用户终端（如用户主机、服务器）相连，或者不需要区分不同VLAN成员时使用。
在一个VLAN交换网络中，以太网数据帧主要有以下两种形式：无标记帧（Untagged帧）：原始的、未加入4字节VLAN标签的帧。有标记帧（Tagged帧）：加入了4字节VLAN标签的帧。
Access接口大部分情况只能收发Untagged帧，且只能为Untagged帧添加唯一VLAN的Tag。交换机内部只处理Tagged帧，所以Access接口需要给收到的数据帧添加VLAN Tag，也就必须配置缺省VLAN。配置缺省VLAN后，该Access接口也就加入了该VLAN。
当Access接口收到带有Tag的帧，并且帧中VID与PVID相同时，Access接口也能接收并处理该帧。在发送带有Tag的帧前，Access接口会剥离Tag。
Trunk接口
Trunk接口一般用于连接交换机、路由器、AP以及可同时收发Tagged帧和Untagged帧的语音终端。它可以允许多个VLAN的帧带Tag通过，但只允许属于缺省VLAN的帧从该类接口上发出时不带Tag（即剥除Tag）。
Trunk接口上的缺省VLAN，有的厂商也将它定义为native VLAN。当Trunk接口收到Untagged帧时，会为Untagged帧打上Native VLAN对应的Tag。
Hybrid接口
华为的设备有它专属的一种额外的接口类型，叫Hybrid接口。
Hybrid端口和Trunk端口在接收数据时，处理思路方法是一样的，唯一区别之处在于发送数据时，Hybrid端口具有解除多VLAN标签的功能，Hybrid端口可以允许多个VLAN的报文发送时不打标签，从而增加了网络的灵活性，在一定程度上也增加了安全性，而Trunk端口只允许缺省VLAN的报文发送时不打标签。
Hybrid端口和Trunk端口能直接切换。在Quidway S系列交换机以太网端口设置为Trunk类型的相应功能都可以使用Hybrid功能来代替。基于MAC地址、协议、IP子网的VLAN只对Hybrid端口配置有效。
总结
当网络中主机数目较多时会导致冲突严重、广播泛滥、性能显著下降甚至造成网络不可用等问题，所以需要VLAN技术。