VLAN中继和封装概述
**虚拟局域网（VLAN）是计算机网络中在数据链路层（OSI第二层）被分割和隔离的任何广播域。**LAN是局域网的意思，而虚拟，在名称上坚持了从逻辑上分离网络广播域的概念。广播域是一个在逻辑上被划分的网络，使网络中的所有节点都能通过数据链路层的广播到达对方。*VLAN的功能是用VLAN标签来标记每个帧，并设计网络，使其在执行路由和转发时考虑到这些标签。*通过给帧分配标签，人们可以创建一个计算机网络的外观和功能，该网络在物理上是一个单一的网络，但在行为上却好像是分裂在不同的网络中。简单地说，VLAN在一个网络中隔离了流量。
什么是VLAN中继？
有两种方法对网络设备上启用VLAN的端口进行分类。
- 无标记或本地端口
- 标记或中继端口
网络端口是一个设备用来发送和接收流量的通信端点。
本地端口接受来自单一VLAN的流量，用于连接终端设备，如路由器、服务器、终端等。它们不需要容纳额外的识别标签，因为它们参与了与单一终端设备的流量交换。因此，被称为无标签的端口。它们也被称为接入端口。 主干端口用于传递来自多个VLAN的流量，用于连接交换机。为了区分来自不同VLAN的帧，中继端口在帧上添加识别标签。因此被称为标签端口。 干线是两个网络设备之间的点对点链接，携带一个以上的VLAN。
在上图中，设备1和2已经与交换机1建立了本地VLAN。同样，设备3和4也与交换机2建立了Native VLAN。请注意，本地VLAN传输的是无标记的帧。然而，当这些无标记的帧到达干线端时，它们需要被标记，以确保干线另一端的交换机可以将帧转发到正确的目的地。因此，有主干端口的交换机在帧上添加标签以进行识别--这一过程通常被称为VLAN封装。交换机1用VLAN ID 1标记它从设备1收到的所有帧，因为设备1属于VLAN 1，然后在主干上转发这些帧。同样地，它对来自设备2的所有帧用VLAN ID 2进行标记。交换机2在收到标记的帧时，会对它们进行解封装，以检查它们的目的地是哪个VLAN，并相应地转发它们。VLAN1的流量不会被VLAN2的设备看到，因为第二层的单播、组播和广播流量不会跨越VLAN的边界。
什么是VLAN封装？
当一个交换机端口被配置为中继端口时，它会在帧在交换机之间移动时添加唯一的识别标签--802.1Q标签或交换机间链接（ISL）标签。
IEEE802.1Q，通常被称为DOT1Q或1Q，是支持IEEE 802.3以太网上虚拟局域网（VLAN）的网络标准。它是最广泛使用的VLAN标记的封装方法。
注：IEEE 802.3是一个标准，规定了有线以太网连接（一般称为LAN）的物理层和媒体访问控制（MAC）层的特性。它也被称为以太网标准。
dot1Q帧标准在原始以太网帧中容纳了一个VLAN标签。这个VLAN标签有4个字节长，由下面讨论的字段组成。
- 标签协议ID（TPID）。该字段用于识别帧为IEEE 802.1q帧。该值被设置为0x8100。
- 优先级(PRI)：这个字段表示帧的优先级。也称为优先级代码点（PCP）。关于优先级水平，请看此链接。
- Canonical Format Indicator(CFI)。现在被称为丢弃资格指标(DEI)，这个字段和PCP一起被用来指示在拥堵期间可以丢弃的帧。
- VLAN ID。这个ID对每个VLAN来说是唯一的，有助于识别当前帧属于哪个VLAN。这个字段是12位长。因此，1dotQ支持2^12，即在一个以太网网络上有4096个唯一的VLAN。
由于802.1q封装在以太网帧中插入了一个额外的字段，帧检查序列（FCS）被重新计算。 所有交换机都支持802.1q封装。
*VLAN的实施表明，整个网络的性能、可扩展性和安全性都得到了提高。*在网络中使用VLANs有几个原因，但最突出的是流量管理。只要一个局域网的分支和扩散有越来越多的终端设备和网络设备，广播的频率就会相应增加。网络被数据严重拥堵的几率也同时增加。如前所述，VLANs分离了网段并限制了广播流量。为了让被VLAN隔开的两个子网进行通信，需要一个第三层设备。即使属于不同VLAN的设备的两个端口希望进行通信，它们也需要由第三层路由设备进行调解。它们的流量基本上也会被隔离。因此，VLAN必须在网络中战略性地使用，以避免循环、过载和第三层网络设备的冗余使用。
