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PVID和VID徹底研究(上)PVID的作用及和VID的區(qū)別Pvid和Vid經(jīng)常出現(xiàn)于二、三層交換機里,由于PVID和VID的設(shè)置不合理,造成VLAN劃分變得混亂。本文就對PVID和VID進行了徹底研究。首先解釋一下什么是PVID,PVID英文解釋為Port-base VLAN ID,是基于端口的VLAN ID.通俗的講,指的是native Vlan,即不打Vlan標記的Vlan,一般默認為Vlan 1。去超市買東西有個掃描設(shè)備掃描一下商品上的標簽,然后價格就會出現(xiàn)商品上的標簽就好比一個標記,而掃描器就好比解讀這個標記的設(shè)備PVID和VID(標記)之間的關(guān)系就好比掃描器和商品標記的關(guān)系,不同的是PVID不僅用來解析ViD也用來生成VID終端設(shè)備比如電腦PC等,自身不具備產(chǎn)生標記的能力,因為數(shù)據(jù)幀格式是固定的,發(fā)送端自身不知道自身是哪個VLAN成員那么他自己當然不可能在幀內(nèi)標記VLAN id了,標記和解標記都是由中間設(shè)備來完成的.交換機上的端口分為三種一種是接入層端口直連設(shè)備的,叫做Access;一種是交換機和交換機之間的端口負責匯聚的叫做Trunk,還有一種是Access與Trunk混合的模式,叫做Hybrid。Access端口負責接終端設(shè)備,他收到一個幀的時候,如果幀這個沒有標記他就用自己的pvid給他打上標記,他在發(fā)出一個幀時如果VID=PVID就去掉標記(解標記)以保證傳送給終端設(shè)備的幀沒有被變動過(中間設(shè)備添加了標記),pvid是在劃分vlan時候每個端口都有的屬性,默認情況下思科交換機中每個端口初始pvid是1,表示他是vlan 1的成員們?nèi)绻憬o他劃分了其他VLAN那么PVID相應(yīng)會發(fā)生更改ACCESS端口的特點是只允許符合PVID的流量通過Trunk的意思是,它是一條中繼鏈路,允許各種VLAN通過。它的規(guī)則和Access差不多,當收到一個沒有tag的標記的時候就用自己的pvid給他標記,當發(fā)送一個幀時候如果vid=pvid則去掉pvid,與Access不同的是,Trunk有一個屬于自己的本征VLAN(Native VLAN,也叫PVID),用來發(fā)送一些cdp,bpdu等交換機間聯(lián)系的數(shù)據(jù)或者管理流量,從交換機自身產(chǎn)生的幀在發(fā)出去的時候是不會帶標記的,因為VID=pvid所以標記被去掉,而對端接收到?jīng)]有標記的幀時候就會用自身本征VLAN的信息給他加上標記,然后查看交換表如果發(fā)現(xiàn)目的地址是自己則去掉標記,如果發(fā)現(xiàn)目的mac地址不是自己則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)給其他Trunk同時去掉標記(因為一個交換機只有一個本征VLAN所有pvid=vid去掉標記)Hybrid是Access與Trunk的混合模式,它允許VID=pvid。Hybrid與Trunk一樣,在該端口上可以傳送多個vlan的包,一般用于交換機與交換機之間,或者交換機與服務(wù)器之間的鏈接。如果收到的數(shù)據(jù)包不帶vlan,則加上pvid進行轉(zhuǎn)發(fā);如果收到的數(shù)據(jù)包帶vlan,則判斷該端口是否允許該vlan進入,如果可以則進行轉(zhuǎn)發(fā),否則丟棄。在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)一個比較好的解釋是:PVID并不是加在幀頭的標記,而是端口的屬性,用來標識端口接收到的未標記的幀。也就是說,當端口收到一個未標記的幀時,則把該幀轉(zhuǎn)發(fā)到VID和本端口PVID相等的VLAN中去。為了驗證這一說法,在S3026上做了以下實驗:在S3026上選兩個端口,連接兩臺主機A、B,按照下表給端口設(shè)置不同的PVID和VID,用A ping B,并在B上抓包,記錄實驗結(jié)果。注:結(jié)果中“有”表示抓包有ICMP的包(但ping不通),“無”表示沒有,“通”表示可以ping通。VID為“無”表示該端口沒有加到任何VLAN里。所有結(jié)果為“無”的可以解釋為:當端口1收到無標記的幀后,轉(zhuǎn)發(fā)到VIDPVID1的端口去,由于端口2無VID,故主機B收不到包。所有結(jié)果為“有”的可以解釋為:當端口1收到無標記的幀后,轉(zhuǎn)發(fā)到VIDPVID1的端口去,由于端口2的VID1,故主機B收到ICMP的ECHO包,并發(fā)出ECHO Reply,由于此種情況下端口1的VID不等于1,故B的Reply并不能到達A。所以只有當兩個端口的PVID和VID一樣時,才可以互通。到此我和大家一樣有個疑問,一個VLAN干嗎要設(shè)置PVID和VID兩種標識呀?反正只有當PVIDVID時才能互通,只有一個不就夠了嗎?請往下看。當所有VLAN都在一個交換機里時,確實只需要一個標識就夠了,但跨設(shè)備的VLAN就需要另一種標識,這就是802.1Q的VLAN ID,即VID。我們知道802.1Q的VLAN是在二層幀里加進VLAN標識,俗稱打tag,而計算機不能解析這種二層的幀,所以交換機的一個端口在分到一個VLAN時有tag和untag屬性兩種屬性,tag端口用來連接設(shè)備,untag端口用來連接計算機。Tag端口出去的幀一般都打上了tag,tag中的VID有的來自PVID,有的則來自其它tag端口中本身就含有tag的幀。設(shè)備互連時,由tag中的VID決定了一個二層幀屬于哪個VLAN,而計算機不具備打tag的功能,所以只有給連接計算機的端口添加一個屬性,用來決定計算機發(fā)出的未標記的幀屬于哪個VLAN,這個屬性就是PVID。到此我們理解了PVID的含義和作用,但似乎只有untag端口下的PVID才具有意義,而實際上tag端口也有PVID屬性,PVID對tag端口會造成什么影響呢?請看中篇。PVID和VID徹底研究(中)PVID值對TAG端口影響在上篇,我們理解了PVID的含義和作用,本篇將通過實驗,分別在S3026和S3526上研究PVID值對tag端口的影響。首先在S3026上進行實驗,如下圖所示:我們將用到3個端口:Port 1、2、3,各端口PVID設(shè)置如下:Port 1:PVID = nPort 2:PVID = 2Port 3:PVID = 3創(chuàng)建2個VLAN:vlan2:VID = 2,包含Port 1 (tag)、Port 2 (untag)vlan3:VID = 3,包含Port 1 (tag)、Port 3 (untag)將3臺主機A、B、C分別接在Port 1、2、3上,分別用主機B、C去ping主機A,在主機A上抓包。實際上tag端口接計算機是沒有意義的,因為計算機無法解析打了tag的二層包文,但通過抓包軟件可以抓到這種二層報文,通過這種方法可以進行分析。實驗時主機B和C可以是同一臺計算機,只不過接到不通端口上,為了方便說明,將它們分開表示。實驗結(jié)果如下:當n = 1時,可以看到來自B和C的包頭前都含有802.1Q的Packet,B、C都不能ping通A(ping不通是由于主機A無法解析打了tag的二層包,他們的Packet中含有各自端口PVID打的TAG,通過Tag端口,原樣發(fā)送了);當n = 2時,可以看到來自B的包頭前不含有802.1Q的Packet,而來自C的有,僅B可ping通A;當n = 3時,可以看到來自C的包頭前不含有802.1Q的Packet,而來自B的有,僅C可ping通A;通過分析,得出S3026轉(zhuǎn)發(fā)機制大致如下:1、由主機B發(fā)出的包到接口2(由于此時B不知道A的MAC地址,會發(fā)出arp廣播包)2、根據(jù)接口2的PVID的值(PVID2),發(fā)往VID=2的VLAN中的所有接口3、接口1屬于VLAN 2,所以接口1能收到此包4、此時如果VLAN 2中接口1是tag端口,則將接口1的PVID值和VID進行比較:如果PVID=VID則從接口1出去的包不打tag如果PVID!=VID則從接口1出去的包打tag由此可見,以前設(shè)為tag端口的PVID不起作用的說法在S3026上并不適用,正確的說法應(yīng)該是:S3026上的某個VLAN中的tag端口,在轉(zhuǎn)發(fā)在此VLAN中包時出去前,先檢查該tag端口的PVID是否等于VID,若相等則發(fā)出的包不打tag,若不等則打上tag。而在S3526上重復這個實驗時,得到了不同的結(jié)果:在S3526上,只要某個VLAN中的端口設(shè)為tag端口,在轉(zhuǎn)發(fā)來在此VLAN中包時出不管該端口的PVID值是多少,都打上tag。(不同廠家設(shè)備的實現(xiàn)方式不一樣,需要注意?。┪覀儊砜偨Y(jié)一下,S3026的VLAN轉(zhuǎn)發(fā)的機制:在一個端口接收到一個無標記幀時,僅僅由該端口的PVID決定該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪個VLAN中,即轉(zhuǎn)發(fā)到VIDPVID的VLAN中。下面是定義的各種端口類型對各種數(shù)據(jù)幀的處理方法;Tagged數(shù)據(jù)幀Untagged數(shù)據(jù)幀inoutinoutTagged端口原樣接收原樣發(fā)送按接收端口的PVID打TAG標記按照PVID打的TAG標記發(fā)送Untagged端口丟棄去掉TAG標記按接收端口的PVID打TAG標記原樣發(fā)送到此,我們都只是在單獨一個設(shè)備上研究PVID的影響,下篇將結(jié)合一個故障實例,解釋跨設(shè)備時PVID的影響。PVID和VID徹底研究(下)一個故障實例的分析某網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下圖所示,某路由器下掛S3526,S3526下掛S3026,S3026下面接了4個用戶:其中S3526的接口1上接路由器,打tag標記;接口2接S3026,打tag標記,PVID為1。S3026的配置是這樣的:S3026的接口1上接S3526,打tag標記,屬于VLAN 2、3、4、5,PVID為2;接口2接用戶2,屬于VLAN 2,PVID為2;接口3接用戶3,屬于VLAN 3,PVID為3;接口4接用戶4,屬于VLAN 4,PVID為4;接口5接用戶5,屬于VLAN 5,PVID為5;故障現(xiàn)象為:用戶2的用戶無法上網(wǎng),而其它的用戶可以上網(wǎng);如果將S3026的上連口的PVID值配置為3,那么用戶3的用戶無法上網(wǎng),其它的用戶可以上網(wǎng);最后我們將S3026的上連口的PVID值設(shè)置為1,4個用戶的用戶就都可以上網(wǎng)了。根據(jù)前兩篇的結(jié)論,我們發(fā)現(xiàn),接口1的PVID2,故從VLAN 2來的包從接口1出去后不打tag,而此時S3526的接口2的PVID1,收到未標記得包后,將其送到VLAN 1里。原本VLAN 2的包送到了錯誤的VLAN里,所以VLAN 2下的用戶上不了網(wǎng)。當我們將S3026接口1的PVID設(shè)為1時,它不等于所屬任何VLAN地VID,送出去的包都打了tag,此時S3526能根據(jù)tag將接受到的包送到正確的VLAN里,故所有VLAN下用戶都能上網(wǎng)了。我們可以補充一個實驗,將S3026的接口1和S3526的接口2的PVID都設(shè)為2,此時所有用戶都能正常上網(wǎng),原因是這樣的:S3026將VLAN 2的包不打tag的從接口1送出去,S3526的接口2收到的包有打tag的(VLAN 3、4、5),也有不打tag的(VLAN 2)。S3526的接口2對于打tag的包,能夠發(fā)往正確的VLAN;不打tag的包,根據(jù)接口2的PVID值,送到VIDPVID的VLAN里,而此時接口2的PVID2,也恰巧正確的送到了VLAN 2里。所有VLAN的包在跨設(shè)備后,通過不同的方式,都正確的發(fā)往所在的VLAN,于是所有用戶都能正常上網(wǎng),只不過VLAN 2和其它的VLAN途徑有點不同??梢姡O(shè)備兩端的PVID一致時,在解決問題的同時,也把潛在問題給隱藏起來。例如在把S3526隔接為其它設(shè)備時,可能會又造成某個VLAN的用戶上不了網(wǎng),而此時故障原因不容易找到。我們
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