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相关知识点:3个
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IEEE 802.1Q协议将4字节的VLAN标签,添加到传统的以太网帧的目的MAC地址字段和协议类型字段(在IEEE 802.3协议中属于帧的长度字段)之间。其中包含有一个2字节大小的VLAN ID号“即TCI字段”用来标志各个VLAN,如下图所示。
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(1)前同步码(Preamble,Pre)。该字段长7字节。Pre字段中1和0交互使用,接收站通过该字段知道导入帧,并且该字段提供了同步化接收物理层帧接收部分和导入位流的方法。
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(2)起始定界符(Start-of-Frame Delimiter,SFD)。该字段长1字节。字段中1和0交互使用,结尾是两个连续的1,表示下一位是利用目的地址的重复使用字节的重复使用位。
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(3)目的地址(Destination Address,DA)。该字段长6字节。DA字段用于识别需要接收帧的站。
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(4)源地址(Source Addresses,SA)。该字段长6字节。SA字段用于识别发送帧的站。
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(5)协议标识符(Tag Protocol Identifier,TPI)。2字节协议标识符以太网为0X8100(十六进制)。
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(6)规范标识符(Tag Canonical Identifier,TCI)。该字段长2字节,为标签控制信息字段,包括用户优先级(User Priority)、规范格式标识符(Canonical Format Indicator,CFI)和VLAN ID三个部分。
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.User Priority:定义用户优先级,包括8个(2的三次方)优先级别。
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.CFI:以太网交换机中,规范格式指示器总被设置为0。由于兼容特性,CFI常用于以太网类网络和令牌环类网络之间,如果在以太网端口接收的帧具有CFI,那么设置为1,表示该帧不进行转发,这是因为以太网端口是一个无标签端口。
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.VID:VLAN ID是对VLAN的识别字段,在标准802.1Q中常被使用。该字段为12位。支持4096(212)VLAN的识别。在4096可能的VID中,VID=0用于识别帧优先级。4095(十六进制FFF)作为预留值,所以VLAN配置的最大可能值为4094。
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(7)Type/Length。该字段长2字节。如果是采用可选格式组成帧结构时,该字段既表示包含在帧数据字段中的MAC客户机数据大小,也表示帧类型ID。
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(8)Data。是一组n(46≤n≤1500)字节的任意值序列。帧总值最小为64字节。其中FCS(Frame Check Sequence)占4字节。该序列包括32位的循环冗余校验值,由发送MAC方生成,通过接收MAC方进行计算得出以校验被破坏的帧。
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很多PC和打印机的网卡并不支持802.1Q,一旦它们收到一个标签帧,它们会因为读不懂标签而丢弃该帧。在802.1Q中,用于标签帧的最大合法以太帧大小已由1518字节增加到1522字节,这样就会使网卡和旧式交换机由于帧“尺寸过大”而丢弃标签帧。
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对于每一个到来的VLAN帧,网桥或交换机将根据查找过滤数据库的结果决定该帧归属于哪一个VLAN、将从哪个接口被转发出去。一旦网桥或交换机决定了某个数据帧的下一步去向,它就得决定是否需要给这个数据帧加标签。具体实现包括以下三个过程:
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(1)接收过程:负责接收数据包,数据包可以是带标签头的,也可以不带标签头。如果不带,交换机会根据该端口所属的VLAN添加上相应的标签头。
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(2)查找/路由过程:根据数据包的目的MAC地址、VLAN标识,查找过滤数据库中注册的信息,以决定把数据包发送到哪个端口。
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(3)发送过程:将数据包发送到以太网段上,如果该网段的主机不能识别802.1Q标签头,则在出端口前将该标签头去掉;如果是发送到互连其他交换机的端口,则标签头一般不去掉。
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