在《車載以太網(wǎng)交換機(jī)入門基本功（2）》中提到，報(bào)文通過攜帶Tag字段，表明報(bào)文所屬的VLAN。本文將介紹攜帶Tag報(bào)文在VLAN下的轉(zhuǎn)發(fā)過程。而在實(shí)際轉(zhuǎn)發(fā)過程中，交換機(jī)的端口屬性起到關(guān)鍵作用。
交換機(jī)端口屬性
交換機(jī)的端口屬性包括三大屬性：VID、PVID、Tag/Untag。
· VID
端口所屬的VLAN。只有處在同一個(gè)VLAN下才能通信。當(dāng)攜帶特定VID的廣播報(bào)文發(fā)送至交換機(jī)時(shí)，交換機(jī)會(huì)查詢端口的VID屬性，轉(zhuǎn)發(fā)到具有同一個(gè)VID屬性的端口。同一個(gè)端口可以同時(shí)處在不同VLAN下，即一個(gè)端口的VID屬性可能有多個(gè)；而不同端口也可以在同一個(gè)VLAN下，即同個(gè)VID下也可能有多個(gè)端口。
· PVID
Port VLAN ID，端口的入口屬性。當(dāng)不帶tag的報(bào)文進(jìn)入交換機(jī)時(shí)，端口會(huì)給報(bào)文加上tag，加上的VID是該端口的PVID值。不同于VID屬性，一個(gè)端口只能有一個(gè)PVID屬性。PVID屬性使得交換機(jī)內(nèi)部的報(bào)文都帶tag。
· Tag/Untag
端口的出口屬性，決定了從交換機(jī)端口發(fā)出的報(bào)文是否攜帶tag。Tag 屬性會(huì)保留報(bào)文的tag，Untag屬性會(huì)剝除報(bào)文的tag。
報(bào)文從進(jìn)入交換機(jī)、轉(zhuǎn)發(fā)、從交換機(jī)發(fā)出的過程中，都受到這三個(gè)屬性的影響——PVID影響進(jìn)入過程；VID影響轉(zhuǎn)發(fā)過程；而Tag/Untag影響發(fā)出過程。
轉(zhuǎn)發(fā)過程
涉及到發(fā)送、轉(zhuǎn)發(fā)和接收三個(gè)過程。下面將著眼于報(bào)文在這三個(gè)過程中的變化，細(xì)致了解VLAN是如何起到限制廣播域的作用。
· 轉(zhuǎn)發(fā)
設(shè)備發(fā)出的報(bào)文分為帶tag和不帶tag兩種，都會(huì)發(fā)送到交換機(jī)上。
根據(jù)報(bào)文是否帶tag，交換機(jī)的處理方式有兩種：
- 不帶tag報(bào)文進(jìn)入交換機(jī)時(shí)，會(huì)根據(jù)交換機(jī)端口的PVID屬性，加上相應(yīng)的tag，之后按照帶tag報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
- 帶tag報(bào)文進(jìn)入交換機(jī)后，根據(jù)tag轉(zhuǎn)發(fā)到具有相同VID屬性的端口上，從該端口向外轉(zhuǎn)發(fā)。
· 接收
根據(jù)報(bào)文tag，從相同VID屬性的端口上向外轉(zhuǎn)發(fā)。交換機(jī)向外轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，根據(jù)端口的Tag/Untag屬性，決定向外發(fā)送的報(bào)文是否攜帶tag。
以下圖的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)為例：首先，不帶tag報(bào)文進(jìn)入交換機(jī)端口1，端口1根據(jù)自身的PVID屬性，給報(bào)文加上tag；接著，根據(jù)報(bào)文tag的VID，查詢具有相同VID屬性的端口（這里是端口2），發(fā)給端口2；最后，端口2根據(jù)自身的Tag/Untag屬性，對(duì)報(bào)文的tag進(jìn)行保留/剝除處理，并把報(bào)文從端口2發(fā)出。
圖 攜帶VLAN的MAC報(bào)文格式
以上的轉(zhuǎn)發(fā)過程能夠保證同一VLAN下的正常通信，并隔離不同VLAN的通信?？雌饋頍o懈可擊，但其中存在一個(gè)小問題：當(dāng)端口收到帶tag報(bào)文，其VID和端口的VID屬性不一致時(shí)，交換機(jī)會(huì)采取什么措施嗎？答案是：如果沒有特殊設(shè)置，交換機(jī)照收不誤。因?yàn)樵谏鲜鯲LAN轉(zhuǎn)發(fā)過程中，著重關(guān)注的是報(bào)文“去向何處”，而對(duì)于報(bào)文是否來自同一VLAN下的設(shè)備，并不太在意，這就容易造成“敵我不分”。過多的非同一VLAN下的報(bào)文進(jìn)入交換機(jī)，會(huì)影響交換機(jī)處理效率，導(dǎo)致通信受阻；更甚者，一旦線路被攔截并偽造信息，這些信息無阻礙的進(jìn)入交換機(jī)后，很可能發(fā)送到其他設(shè)備上，造成無法估量的損失。因此，對(duì)進(jìn)入交換機(jī)的報(bào)文，應(yīng)該進(jìn)行一定的審查，這就是端口過濾功能：進(jìn)門前先對(duì)暗號(hào)！
開啟端口過濾功能后，上圖的轉(zhuǎn)發(fā)過程中，報(bào)文從端口1進(jìn)入交換機(jī)的過程發(fā)生變化：端口1先提取報(bào)文的VID，判斷自身的VID屬性是否存在該值，如果存在則接收，報(bào)文順利進(jìn)入交換機(jī)；否則丟棄報(bào)文。這樣確保報(bào)文的發(fā)送和接收都來自同一VLAN，提高安全性和效率。
端口過濾功能還可以針對(duì)源地址和目的地址進(jìn)行設(shè)置，過濾特定的MAC地址，保證線路的專用性。
通過VLAN ID、端口屬性和端口過濾功能，能夠?qū)崿F(xiàn)廣播域的有效限制。但是，當(dāng)多個(gè)報(bào)文需要進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)擁塞情況。此時(shí)，前文提到的PCP優(yōu)先級(jí)就可以派上用場(chǎng)！在《車載以太網(wǎng)交換機(jī)入門基本功（4）》中將詳細(xì)介紹，這也是該系列的最后一篇，敬請(qǐng)期待！
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