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折腾家里的路由器和交换机，VLAN 相关的概念看似容易，然而 pvid, vid, tag 啥的不太清楚具体作用，网上查的文章越看越一团粥。有些过于细节拉拉杂杂一堆，非专业的难于读懂；有些也许自己搞明白了文字表述不清；还有些也许写的人自己也搞不明白。拜读下来，这两篇算是讲得清楚一点的。
802.1Q VLAN 技术原理---理解 PVID 和 VID --注 1
转 Trunk、Hybrid、Access、Tag、Untag、Pvid 的关系
自己总结一下，希望能简单，通俗易懂，结果可能是又做了个混乱的解读。
VLAN，虚拟局域网络，是交换机一项功能，可以在逻辑上把交换机端口划分为不同的局域网，这些逻辑上的局域网就是 VLAN, 每个 VLAN 用唯一的标识数字 VID 来区分。
VLAN 的实现原理很简单，就是在原有的网络底层的的每个数据帧上附加一个 VID 的标记，这就是所谓的 Tag。交换机根据数据帧里的 VID，和端口属于哪个 VLAN，决定数据帧是否可以进出那个端口。
然而悲催的是，传统局域网先于 VLAN 出现。所以大量的设备不打 Tag。首先是所有终端设备，例如 PC, 移动设备等不会打 Tag ；其次交换机之间，有些交换机也不支持 VLAN。另外，交换机也需要一个机制管理端口和 VLAN 的关系。所以，问题就在于怎样打 Tag, 怎样移除 Tag。
数据帧上打过 VID 标记的，叫 TAGED 数据帧，携带有 VLAN 信息；没有 VID 的，叫 UNTAGED 数据帧，没有携带 VLAN 信息。正常和 PC 等终端设备通信的数据帧，都是 UNTAGED 的，没有 VLAN 信息。交换机内部、交换机之间、交换机和路由器之间，才会有 TAGED 的数据帧。交换机之间、交换机和路由器之间也可以用 UNTAGED 的数据帧。
交换机的端口可以分为内外两侧，对外侧，通过网线连接其他设备，收发外部的数据；对内侧，抛给交换机内部的处理芯片，把数据转发到目标端口。
一个端口可以归属多个不同的 VLAN，但是只能选一个做缺省 VLAN。端口在外部收发的 UNTAGED 的数据帧，没有 VLAN 信息，交换机自动分配到缺省 VLAN。因为缺省 VLAN 的设计，PC 电脑可以正常的和交换机通信，而不需要理解 VLAN 的存在。
对于缺省 VLAN，由于端口从外部接收的数据是没有 VID 信息，所以端口对内抛送数据帧到交换机内部电路时，需要添加一个 VID 后参与内部交换。这个 VID 就是缺省 VLAN 的 ID，通过端口的 PVID 属性来指定，也就是说端口的 PVID 属性要和端口的缺省 VLAN 的 ID 一致。
另一个方面，缺省 VLAN 数据帧，端口对外部发送出时都没有 VID 信息。而交换机内部数据帧都是有 TAG 的，所以端口往外部发送缺省 VLAN 的数据帧时，原有的 TAG 需要移除。端口另外有一个属性 TAGED/UNTAGED，端口可按 VLAN 控制某个 VLAN 的数据帧往外部发送时是否保留 TAG。端口在缺省 VLAN 上的属性值设为 UNTAGED，表示端口对外发送数据要移除 VID 信息。通常一个端口只能在缺省 VLAN 设置为 UNTAGED，其余 VLAN 设置为 TAGED。
另外有说法，端口往外部发送数据帧时，先判断数据帧的 VID 是否等于端口的 PVID，若 VID==PVID，则移除数据帧的 TAG 再发送。这并不矛盾，端口的 PVID 为缺省 VLAN 的 VID，缺省 VLAN 是 UNTAGED 的。某些设备支持 Hybrid 端口类型，允许多个 VLAN 外发数据帧不打 TAG，这种情况下多个 VLAN 设置了 UNTAGED。
综上：
- 若端口只和 PC 等终端设备连接。端口只属于一个缺省 VLAN，终端设备的数据在进出端口时，自动打上 /移除缺省 VLAN 的 VID。这是一般的 Access 端口。
- 若端口和其他交换机连接，一个端口可以汇集多个 VLAN 的数据。端口可以属于多个 VLAN，但只能有一个缺省 VLAN。端口的 PVID 为缺省 VLAN 的 VID，同时缺省 VLAN 上也要设为 UNTAGED。数据在进出端口时，缺省 VLAN 的数据自动添加 /移除缺省 VLAN 的 VID。其他 VLAN 的数据，检查数据帧里的 VID 是否包含在端口归属 VLAN 的列表，是允许通过，携带原有 TAG 信息；不是则丢弃。这是 Trunk 口。
- Hybrid 口是一种特殊的端口类型。接收数据和 Trunk 相同；往外发送数据，允许多个 VLAN 的数据帧不打 TAG。
最后，以上为仅为拉拉杂杂的学习后的纸面总结。因为 802.1Q 标准的存在，有了学习的方向。各设备厂商具体实现各显神通。没接触过专业设备，就家用和 Soho 级的交换机而言，能有几分按标准支持呢。譬如网件的这个说明《简单网管交换机的 VLAN 功能设置及应用》其中的“一、端口 VLAN ”, 我没法用上面理论解释。只能解释，他是另外一个机制 :joy:
注 1：许多内容来自这篇不知出处的文章《关于 VLAN-Tag 》
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iwtbauh 2018-12-10 20:48:16 +08:00 via Android
其实 vlan 说白了就是将单一接口映射到多个网络。
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goodryb 2018-12-11 08:34:51 +08:00 via iPhone
和终端没关系呀，为啥说手机电脑不支持 vlan，搞笑了
楼主可以先去了解下 osi 七层模型 vlan 简单来说就是通过逻辑划分来复用交换机 |
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atuocn OP @goodryb 我说了终端不支持 vlan 了么？我说的是终端不会打 tag。 终端设备是 VLAN-unaware，不感知 vlan 存在的。如果你了解 osi 七层模型的精神的话，就会知道上层设备是不需要了解下层设备的实现细节。终端是不需要理解 vlan 的存在的，只需交换机提供链路服务就好了。
vlan 的的原理和概念是很简单。我只是读了一些文章，讲不清 pvid,vid, tag, untag，和为什么有这些东西存在。自行总结一下而已。 |
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goodryb 2018-12-11 12:44:05 +08:00
@atuocn #3 看你这答复似乎是了解一些网络的知识，那强调终端不会打 tag 是什么意思？ 这个难道不是 vlan 才需要的？
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atuocn OP @goodryb 好吧。我只是总结一下，设计缺省网络的一个原因是有许多不打 tag 设备。毕竟大家都会打 tag 的话，就没有 tag, untag 之说了。就不会有 pvid, 端口的 untag 属性存在的必要了。我强调的是“因为缺省 VLAN 的设计，PC 电脑可以正常的和交换机通信，而不需要理解 VLAN 的存在”
我初次接触 pvid, untag 概念，读了几篇文章也没懂。我说过，这是我读了几篇文章总结。 也许你很强，也没有必要用“搞笑”，“似乎”这样的词汇来沟通吧。 |
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benmaowang 2018-12-11 23:00:38 +08:00
终端也可以打 tag，但没有意义。因为 VLAN 是为了隔离二层广播域的，在交换机这种有多个端口用来二层交换的设备上才有意义。
其实除了 VLAN 和 VID，其它那一大堆名词都是设备厂商搞出来的。比如思科交换机只有 trunk 和 access 模式，而华为的就多了一个 hybrid 模式，大概算是那两个的混合体。 本质上，对交换芯片来说，从一个端口收到报文后，转发处理的逻辑很简单，同一 VLAN 的可转发，报文从端口发出去时，根据配置决定去不去 tag。 网件的“一、端口 VLAN ”就很好理解了。 端口 7 和 8 属于 VLAN 1、2、3。所有这三个 VLAN 的报文都可以从两个端口过。 端口 1~3 属于 VLAN 2，所以这三个端口之间可通信，也可与端口 7 和 8 通信（同属于 VLAN 2 ）。 端口 4~6 属于 VLAN 3，所以这三个端口之间可通信，也可与端口 7 和 8 通信（同属于 VLAN 3 ）。 这个场景中，交换机连接的都是终端，所以出去的报文肯定都是 untag 的。 如果按照思科的配法，那就是端口 1~3 是 access 模式，pvid 2。端口 4~6 也是 access 模式，pvid 3。端口 7 和 8 是 trunk 模式，允许 1、2、3，且 untag 1、2、3。 |
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nfroot 2018-12-12 10:35:39 +08:00
最近接触了三层交换机，也看了下 Openwrt，虽然有图解，也有点难记。。不过慢慢也接受了。。。其实好简单的。。。
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atuocn OP @nfroot 是的，我也是弄 Openwrt，再百度 pvid tag 啥意思。如果没有系统的学习，网上各种零散信息，难理解。弄清楚了是很简单的。
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atuocn OP @benmaowang 感谢！
我的疑惑是，按网件手册解释： vlan id | 端口成员 ------------------------------------------ 01 | 07 08 02 | 01 02 03 07 08 03 | 04 05 07 08 就象你说的，所有端口，肯定出去的报文都是 untag 的。端口 07，08 的 pvid 应该是 1 吧，那么从 07,08 口流入的数据，就应该是 vlan 01 的，交换机为啥会把报文交换给属于 vlan 02 的 01 口呢？这边并没有明显的地方，暗示 01 端口允许 vlan 02 的数据。当然反过来，按上表的示意，01 口进入的数据，可以交换到 07，08 口。但是通信应该是双向的啊，不能单边嘛。 我注意到他的配置界面上，这种叫端口 VLAN ；另外有单独的 802.1Q VLAN 配置界面。所以猜测，它的端口 VLAN 是另一个机制。 |
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benmaowang 2018-12-13 08:32:19 +08:00  1
@atuocn 端口 07 和 08 没有什么 pvid，它们相当于 trunk 口。假如这两个端口进来的一个广播或未知单播报文，会向所有 VLAN 1、2、3 的端口广播。
另外那个 802.1Q VLAN 配置界面，是指的交换机级联的应用场景，这时从端口 08 出去的报文是带 tag 的。 |
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atuocn OP @benmaowang 感谢！
这可以解释结果。 但是我想，pvid 应该还是会有的吧。因为交换机内部，不会有的帧打 tag，有的帧不打 tag，这对内部交换逻辑太复杂了。可能在这里他特殊处理了，象你说的，这两个端口进来的一个广播或未知单播报文，会向所有 VLAN 1、2、3 的端口广播。 还有个可能性，毕竟是 soho 级的简单网管交换机。概念太复杂了不好用。也许他就是简单按端口分组，内部都没有 tag。然后，直接按端口分组，划在一组的就广播。 |
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