工业网管交换机VLAN基础与划分
1.vlan
vlan（virtual local area network ，虚拟局域网）是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素设定为一个群组，使它们之间通信像在同一个物理分段中。处于不同vlan内的主机之间通信必须通过路由器或三层交换机设备。
2.802.1q vlan
ieee 802.1q协议，即virtual bridged local area networks协议，主要规定vlan的实现。
802.1q协议为标识带有vlan成员信息的以太网帧建立一种标准的方法。802.1q vlan在报文中添加标识vlan的字段，工业交换机在进行帧转发的同时判断vlan是否匹配，从而确定其互通性。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。
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，如下图所示。
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。
vlan tag包含以下四个字段：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。
tpid：标签协议标识符，tag protocol identifie的简称。用来判断本数据帧是否带有 vlan tag，长度为16bit，缺省取值为0x8100。由于tpid字段在以太网报文中所处位置与不带vlan tag的报文中协议类型所处位置相同，为避免网络中转发和接收造成混乱，设备将不允许tpid配置为常用协议类型值。
2.vlan优点
vlan 的主要优点在于提供了一个网络分段系统，比传统网络具有更高的灵活性。
1）灵活创建虚拟工作组，使用vlan 可以创建跨物理网络范围的虚拟工作组，当用户的物理位置在虚拟工作组范围内移动时，不需要更改网络配置即可以正常访问网络。
2）控制广播域的范围，局域网内的广播报文被限制在一个vlan 内，节省了带宽，提高了网络处理能力。
3）增强了lan 的稳定性，由于报文在数据链路层被vlan 划分的广播域所隔离，因此各个vlan 内的主机间不能直接通信，需要通过路由器或三层交换机等网络层设备对报文进行三层转发。
3.深圳讯记工业以太网网管型交换机vlan配置（基于端口的vlan划分）3.1使能802.1q vlan
要使所划分的vlan组生效，您必须使能802.1q vlan功能。
步骤1在左侧导航中选择“虚拟局域网 < vlan全局”，进入vlan全局设置页面。
步骤2在“802.1q vlan”中选择“enabled”。
表 4-4 vlan全局参数
值
值域
描述
802.1q vlan
enabled，disabled
缺省值：disabled
启用或禁用802.1q vlan。
enable：表示启用802.1q vlan。
disabled：表示禁用802.1q vlan。
vlan tpid
取值范围为：0x0001~0xffff
缺省值：0x8100
设置tpid的值。
由于tpid字段在以太网报文中所处位置与不带vlan tag的报文中协议类型所处位置相同，为避免网络中转发和接收造成混乱，设备将不允许tpid配置为常用协议类型值。常用以太网帧协议类型值协议类型对应取值请参见“表 43 常用以太网帧协议类型值协议类型对应取值”。
步骤3单击“应用”，使能802.1q vlan功能。
3.2 创建802.1q vlan组
根据功能、部门及应用等因素可以创建不同的vlan组，实现同一vlan组内的主机可以互相通信，vlan组之间主机通信必须通过路由器或三层交换机设备。
步骤1在左侧导航中选择“虚拟局域网 < 802.1q vlan”进入vlan创建页面。
步骤2设置vlan组号和成员端口。
表 4-5 802.1q vlan配置参数
值
值域
描述
vid
取值范围：1~4094
设置所创建vlan组的id。
模式
untagged，tagged，---
缺省值：---
设置所创建vlan的成员端口和成员端口发送的帧是否带vlan标识。一个端口可以同时属于多个vlan组。
untagged：表示设置该端口为vlan组成员且发送的帧不带vlan标识。
tagged：表示设置该端口为vlan组成员且发送的帧带有vlan标识。
---：表示设置该端口不属于vlan组成员。
例如：需要创建一个id为2且成员端口为fe1和fe2的vlan组，则设置“vid”为2， fe1和fe2的“模式”为“tagged”或“untagged”，如下图所示。
步骤3单击“创建”。
您所创建的隔离组在“vlan列表”中显示。
步骤4（可选）在“vlan列表”中，单击某一vlan组“修改”列的 “修改”，可以修改该vlan组的成员端口。
步骤5（可选）在“vlan列表”中，单击某一vlan组“删除”列的 “删除”，可以删除该vlan组。
说明：“vid”为“1”的vlan组为系统缺省自带的vlan组，每个端口都是该组的成员。该vlan组支持修改该vlan组的成员或端口模式，不可删除。
3.3 设置端口的vlan属性
当交换机端口接收到的报文不带有vlan tag时，工业交换机会自动为该报文分配一个vid，这个vid就是端口缺省的vlan id，简称pvid。每个端口只能有一个端口vlan id（pvid）。当不带标签的以太网数据包到达端口时，它将被打上pvid vid标签。您可以在“802.1q 端口”中设置该vlan成员端口的pvid和端口接收的帧类型。
步骤1在左侧导航中选择“虚拟局域网 < 802.1q vlan”。
步骤2单击“802.1q 端口”页签，进入端口vlan参数设置页面。
步骤3设置所需端口的pvid和帧类型。
如在创建802.1q vlan组中已创建“vid”为“2”的vlan组，fe1和fe2间互相通信且发送的报文不被其他端口获取，则需要把它们的pvid设置为“2”。
表4-6 802.1q 端口参数
值
值域
描述
端口
如fe1
选择所需修改的端口。
pvid
取值范围：1~4094
缺省值：1
设置基于端口缺省的vlan id。
帧类型
tag+untag，only_tag
缺省值：tag+untag
设置该端口接收的帧类型。
tag+untag：表示设置该端口接收所有类型的帧。
only_tag：表示设置该端口只接收带有vlan标识的帧。
步骤4单击“应用”。
您所修改的端口属性在“vlan列表”中显示。
3.4 使能qinq
qinq技术〔也称stacked vlan 或double vlan〕，实现将用户vlan tag封装在公网vlan tag中，时报文带着两层vlan tag穿越运营商的骨干网络（公网）。不同用户网络的报文在公网传输时被分开，即使两个用户网络的vlan范围存在重叠，在公网传输时也不会产生混淆。基于端口的qinq实现当该端口接收到报文，无论报文是否带有vlan tag，交换机都会为该报文打上本端口缺省vlan的vlan tag。这样，如果接收到的是已经带有vlan tag的报文，该报文就成为双tag的报文；如果接收到的是untagged的报文，该报文就成为带有端口缺省vlan tag的报文。您可以根据实际情况使能qinq功能。
在左侧导航中选择“虚拟局域网 < qinq”，进入qinq设置页面。
步骤1选择需要设置的端口并设置该端口的qinq使能状态。
单击“应用”，使所设置的端口qinq生效并保存到qinq列表中。
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vlan（virtual local area network ，虚拟局域网）是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素设定为一个群组，使它们之间通信像在同一个物理分段中。处于不同vlan内的主机之间通信必须通过路由器或三层交换机设备。
2.802.1q vlan
ieee 802.1q协议，即virtual bridged local area networks协议，主要规定vlan的实现。
802.1q协议为标识带有vlan成员信息的以太网帧建立一种标准的方法。802.1q vlan在报文中添加标识vlan的字段，工业交换机在进行帧转发的同时判断vlan是否匹配，从而确定其互通性。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。
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，如下图所示。
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。
vlan tag包含以下四个字段：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。
tpid：标签协议标识符，tag protocol identifie的简称。用来判断本数据帧是否带有 vlan tag，长度为16bit，缺省取值为0x8100。由于tpid字段在以太网报文中所处位置与不带vlan tag的报文中协议类型所处位置相同，为避免网络中转发和接收造成混乱，设备将不允许tpid配置为常用协议类型值。
2.vlan优点
vlan 的主要优点在于提供了一个网络分段系统，比传统网络具有更高的灵活性。
1）灵活创建虚拟工作组，使用vlan 可以创建跨物理网络范围的虚拟工作组，当用户的物理位置在虚拟工作组范围内移动时，不需要更改网络配置即可以正常访问网络。
2）控制广播域的范围，局域网内的广播报文被限制在一个vlan 内，节省了带宽，提高了网络处理能力。
3）增强了lan 的稳定性，由于报文在数据链路层被vlan 划分的广播域所隔离，因此各个vlan 内的主机间不能直接通信，需要通过路由器或三层交换机等网络层设备对报文进行三层转发。
3.深圳讯记工业以太网网管型交换机vlan配置（基于端口的vlan划分）3.1使能802.1q vlan
要使所划分的vlan组生效，您必须使能802.1q vlan功能。
步骤1在左侧导航中选择“虚拟局域网 < vlan全局”，进入vlan全局设置页面。
步骤2在“802.1q vlan”中选择“enabled”。
表 4-4 vlan全局参数
值
值域
描述
802.1q vlan
enabled，disabled
缺省值：disabled
启用或禁用802.1q vlan。
enable：表示启用802.1q vlan。
disabled：表示禁用802.1q vlan。
vlan tpid
取值范围为：0x0001~0xffff
缺省值：0x8100
设置tpid的值。
由于tpid字段在以太网报文中所处位置与不带vlan tag的报文中协议类型所处位置相同，为避免网络中转发和接收造成混乱，设备将不允许tpid配置为常用协议类型值。常用以太网帧协议类型值协议类型对应取值请参见“表 43 常用以太网帧协议类型值协议类型对应取值”。
步骤3单击“应用”，使能802.1q vlan功能。
3.2 创建802.1q vlan组
根据功能、部门及应用等因素可以创建不同的vlan组，实现同一vlan组内的主机可以互相通信，vlan组之间主机通信必须通过路由器或三层交换机设备。
步骤1在左侧导航中选择“虚拟局域网 < 802.1q vlan”进入vlan创建页面。
步骤2设置vlan组号和成员端口。
表 4-5 802.1q vlan配置参数
值
值域
描述
vid
取值范围：1~4094
设置所创建vlan组的id。
模式
untagged，tagged，---
缺省值：---
设置所创建vlan的成员端口和成员端口发送的帧是否带vlan标识。一个端口可以同时属于多个vlan组。
untagged：表示设置该端口为vlan组成员且发送的帧不带vlan标识。
tagged：表示设置该端口为vlan组成员且发送的帧带有vlan标识。
---：表示设置该端口不属于vlan组成员。
例如：需要创建一个id为2且成员端口为fe1和fe2的vlan组，则设置“vid”为2， fe1和fe2的“模式”为“tagged”或“untagged”，如下图所示。
步骤3单击“创建”。
您所创建的隔离组在“vlan列表”中显示。
步骤4（可选）在“vlan列表”中，单击某一vlan组“修改”列的 “修改”，可以修改该vlan组的成员端口。
步骤5（可选）在“vlan列表”中，单击某一vlan组“删除”列的 “删除”，可以删除该vlan组。
说明：“vid”为“1”的vlan组为系统缺省自带的vlan组，每个端口都是该组的成员。该vlan组支持修改该vlan组的成员或端口模式，不可删除。
3.3 设置端口的vlan属性
当交换机端口接收到的报文不带有vlan tag时，工业交换机会自动为该报文分配一个vid，这个vid就是端口缺省的vlan id，简称pvid。每个端口只能有一个端口vlan id（pvid）。当不带标签的以太网数据包到达端口时，它将被打上pvid vid标签。您可以在“802.1q 端口”中设置该vlan成员端口的pvid和端口接收的帧类型。
步骤1在左侧导航中选择“虚拟局域网 < 802.1q vlan”。
步骤2单击“802.1q 端口”页签，进入端口vlan参数设置页面。
步骤3设置所需端口的pvid和帧类型。
如在创建802.1q vlan组中已创建“vid”为“2”的vlan组，fe1和fe2间互相通信且发送的报文不被其他端口获取，则需要把它们的pvid设置为“2”。
表4-6 802.1q 端口参数
值
值域
描述
端口
如fe1
选择所需修改的端口。
pvid
取值范围：1~4094
缺省值：1
设置基于端口缺省的vlan id。
帧类型
tag+untag，only_tag
缺省值：tag+untag
设置该端口接收的帧类型。
tag+untag：表示设置该端口接收所有类型的帧。
only_tag：表示设置该端口只接收带有vlan标识的帧。
步骤4单击“应用”。
您所修改的端口属性在“vlan列表”中显示。
3.4 使能qinq
qinq技术〔也称stacked vlan 或double vlan〕，实现将用户vlan tag封装在公网vlan tag中，时报文带着两层vlan tag穿越运营商的骨干网络（公网）。不同用户网络的报文在公网传输时被分开，即使两个用户网络的vlan范围存在重叠，在公网传输时也不会产生混淆。基于端口的qinq实现当该端口接收到报文，无论报文是否带有vlan tag，交换机都会为该报文打上本端口缺省vlan的vlan tag。这样，如果接收到的是已经带有vlan tag的报文，该报文就成为双tag的报文；如果接收到的是untagged的报文，该报文就成为带有端口缺省vlan tag的报文。您可以根据实际情况使能qinq功能。
在左侧导航中选择“虚拟局域网 < qinq”，进入qinq设置页面。
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单击“应用”，使所设置的端口qinq生效并保存到qinq列表中。
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