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显性VLAN标志(Explicit VLAN Tagging)

wilton_gao  发表于 2008/9/16 11:52:11      1900 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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自70年代中期以来,以太网已广泛使用。其最大帧长度(不包括前同步字段)总是1518个字节。对于工业自动化应用,这个帧的长度是相当大的,因为大多数携带I/O信息的报文比较短。但是,在经历这些年后,看起来1518个字节似乎仍然不够。为了定义一个普遍能接受的VLAN标志,IEEE 802.1Q委员会决定需增加4个字节,要考虑到站点和中继器能否处理超长帧的问题和这个新标准需求对IEEE 802.3进行修订。至此,我们以前有关帧的最大长度的说法已不再正确,当增加VLAN标志后,帧的最大长度应是1522个字节而不是1518个字节。   


图3: 802.1Q VLAN标准,插入一个4字节的标志到标准以太网帧内。 

  
  IEEE 802.1Q VLAN标志方案称为显性VLAN方案,这与VLAN标志隐含于帧内容是不同的,显性VLAN标志是添加到帧的。4个字节的标志紧接在源地址字段之后和在类型/长度(Type/Length)字段之前(参阅图3)。首先的2个字节称为Tag Protocol Identifier(标志协议标识符),其功能和类型/长度字段很相似。这2个字节的内容为0×1800,它可以被识别为一个VLAN标志,其后的2个字节是Tag Control Information(标志控制信息)。由于帧长度的增加,需要重新计算帧校验序列(FCS),其余的以太网帧则保持不变。除以上变动外,可增加或删去一个VLAN标志而不影响报文的内容和实质,2字节的标志控制信息包括用于IEEE 802.1P优先级的高低(对VLAN来说,没有什么意义)的3个位,称为Canonical Format Indicator(CFI,规则格式指示符)的1个位和用于标识VLAN的12个位,由于使用12位的标识符,因此可允许直到4096个VLAN。所有位均为“1”是保留的,所有位为“0”则指示不存在VLAN关联,其含义是标志只用于指示优先级的高低。除此之外,所有其它的校识符可用来指示一个特定的VLAN以及802.1P报文优先级的高低。

    CFI用于指示帧内的位排列次序,这是与非以太网LAN通信时所面临的问题。由于我们只对以太网LAN感兴趣,因此将CFI位设定为“0”。

     VLAN-unaware终点站和交换机(VLAN-unaware End Station and Switches)因为802.1Q是在发表以太网以后20多年以后才问世的,在这以前,已有相当多的VLAN-unaware设备运行于现场。虽然一个终端站可能会接收到加长的以太帧,但软件驱动器是否会“阻塞,Choke”接收到的一个0×8100以太网协议的标识符,因为它过去从未遇到过?对终端站来说,最好的实施方法是它不会见到VLAN标志,除非它经过改进后能这样做。可以肯定现场已安装的大量传统装置,其终端站是VLAN-unaware,一个VLAN-aware终端站是它能接收和使用802.1Q VLAN标志。因此可将这个终端站称为tag-aware。然而,对交换机来说并不总是对的,一个VLAN-aware交换机能建立起VLAN-port关联,但未必能理解802.1Q标志,Port VLAN交换机就是一个很好的例子,tag-aware交换机不但能理解802.1Q标志,也能建立起VLAN-port关联。

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