虛擬局域網(wǎng)（VLAN）是指位于一個(gè)或多個(gè)局域網(wǎng)的設備經(jīng)過(guò)配置能夠像連接到同一個(gè)信道一樣進(jìn)行通信，而實(shí)際上它們分布在不同的局域網(wǎng)段中。由于 VLAN 基于邏輯連接而不是物理連接，所以它可以提供靈活的用戶(hù)/主機管理、帶寬分配以及資源優(yōu)化等服務(wù)。
從技術(shù)角度講，VLAN 一般有以下四種劃分方法：
- 基于端口的 VLAN：為每個(gè)物理交換端口配置一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)列表標示其 VLAN 成員關(guān)系。
- 基于 MAC 地址的 VLAN：為交換機配置一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)列表，將各個(gè) MAC 地址映射到 VLAN 成員關(guān)系。
- 基于協(xié)議的 VLAN：為交換機配置一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)列表，將第三層協(xié)議類(lèi)型映射到 VLAN 成員關(guān)系，這樣就可以過(guò)濾掉來(lái)自于像使用 IPX 的終端站的 IP 流量。
- ATM VLAN：使用 LAN 仿真（LANE）協(xié)議將以太網(wǎng)數據包映射到 ATM 信元上，并通過(guò)以太網(wǎng) MAC 地址映射到 ATM 地址的方式將數據包發(fā)送到目的地。
IEEE 802.1Q 規范為標識帶有 VLAN 成員信息的以太幀建立了一種標準方法。IEEE 802.1Q 標準定義了 VLAN 網(wǎng)橋操作，從而允許在橋接局域網(wǎng)結構中實(shí)現定義、運行以及管理 VLAN 拓樸結構等操作。 802.1Q 標準主要用來(lái)解決如何將大型網(wǎng)絡(luò )劃分為多個(gè)小網(wǎng)絡(luò )，如此廣播和組播流量就不會(huì )占據更多帶寬的問(wèn)題。此外 802.1Q 標準還提供更高的網(wǎng)絡(luò )段間安全性。
IEEE 802.1Q 完成以上各種功能的關(guān)鍵在于標簽。支持 802.1Q 的交換端口可被配置來(lái)傳輸標簽幀或無(wú)標簽幀。一個(gè)包含 VLAN 信息的標簽字段可以插入到以太幀中。如果端口有支持 802.1Q 的設備（如另一個(gè)交換機）相連，那么這些標簽幀可以在交換機之間傳送 VLAN 成員信息，這樣 VLAN 就可以跨越多臺交換機。但是，對于沒(méi)有支持 802.1Q 設備相連的端口我們必須確保它們用于傳輸無(wú)標簽幀，這一點(diǎn)非常重要。很多 PC 和打印機的 NIC 并不支持 802.1Q ，一旦它們收到一個(gè)標簽幀，它們會(huì )因為讀不懂標簽而丟棄該幀。在 802.1Q 中，用于標簽幀的最大合法以太幀大小已由 1，518 字節增加到 1，522 字節，這樣就會(huì )使網(wǎng)卡和舊式交換機由于幀“尺寸過(guò)大”而丟棄標簽幀。
協(xié)議結構
以太網(wǎng)中的 IEEE 802.1Q 標簽幀格式：
| 7 | 1 | 6 | 6 | 2 | 2 | 2 | 42-1496 bytes | 4 bytes |
| Preamble | SFD | DA | SA | TPID | TCI | Type Length | Data | CRC |
- Preamble（Pre） － 7字節。Pre 字段中1和0交互使用，接收站通過(guò)該字段知道導入幀，并且該字段提供了同步化接收物理層幀接收部分和導入比特流的方法。
- Start-of-Frame Delimiter（SFD） － 1字節。字段中1和0交互使用，結尾是兩個(gè)連續的1，表示下一位是利用目的地址的重復使用字節的重復使用位。
- Destination Address（DA） － 6字節。DA 字段用于識別需要接收幀的站。
- Source Addresses（SA） － 6字節。SA 字段用于識別發(fā)送幀的站。
- TPID － 值為8100（hex）。當幀中的 EtherType 也為8100時(shí)，該幀傳送標簽 IEEE 802.1Q/802.1P。
- TCI － 標簽控制信息字段，包括用戶(hù)優(yōu)先級（User Priority）、規范格式指示器（Canonical Format Indicator）和 VLAN ID。
- User Priority：定義用戶(hù)優(yōu)先級，包括8個(gè)（2^3）優(yōu)先級別。IEEE 802.1P 為3比特的用戶(hù)優(yōu)先級位定義了操作。
- CFI：以太網(wǎng)交換機中，規范格式指示器總被設置為0。由于兼容特性，CFI 常用于以太網(wǎng)類(lèi)網(wǎng)絡(luò )和令牌環(huán)類(lèi)網(wǎng)絡(luò )之間，如果在以太網(wǎng)端口接收的幀具有 CFI，那么設置為1，表示該幀不進(jìn)行轉發(fā)，這是因為以太網(wǎng)端口是一個(gè)無(wú)標簽端口。
- VID：VLAN ID 是對 VLAN 的識別字段，在標準 802.1Q 中常被使用。該字段為12位。支持4096（2^12） VLAN 的識別。在4096可能的 VID 中，VID＝0 用于識別幀優(yōu)先級。 4095（FFF）作為預留值，所以 VLAN 配置的最大可能值為4094。
- Length/Type － 2字節。如果是采用可選格式組成幀結構時(shí)，該字段既表示包含在幀數據字段中的 MAC 客戶(hù)機數據大小，也表示幀類(lèi)型 ID。
- Data － 是一組 n（46=< n =<1500）字節的任意值序列。幀總值最小為64字節。
- Frame Check Sequence（FCS） － 4字節。該序列包括32位的循環(huán)冗余校驗（CRC）值，由發(fā)送 MAC 方生成，通過(guò)接收 MAC 方進(jìn)行計算得出以校驗被破壞的幀。
