《全光网络接入技术与应用（微课版）》高职全套教学课件

项目一

数据网络基础全套可编辑PPT课件项目1数据网络基础项目2GPON关键技术项目3GPON设备配置项目4业务开通及配置项目5GPON设备故障处理目录01

项目引入02

项目实施03

项目小结04

项目考核PARTONE项目引入项目引入项目背景A通信技术有限公司作为企业级网络解决方案提供商，其核心业务聚焦于高可靠性的企业园区网络部署与运维，尤其需要通过配合运营商二层专线或其他承载网络，实现跨地域二层业务延伸，这对网络运维人员的技术能力提出了明确要求。学习目标项目实施项目小结项目考核项目引入项目引入小王作为网络运维团队的新成员，将通过本项目系统掌握：TCP/IP协议栈的组成与配置、以太网交换机的MAC地址学习、VLAN的划分，以及QinQ技术在运营商级网络中的双层标签封装原理与应用场景，

从而具备独立完成企业级网络规划与故障排查的能力。项目实施项目小结项目考核项目引入学习目标①培养网络工程师的职业规范意识。②‌强化团队协作与沟通能力。③培养终身学习与技术更新意识。‌④渗透网络空间安全意识。学习目标素质目标项目实施项目小结项目考核项目引入①掌握TCP/IP四层模型的核心功能，了解各层数据封装解封装的基本思想。②了解IPv4传统A/B/C类分类编址的历史概念，掌握CIDR子网划分方法，能够计算给定场景下的子网掩码与可用地址范围。③掌握VLAN的三种端口类型（Access/Trunk/Hybrid）及作用，理解802.1Q标签帧结构（TPID/TCI字段）。④理解QinQ技术的双层标签封装原理（S-VLAN与C-VLAN），掌握其典型应用场景（如企业VPN透传、多租户隔离）。学习目标知识目标项目实施项目小结项目考核项目引入①能使用模拟器（如eNSP、PacketTracer）完成交换机基础配置。②能使用Wireshark捕获并解析关键协议。③能根据企业需求设计子网划分方案。④能实现基础QinQ部署。学习目标能力目标项目实施项目小结项目考核项目引入PARTTWO项目实施任务1-1IP地址配置项目实施项目实施项目小结项目考核项目引入任务1-1IP地址配置任务描述某公司设有北京、上海两个办事处，每个办事处均设置人事部、财务部两个部门。人事部单网段最多接入62台终端，财务部单网段最多接入74台终端。共划分4个子网，为各部门完成CIDR子网规划，配置IP、子网掩码与网关，实现全网互通，所有终端能够访问公司网站服务器。图1.1

IP地址配置实验拓扑图任务要求使用ENSP完成仿真组网。根据终端规模完成4个子网的CIDR地址规划，所有PC配置IP地址、子网掩码、网关。部署公司网站服务器，全部终端可以访问公司网站服务。完成连通性验证任务1-1IP地址配置任务目标了解IPv4A/B/C类历史编址概念；掌握CIDR无类子网划分，根据终端数量计算子网掩码、可用主机范围。能够为多子网场景规划IP地址、配置终端IP、子网掩码、网关。

掌握网络连通性测试方法，能够验证终端访问业务服务器。任务实施步骤1：进入ENSP，新建一个拓扑图，所有的设备连接好。任务1-1IP地址配置图1.2

IP地址配置实验拓扑图任务实施步骤2：根据各部门终端数量完成子网演算，填写地址规划表，确定每个子网网段、子网掩码、网关。任务1-1IP地址配置所属子网VLAN编号网段地址子网掩码前缀长度网关地址可用主机数上海人事VLAN1092/2662上海财务VLAN2028/25126北京人事VLAN1092/2662北京财务VLAN2028/25126网站服务器‑/24254任务实施步骤3：点开PC，给每个PC都设置一个IP地址和子网掩码。任务1-1IP地址配置图1.3

给PC配置IP地址和子网掩码任务实施步骤4：进入命令行，查看每台电脑是否可以互相通信。任务1-1IP地址配置图1.4

测试PC间是否可以正常通信任务实施步骤5：业务验收验证任务1-1IP地址配置测试项测试操作预期结果测试结果同子网互通同部门PC互相ping网络连通无丢包上海↔上海跨VLAN互通上海人事ping上海财务三层转发正常连通上海↔北京跨办事处互通上海PCping北京PC跨地点子网可达全网访问网站服务器各子网PCping网站服务器IP0全部终端可访问服务器

思考题（1）请你在自己的电脑上找出你的IP地址。（2）请你在自己的电脑上尝试PING其他的IP地址。任务1-1IP地址配置1.1.1OSI参考模型

为保证通信的正常运行，就必须做好一些规定，确保通信的双方都遵循并执行这些规定。例如发电报时，必须首先规定好报文的传输格式，什么表示启动，什么表示结束，出了错误怎么办，如何表示发报人的名字和地址，这些预先定义好的格式及约定就是协议。1.1.1OSI参考模型

可以把整个网络设备的通信比作是快递，快递不仅仅是有寄出人和收货人（终端），以及快递公司（信道）和快递员（交换设备）。

1.1.1OSI参考模型

为了解决网络之间的兼容性问题，帮助各个厂商生产出可兼容的网络设备，国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization）于1984年发布ISO7498首版。OSI模型很快成为计算机网络通信的基础模型。1.1.1OSI参考模型

如图1.5所示，OSI参考模型将整个网络的通信功能分成7层，由低至高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

每一层都有各自特定的功能，并且上一层能利用下一层所提供的功能和服务。图1.5

OSI七层模型1.1.1OSI参考模型（1）物理层

物理层是OSI参考模型的最底层，它利用传输介质为数据链路层提供物理连接，主要提供机械和电气接口，包括电缆、物理端口和附属设备，如双绞线、同轴电缆、接线设备（如网卡等）、RJ-45接口、串口和并口等。物理层提供的服务包括：物理连接和数据电路标识。

物理层的主要作用为实现相邻节点之间比特数据流的透明传送，尽可能屏蔽具体传输介质和物理设备的差异（如不同品牌如华为和锐捷之间的设备可以相互连接）。利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接和比特流服务。1.1.1OSI参考模型（1）物理层

物理层的常见设备是集线器如图1.6所示，集线器（hub）属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的"智能记忆"能力和"学习"能力。它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。

也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。图1.6

集线器1.1.1OSI参考模型（2）数据链路层数据链路层的核心职责是确保数据在直接相连的网络节点间可靠传送。它在物理层提供的粗糙比特流传输服务基础上，增加了必要的错误控制与流量管理功能，从而为网络层构建了一个稳固、无差错的逻辑链路。数据链路层协议操作的基本单位是数据帧。1.1.1OSI参考模型（2）数据链路层

数据链路层的常见设备为交换机，如图1.7所示。交换机是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。

交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。实际上，交换机有时被称为多端口网桥。图1.7

交换机1.1.1OSI参考模型（3）网络层

网络层主要负责跨越不同子网的数据传输，其核心任务是解决数据包（分组）从源节点到目的节点的路径选择问题。它通过运行路由选择算法，为数据包确定最优或合适的传输路径，确保发送端传输层递交的数据能够准确无误地根据目的地址送达接收端。该层的基本传输单元被称为分组或包。

网络层的主要作用为选择合适的路由，使发送站传输层所传下来的数据能够正确无误地按地址送到目的站。网络层的传输单元被称为分组（或称包）。1.1.1OSI参考模型（3）网络层网络层中的常见设备为以下两种：①路由器（如图1.8图1.9所示）。它专门用于连接多个逻辑独立的网络或子网。当数据需要从一个子网传输到另一个子网时，路由器依据其维护的路由表执行路由功能，判断目标网络地址并选择最优的IP路径。路由器能够互联采用不同分组格式和介质访问方法的异种子网，它仅根据源站或其他路由器提供的信息进行操作，是实现网络层互联的关键硬件。图1.8

家庭常见路由器图1.9

企业级路由器1.1.1OSI参考模型（3）网络层网络层中的常见设备为以下两种：②三层交换机。它的主要设计目标是加速大型局域网内部的数据交换效率。其路由功能也服务于这个核心目标，能够实现“一次路由，多次转发”。三层交换机利用硬件高速处理规律性的数据包转发任务，而将路由信息更新、路由表维护、路由计算与确定等更复杂的逻辑处理交由软件完成，从而在保持必要路由能力的同时显著提升局域网内部的交换速度。1.1.1OSI参考模型（4）传输层

传输层旨在提升网络层提供的服务质量，专注于在通信端点之间实现可靠的数据传送。它致力于解决数据跨越网络传输时可能出现的质量问题，确保信息能够准确、有序地从源端送达目的端。

在OSI模型中，传输层专门处理端到端节点间的数据传输与控制功能。其下方的网络层、数据链路层和物理层专注于基础的网络通信任务以保证信息准确传递；而其上方的应用层、表示层和会话层则直接面向用户主机提供服务。传输层在此架构中扮演关键的承上启下桥梁角色，其运作独立于具体的网络路径与中间节点。1.1.1OSI参考模型（5）会话层

会话层的主要职责是建立、协调和管理应用程序之间的通信会话，例如用户远程登录主机或执行文件传输任务。

1.1.1OSI参考模型（6）表示层表示层作为OSI模型中的关键层级，专注于解决不同系统间信息交互的语法表达问题，其主要功能包括：实现数据格式的标准化转换、执行敏感数据的加密保护与解密还原、对传输内容进行压缩优化以提升带宽利用率，以及处理不同终端设备间的数据类型兼容性问题，从而确保上层应用能够无障碍地理解和处理交换的信息内容。1.1.1OSI参考模型（7）应用层应用层作为OSI参考模型的最高层级（第七层），专注于处理用户应用程序在通信过程中的顶层需求，通过直接服务于用户的具体应用场景，集成必要的协议与功能以支持如电子邮件传输和文件交换等通信任务的实现。1.1.2TCP/IPTCP/IP协议簇起源于1969年美国国防部高级研究计划局有关分组交换广域网的科研项目。TCP研究始于20世纪70年代、RFC791于1981年发布、ARPANET于1983年切换TCP/IP。TCP/IP协议簇得到了众多厂商的支持，不久后就有了很多分散的网络。所有的这些单个的TCP/IP网络互联成了Internet，基于TCP/IP协议的Internet已逐步发展成为当今最大、拥有用户最多和资源最多的超大型计算机网络。1.1.2TCP/IP

TCP/IP简化了层次设计，将OSI参考模型的7层合并为4层，自顶向下依次是应用层，传输层，网络层，网络接口层。图1.10

三个网络模型对比1.1.2TCP/IP（1）TCP/IP协议的应用层包含了OSI模型的应用层，表示层和会话层的所有协议，为用户提供所需要的各种服务。（2）TCP/IP协议的传输层对应了OSI模型的传输层，为应用层实体提供端到端的通信功能，保证数据的完整性以及数据包的顺序传送。图1.10

三个网络模型对比1.1.2TCP/IP（3）TCP/IP协议的网际层对应了OSI模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题，网际层协议负责数据包在整个网络上的逻辑传输，负责给主机一个IP地址来完成对主机的寻址，还负责数据包在多种网络间的路由。图1.10

三个网络模型对比1.1.2TCP/IP（4）TCP/IP协议的网络接口层包含了OSI模型的数据链路层和物理层的所有协议。为了结合实际应用理解计算机网络通信的整个过程，分析时常常将TCP/IP的网络接口层分解为数据链路层和物理层。图1.10

三个网络模型对比1.1.3IP一、IP地址简介IP是TCP/IP中最为核心的协议，处于网络层。IP作为低开销协议，只能通过互联网系统从源主机向目的主机传送数据包所必须的功能。IP不关心数据报文的内容，提供无连接的不可靠的服务。

直接在公网路由的接口需要全球唯一公网地址；内部终端可用私有地址。IP地址与链路类型，设备硬件无关，而是由网络管理员分配、指定的，因此也被称为逻辑地址。每台主机可以有多个网络接口卡，也可以同时拥有多个IP地址。路由器可以看作是这种拥有多个网络接口卡的主机，但每个IP接口必须处于不同的IP网络，即每个接口的IP地址分别处于不同的IP网段。1.1.3IP一、IP地址简介第四代互联网协议地址又被称为IPV4地址，IPV4地址分为网络地址和主机地址两个部分，如图1.11所示。图1.11

IPV4地址1.1.3IP一、IP地址简介（1）网络地址：用于区分不同的IP网络，即该IP地址所属的IP网段，一个网络中所有的IP地址具有相同的网络地址。（2）主机地址：用于标识该网络内的一个IP节点。在一个网段内部，主机地址是唯一的。图1.11

IPV4地址1.1.3IP一、IP地址简介

可以把网络地址+主机地址理解为家庭的住址。快递员为了将快递送到家中，必须知道快递件的主人住在哪个省哪个市哪个区哪个小区的哪一栋楼的哪一户。这一户人家一定对应的是唯一一户，就对应着设备唯一的主机地址。而这个小区的所有人员都属于某省某市某区，这个就是网络地址。

为了书写方便，IPV4地址通常使用0-255的4个十进制数的形式表示，用小数点进行隔离，每一个十进制数都代表32bit中的8bit，这种表示方法称之为点分表示法。1.1.3IP二、IP地址分类IPV4地址的类别由地址中的第一个8位位组确定，即最高位的数值决定地址类。位格式定义和每个地址类相关的8位位组的十进制数值的取值范围。（1）A类地址：A类地址‌网络地址8位（首字节首位固定0，实际可用7位），计算网络数时排除全0网络（）和环回网络（），得‌126个网络‌（2⁷-2）；主机地址24位（后3字节），主机数‌16,777,214‌（224-2，排除全0和全1地址）。‌图1.12

IP地址分类1.1.3IP二、IP地址分类IPV4地址的类别由地址中的第一个8位位组确定，即最高位的数值决定地址类。位格式定义和每个地址类相关的8位位组的十进制数值的取值范围。（2）B类地址：B类地址‌网络地址16位（前2字节首位10，实际可用14位），网络数‌16,384个‌（214）；主机地址16位（后2字节），主机数‌65,534‌（216-2）。‌图1.12

IP地址分类1.1.3IP二、IP地址分类IPV4地址的类别由地址中的第一个8位位组确定，即最高位的数值决定地址类。位格式定义和每个地址类相关的8位位组的十进制数值的取值范围。（3）C类地址：C类地址‌网络地址24位（前3字节首位110，实际可用21位），网络数‌2,097,152个‌（221）；主机地址8位（末字节），主机数‌254‌（28-2）。‌图1.12

IP地址分类1.1.3IP二、IP地址分类IPV4地址的类别由地址中的第一个8位位组确定，即最高位的数值决定地址类。位格式定义和每个地址类相关的8位位组的十进制数值的取值范围。（4）D类地址：D类地址‌（~55）无网络/主机划分，首字节前4位固定1110，专用于组播通信（如为OSPF协议地址）。‌图1.12

IP地址分类1.1.3IP二、IP地址分类IPV4地址的类别由地址中的第一个8位位组确定，即最高位的数值决定地址类。位格式定义和每个地址类相关的8位位组的十进制数值的取值范围。（5）E类地址：E类地址‌（~55）首字节前4位固定1111，保留为实验用途（如55为本地广播地址），无实际网络或主机分配。‌图1.12

IP地址分类1.1.3IP二、IP地址分类IPV4地址用于唯一标识一台网络设备，但并不是每一个IPV4地址都可用，有一些特殊的IPV4地址被用于各种各样的用途，不能用于标识网络设备，具体包括以下6类：（1）主机地址全0的IPV4地址为网络地址，用来标识一个网段，如A类地址，私有地址，等。（2）主机地址全1的IPV4地址为网段广播地址，用于标识一个网络中的所有主机，如55、55等，路由器可以在、192。168.1.0等网段转发广播包。广播地址用于向本网段的所有节点发送数据包。‌1.1.3IP二、IP地址分类IPV4地址用于唯一标识一台网络设备，但并不是每一个IPV4地址都可用，有一些特殊的IPV4地址被用于各种各样的用途，不能用于标识网络设备，具体包括以下6类：（3）网络地址部分为127的IPV4地址，如，往往用于环路测试。（4）全0的IPV4地址代表所有主机，用于指定默认路由。（5）全1的IPV4地址55也是广播地址，但55代表所有主机，用于向网络中的所有节点发送数据包，这样的数据包不能被路由器转发。（6）全0的网络地址只在系统启动时有效，用于临时通信。‌1.1.3IP二、IP地址分类A、B、C这3类地址中，大部分可用在Internet上分配给主机使用的合法IPV4地址，还有一部分是私有地址。

私有IPV4地址是由国际互联网络信息中心预留的各个企业内部网络自由支配的IPV4地址，不能在公网上使用，因为公网上没有针对私有地址的路由，所以会产生地址冲突问题。

1.1.3IP二、IP地址分类

所以使用私有IPV4地址不能直接访问Internet。访问Internet时，需要使用网络地址转换（NAT）技术将私有IPV4地址转换为Internet可识别的公有IPV4地址。

私有IPV4地址的使用不仅减少了用于购买公有IPV4地址的投资，而且节省了IPV4地址资源。InterNIC预留的网段-55、-55、-55作为私有IPV4地址。‌1.1.3IP三、子网掩码

在互联网发展初期（20世纪70年代），网络工程领域采用基于自然分类的IPv4编址架构，将32位地址空间划分为A-E五类网络地址，形成网络标识与主机标识的结构。该体系通过固定边界划分实现路由聚合。

然而，随着摩尔定律驱动的计算设备数量呈指数增长（现在每一个人都几乎有一台可以上网的手机加一台电脑，这在21世纪初期是不可想象的），由此按照网络地址A-E类来提供IP地址体现出了严重的地址空间碎片化与利用率低下问题从而导致IP地址不足的问题。1.1.3IP三、子网掩码

为应对地址耗尽危机，互联网工程任务组（IETF）在1984年与1985年中首次提出子网划分技术。其技术在于通过可变长子网掩码（VariableLengthSubnetMask,VLSM）重构地址空间层次，将传统两级结构扩展为网络-子网-主机的三级拓扑。

该方案允许网络管理员自由分配主机地址的高位比特作为子网标识，其数学本质是通过二进制掩码的按位与运算实现地址空间的动态分区。标准规定子网掩码必须由连续的二进制"1"构成，以此保证路由算法的确定性。1.1.3IP三、子网掩码现代网络工程中主要采用两种子网掩码表示方法：（1）点分十进制表示法：沿用IP地址格式，如C类默认掩码。（2)CIDR无类域间路由表示法：采用"IP地址/掩码位数"格式，如/24这种表示法的演进反映了从分类编址到无类编址的技术变迁，为后续超网技术奠定基础。1.1.3IP三、子网掩码（3）子网规划的计算模型遵循以下计算流程：①确定主机需求数X，满足不等式：2^N≥X+2≥2^(N-1)。（注：+2包含网络地址和广播地址）。②计算主机位N，则子网掩码位数为32-N。③推导子网位数M=新掩码位数-原主类网络位数。④可得子网数量为2^M。1.1.3IP三、子网掩码（4）工程实践案例以C类网络/24给八个部门划分28台主机的子网为例：①计算主机位：2^5=32≥28+2→N=5。②计算新掩码位数：32-5=27（即/27）。③得出有效子网地址序列：00000001-0001111000100001-0011111001000001-0101111001100001-0111111010000001-1001111010100001-1011111011000001-1101111011100001-11111110网络地址：246286092241.1.3IP三、子网掩码（4）工程实践案例③得出有效子网地址序列：（每个子网实际可用地址范围：网络地址+1至广播地址-1。）网络地址：24628609224A部门：-0。B部门：3-2。C部门：5-4。D部门：7-26。E部门：29-58。F部门：61-90。G部门：93-22。H部门：25-52。1.1.3IP三、子网掩码（4）工程实践案例技术延伸：现代网络设计中，VLSM常与路由聚合（RouteSummarization）配合使用，既提升地址利用率，又优化路由表规模。这种分层编址思想为IPv6的地址架构设计提供了重要参考。任务1-2

以太网交换配置项目实施项目实施项目小结项目考核项目引入任务1-2以太网交换配置任务描述

通过抓包软件，了解数据在各个设备之间的传输过程。任务目标掌握MAC地址的概念。掌握使用抓包软件WIRESHARK的方法。观察数据在各个设备之间传输的过程。任务要求使用ENSP和WIRESHARK软件来模拟操作。描述数据在各个设备之间的传输过程。任务1-2以太网交换配置任务实施步骤1：进入ENSP，新建一个拓扑图，所有的设备连接好。并给PC正确的IP地址任务1-2以太网交换配置图1.13实验二拓扑图任务实施步骤2：在LSW1中输入。此时发现mac地址表为空。任务1-2以太网交换配置[Huawei]dismac-address任务实施步骤3：使用PC1pingPC2。任务1-2以太网交换配置任务实施步骤4：再重新在LSW1中输入。现在出现了MAC地址表，如表1.1所示任务1-2以太网交换配置[Huawei]dismac-addressMACAddressPortType5489-985c-4eff1GE0/0/1dynamic5489-98e5-1c201GE0/0/2dynamic表1.1交换机MAC地址表任务实施步骤5：打开WireShark，查看数据传输的过程。任务1-2以太网交换配置

思考题（1）请你在拓扑图上新增多台交换机和PC，根据wireshark描述其数据转发路径。（2）请你将拓扑图中的交换机更换为路由器，然后用PC1PINGPC2查看是否能够PING通，若不能PING通，请思考其原因。任务1-2以太网交换配置1.2.1局域网基础计算机网络可以划分为局域网，城域网和广域网。（1）局域网（LocalAreaNetwork,LAN）：覆盖半径通常≤5km，通过物理介质连接计算机、服务器及智能终端设备，实现区域内的数据通信与资源共享。（2）城域网（MetropolitanAreaNetwork,MAN）：覆盖城市级范围（50～100km）。（3）广域网（WideAreaNetwork,WAN）：实现跨地域的全球性网络互联。1.2.1局域网基础

现代局域网已突破传统物理边界限制，通过虚拟专用网（VPN）、软件定义网络（SDN）等技术实现逻辑扩展。

常见的局域网技术包括以太网、令牌环、光纤分布式数据口、无线局域网等等。这些局域网技术在拓扑、控制机制、传输速率、数据格式、传输机制上各有不同。

随着以太网技术的持续演进，其带宽能力从10Mbps提升至当前400Gbps标准（IEEE802.3bs），配合全双工交换技术的成熟，逐步取代令牌环和FDDI成为主导技术。市场研究数据显示，2025年全球以太网设备市场规模已达320亿美元，占据局域网设备市场份额的92%以上。1.2.1局域网基础表1.2所示为常见局域网技术的对比表1.2常见局域网技术的对比技术类型拓扑结构介质访问控制典型速率技术特征以太网总线/星型CSMA/CD教材示例速率开放标准、成本低廉令牌环环形令牌传递4-16Mbps确定性时延、设备成本高FDDI双环令牌轮询100Mbps光纤介质、高可靠性无线局域网（WLAN）星型CSMA/CA教材示例速率移动接入、部署灵活1.2.2以太网发展历程一、‌以太网起源与核心技术：‌1973年，XeroxPARC实验室发明的早期以太网采用CSMA/CD机制。它基于共享的同轴电缆总线结构，用二进制指数退避算法处理数据冲突，并定义了包含前导码、MAC地址和CRC校验的基本帧格式。二、‌以太网的核心演进：‌以太网在发展过程中实现了重大飞跃：物理层介质从同轴电缆演进到双绞线（如10BASE-T）和光纤；网络拓扑从总线型转变为基于集线器再到基于交换机的星型结构；传输速率从10Mbps（1983）持续跃升至100Gbps（2010）。这些演进均被纳入不断扩展的IEEE802.3标准体系，并增加了PoE供电、TSN等新特性。1.2.2以太网发展历程三、‌有线传输介质详解：‌‌同轴电缆：‌作为早期核心介质，其结构为内铜芯外铜网屏蔽层（50Ω用于网络，75Ω用于视频），支持基带（数字）和宽带（频分复用模拟）传输。典型应用有10BASE5（粗缆）和10BASE2（细缆）。‌双绞线：‌是现代以太网主流介质。通过双绞线对互相缠绕（绞距通常小于14mm）来降低干扰（串扰）。1.2.2以太网发展历程三、‌有线传输介质详解：‌‌双绞线：‌不同类别（Cat）支持不同速率和距离：如Cat5e支持1Gbps，Cat6/6A支持10Gbps（不同距离），Cat8支持40Gbps。根据两端线序标准是否一致，可分为直连网线（两端一致，用于连接不同类型端口MDI-MDIX）和交叉网线（两端不一致，用于连接相同类型端口MDI-MDI或MDIX-MDIX）。路由器端口、主机网卡通常是MDI，交换机端口可为MDI或MDIX，集线器端口为MDIX。如表1.3设备连接方法所示：主机路由器交换机MDIX交换机MDIHub主机交叉交叉直连无直连路由器交叉交叉直连无直连交换机MDIX直连直连交叉直连交叉交换机MDI无无直连交叉直连Hub直连直连交叉直连交叉1.2.2以太网发展历程

光纤凭借其巨大的理论带宽潜力（单模可达100Tbps）、超长的无中继传输距离（单模>100km）以及完全免疫电磁干扰（EMI）的优异特性，成为高速网络的核心传输介质；

根据光传输模式分为两类：单模光纤（纤芯细，约9-10μm，仅传输一种模式光，色散小，适合远距离通信）和多模光纤（纤芯粗，约50-62.5μm，可传输多种模式光，色散较大，主要用于短距离通信）。表1.4光纤分类

类型纤芯直径光源类型典型应用场景多模光纤50/62.5μmLED/VCSEL数据中心机架内连接单模光纤9μm激光二极管城域网骨干链路1.2.3Mac地址一、分层设计与LLC子层：‌

计算机网络的数据链路层被划分为两个子层（逻辑链路控制LLC和介质访问控制MAC），体现了模块化思想。

LLC子层作为上层协议和物理硬件之间的“中间人”，主要负责通用的流量控制和确保数据可靠传输（通过类似窗口管理和错误检查重传的机制）。它使用一个“服务访问点”（SAP）标识系统，用8位数字来区分不同的网络协议，让一条物理线路能同时承载多种类型的数据通信，这对早期连接不同技术的网络非常关键。1.2.3Mac地址二、MAC子层核心功能：‌MAC子层直接与物理传输介质打交道，主要负责两件事：一

是控制设备如何共享物理线路（比如以太网的“先听后发、冲突退避”机制）二

是管理设备的“身份证”——MAC地址。

这个48位的MAC地址是全球唯一的，前一半由官方机构分配给厂商（如华为有特定前缀00e0fc），后一半由厂商自己分配确保每台设备都不同。地址可以用不同方式表示（如带冒号或点分隔的十六进制）。1.2.3Mac地址三、‌特殊MAC地址的作用：‌网络中有几种特殊的MAC地址扮演重要角色：广播地址（全F，FF:FF:FF:FF:FF）能让信息发给所有设备，是很多基础网络协议的基础。组播地址（开头是01:00:5E...）用于像视频会议这种需要发送给一组设备的场景。本地管理地址（开头第二位通常是2），可以由网络管理员自己设定，方便虚拟化等场景。协议规定发送方的地址不能是组播地址，这有助于追踪通信来源。1.2.3Mac地址

四、‌地址体系的未来发展：‌为了应对网络规模的扩大和设备数量的激增，MAC地址体系也在不断创新扩展。例如，MAC-in-MAC技术通过多层封装支持海量服务；EUI-64将地址长度增加到64位，既能满足IPv6和物联网设备的需求，又兼容老设备。物理层新技术的出现（如更先进的光纤），也促使MAC层协议探索支持更多维度的地址概念。1.2.4

以太网帧结构

在以太网通信体系架构中，帧结构的标准化设计是确保异构设备互联互通的基础。当主机A（MAC地址AA-AA-AA-AA-AA-AA）向同局域网内的主机B（MAC地址BB-BB-BB-BB-BB-BB）发送IP数据报时，数据链路层的封装过程遵循严格的帧格式规范。

该过程始于发送端适配器对网络层数据报的封装：适配器A将IP数据报作为载荷嵌入以太网帧的数据字段，这个字段的长度规范在46至1500字节之间。1.2.4

以太网帧结构如图1.14所示以太网帧有6个字段：图1.14以太网帧格式1.2.4

以太网帧结构数据字段（46~1500字节）这个字段承载了数据报。以太网的最大传输单元（MTU）是1500字节，数据字段的最小长度是46字节。当传输的IP数据报尺寸超出MTU时，网络层必须执行分片操作，这种分片机制虽然增加了协议开销，但有效平衡了传输效率与错误重传成本。图1.14以太网帧格式1.2.4

以太网帧结构数据字段（46~1500字节）对于不足46字节的短数据报，适配器会添加填充字节，接收端通过解析IP首部的"总长度"字段智能剥离填充内容。这种设计巧妙解决了物理层帧长限制与网络层可变长数据报之间的矛盾。图1.14以太网帧格式1.2.4

以太网帧结构目的地址（6字节）这个字段包含目的适配器的MAC地址。当适配器B收到一个以太网帧的目的地址无论是BB-BB-BB-BB-BB-BB，还是MAC广播地址，它都将该帧的数据字段的内容传递给网络层；如果它收到了具有任何其他MAC地址的帧，则丢弃之。图1.14以太网帧格式1.2.4

以太网帧结构源地址（6字节）这个字段包含了传输到局域网上的适配器的MAC地址。图1.14以太网帧格式1.2.4

以太网帧结构类型字段（2字节）类型字段允许以太网复用多种网络层协议。一台给定的主机可以支持多种网络层协议，以对不同的应用采用不同的协议。图1.14以太网帧格式1.2.4

以太网帧结构类型字段（2字节）因此，当以太网帧到达适配器B，适配器B需要知道它应该将数据字段的内容传递给哪个网络层协议。IP和其他链路层协议都有它们各自的、标准化的类型编号。此外，ARP协议有自己的类型编号，并且如果到达的帧包含ARP分组，则该ARP分组将被多路分解给ARP协议。图1.14以太网帧格式1.2.4

以太网帧结构CRC(4字节）CRC（循环冗余检测）字段的目的是使得接收适配器（适配器B）检测帧中是否引入了差错。图1.14以太网帧格式1.2.4

以太网帧结构前同步码（8字节）以太网帧以一个8字节的前同步码字段开始。该前同步码的前7字节的值都是10101010：第八字节是10101011。前同步码字段的前7字节用于“唤醒”接收适配器，并且将它们的时钟和发送方的时钟同步。为什么这些时钟会不同步呢？因为适配器A的目的是根据以太局域网类型的不同，分别以10Mbps、100Mbps或者ICbps的速率传输帧。这些速率相对于额定速率总有一些漂移，局域网上的其他适配器不会预先知道这种漂移。适配器B只需要锁定前同步码字段的前7字节，就能够锁定适配器A的时钟。前同步码字段第8字节的最后2比特（两个连续的1）用于警告适配器B“重要的内容就要到来了”。1.2.4

以太网帧结构前同步码（8字节）所有的以太网技术都向网络层提供无连接服务。这就是说，当适配器A要向适配器B发送一个数据报时，适配器A在一个以太网帧中封装该数据报，并且把该帧发送到局域网上，没有先与适配器B握手。这种第二层的无连接服务类似于的第三层数据报服务和UDP的第4层无连接服务。1.2.4

以太网帧结构前同步码（8字节）

以太网技术都向网络层提供不可靠服务。

特别是，当适配器B收到一个来自适配器A的帧，它对该帧执行CRC校验，但是当该帧通过CRC校验时它既不发送确认帧；而当该帧没有通过CRC校验时它也不发送否定确认帧。当该帧没有通过CRC校验，适配器B只是丢弃该帧。

因此，适配器A根本不知道它传输的是否到达了B并通过了CRC校验。在链路层缺乏可靠的传输有助于使得以太网简单和便宜。但是它也意味着传递到网络层的数据报流能够有间隙。1.2.5

交换式以太网工作原理

目前在交换式以太网中经常使用的网络设备是交换机和网桥，交换机与集线器同为具有多个端口的转发设备，在各个终端主机之间进行数据转发。

但相对于集线器的单一冲突域，交换机通过隔离冲突域，使得终端主机可以独占端口的带宽，并实现全双工通信，所以交换式以太网的交换效率大大高于共享式以太网的交换效率。1.2.5

交换式以太网工作原理交换机有3个主要功能，分别是地址学习、转发/过滤和环路避免。通常，交换机的3个主要功能在网络中是同时起作用的。交换机内维护着一张表，该表为MAC地址表，记录了相连设备的MAC地址、端口号及所属的VLANID之间的对应关系，在转发数据时，交换机根据报文中的目的MAC地址和VLANID查询MAC地址表，快速定位出端口，从而减少广播。1.2.5

交换式以太网工作原理设备在转发报文时，根据MAC地址表信息，交换机会对报文有三种转发方式，分别是单播，广播和丢弃。当交换机收到的报文是单播报文，且目的地址存在于其MAC地址表时，这个时候应该采用单播传输。当交换机收到的是广播报文，或者该单播报文的地址不存在其MAC地址表时，这个时候交换机会采取广播传输。当交换机接收到单播报文，但是查找其MAC地址表时，发现该地址转发路径是从其发送过来的端口转发出去时，交换机会将该报文丢弃。1.2.5

交换式以太网工作原理以太网交换机的核心功能是通过动态学习MAC地址实现智能数据转发。当交换机初次接入网络时，其内部的MAC地址表处于空白状态，此时设备会进入学习模式：每当数据帧从某个物理端口进入时，交换机会自动提取帧头的源MAC地址，将该地址与接收端口建立映射关系并记录到地址表中。1.2.5

交换式以太网工作原理以太网交换机的核心功能是通过动态学习MAC地址实现智能数据转发。例如当工作站A通过E0端口发送数据时，交换机会将A的MAC地址与E0端口绑定，这个过程如同建立设备的位置档案。若此时数据帧的目的MAC地址尚未被学习（如工作站C的地址），交换机会启动泛洪机制——将数据帧复制到除接收端口外的所有活动端口，这种广播式转发确保了网络初期的连通性，但会暂时增加网络负载。1.2.5

交换式以太网工作原理随着网络设备间的持续通信，交换机会逐步完善其MAC地址表。当工作站C通过E2端口进行响应时，交换机会同步更新C的地址与端口对应关系。此时地址表已包含A→E0和C→E2两条完整记录，后续的通信将进入精准转发阶段：工作站A向C发送数据时，交换机会直接通过E2端口定向传输，同时对其他端口实施过滤，这种选择性转发大幅提升了传输效率。整个学习过程具有动态更新特性，当检测到同一MAC地址出现在新端口时（如设备移动导致位置变更），系统会优先采用最新学习结果，确保地址表的实时准确性。1.2.5

交换式以太网工作原理地址表的维护采用智能老化机制，每个表项都关联着倒计时器（默认300秒）。若在设定时间内未收到对应设备的通信数据，系统会自动清除该条目以释放存储资源；而任何新的通信行为都会重置相关条目的倒计时。这种机制有效平衡了地址准确性与资源利用率，例如在教室场景中，学生笔记本电脑频繁上下线不会导致地址表膨胀。网络管理员还可根据设备类型调整老化时间：将服务器等固定设备设置为长周期（如24小时），移动设备保持默认值，这种灵活配置适应了不同场景需求。1.2.5

交换式以太网工作原理在实际网络环境中，交换机的学习机制需要配合安全策略使用。由于MAC地址学习依赖数据帧的源地址信息，恶意用户可能通过发送伪造MAC地址的数据包实施泛洪攻击，导致地址表溢出进而引发网络性能下降。为此，现代交换机普遍支持端口安全功能：可限制单个端口学习的MAC地址数量（如每个教室端口仅允许连接1台设备），或将特定MAC地址与端口静态绑定（如将投影仪固定绑定到指定端口）。这些措施如同为网络设备建立"身份证"制度，既防止非法接入，又便于故障定位。1.2.5

交换式以太网工作原理理解MAC地址学习机制对网络运维至关重要。通过查看地址表（华为交换机中可使用displaymac-address命令），技术人员可快速定位设备连接的物理端口，这在排查网络环路、设备盗接等故障时尤为有效。例如当某IP地址频繁掉线时，通过比对地址表与实际连接情况，可迅速判断是网线接触不良、交换机端口故障，还是存在地址冲突问题。该机制与VLAN、生成树协议等技术的协同工作，共同构建了现代企业网络的高效传输基础。任务1-3

VLAN配置项目实施项目实施项目小结项目考核项目引入任务描述

现在有一个公司分为三个部门，一个是财务处，一个是保安处，一个是人事处。要求同个部门互相之间可以访问，而不同部门不能互相访问。任务1-3VLAN配置图1.15任务拓扑图任务要求使用ENSP软件来模拟操作。每台电脑都获得合适的VLAN。最终输出：同个部门互相之间可以访问，而不同部门不能互相访问。任务目标掌握VLAN的原理。了解不同类型VLAN的区别。可以根据不同的项目要求为项目配置合适的VLAN任务1-3VLAN配置任务实施步骤1：进入ENSP，新建一个拓扑图，所有的设备连接好。任务1-3VLAN配置图1.16任务拓扑图任务实施步骤2：对SW6的配置。任务1-3VLAN配置[Huawei]vlanbatch102030//创建VLAN10,20和30[Huawei]interfaceg0/0/1//进入到端口1[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess//端口设置为Access[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan10//默认VLAN设置为10[Huawei]interfaceg0/0/2//进入到端口2[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess//端口设置为Access[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan10//默认VLAN设置为10[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]intg0/0/3//进入到端口3[Huawei-GigabitEthernet0/0/3]portlink-typetrunk//端口设置为Trunk[Huawei-GigabitEthernet0/0/3]porttrunkallow-passvlan102030//允许通过的VLAN是10，20，30[Huawei]interfaceg0/0/4//进入到端口4[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess//端口设置为Access[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan20//默认VLAN设置为10任务实施步骤3：对SW7的配置。任务1-3VLAN配置[Huawei]vlanbatch102030//创建VLAN10,20和30[Huawei]interfaceg0/0/1//进入到端口1[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess//端口设置为Access[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan30//默认VLAN设置为10[Huawei]interfaceg0/0/2//进入到端口2[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess//端口设置为Access[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan20//默认VLAN设置为10[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]intg0/0/3//进入到端口3[Huawei-GigabitEthernet0/0/3]portlink-typetrunk//端口设置为Trunk[Huawei-GigabitEthernet0/0/3]porttrunkallow-passvlan102030//允许通过的VLAN是10，20，30[Huawei]interfaceg0/0/4//进入到端口4[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portlink-typeaccess//端口设置为Access[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]portdefaultvlan30//默认VLAN设置为10任务实施步骤4：对PC进行配置。现在分别给PC5,PC6,PC7,PC8,PC9,PC10配置IP地址为/24,/24,/24,/24,/24,/24。然后相互PING，发现虽然在同一个网段，但是只有同一个部门的电脑可以相互PING通。任务1-3VLAN配置

思考题（1）请你思考一下，为什么只有同一部门的电脑可以互相ping通。（2）现在在拓扑图中的LSW6下方增加一台服务器，我想要财务处和人事处可以访问到该服务器但保安处不能访问，请问应该如何进行配置？任务1-3VLAN配置1.3.1VLAN概述VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）作为现代企业网络的核心技术之一，通过逻辑划分手段重构了传统局域网的物理限制。其核心原理是在数据链路层对广播域进行智能分割，使得单一物理交换机可承载多个逻辑隔离的网络环境。从技术实现层面分析，VLAN通过在标准以太网帧头部插入4字节的802.1Q标签（Tag）实现数据隔离，该标签包含12位VLANID字段，理论上支持4094个独立VLAN（ID范围1-4094）。这种设计使得网络管理员能够突破物理布线限制，根据部门职能、安全等级或业务类型灵活划分逻辑组网。1.3.1VLAN概述当工作站发送的原始以太网帧进入交换机端口时，交换机会根据预配置的VLAN策略（如基于端口、MAC地址或协议类型）为其添加VLAN标签。以最常见的端口VLAN为例：假设将交换机的1-8号端口划入VLAN10（财务部），9-16号端口划入VLAN20（研发部），则来自端口3的数据帧会自动标记VLANID10。标签结构包含16位TPID（固定值0x8100标识802.1Q帧）和16位TCI（含优先级、CFI标志及VLANID）。携带标签的帧在交换机内部处理时，仅允许在同一VLAN内的端口间转发，不同VLAN间的通信必须经由三层设备路由。1.3.1VLAN概述VLAN典型应用场景有企业园区网、云计算数据中心和工业物联网。（1）企业园区网：将市场部、研发部、管理层划分至不同VLAN，通过核心交换机的路由模块实现受控互访。访问策略如：允许管理层VLAN访问所有资源，但禁止研发VLAN直接连接互联网。（2）云计算数据中心：采用VLAN101-150作为租户业务网络，VLAN901-910用于管理带外网络，VLAN2001-2005承载存储流量，实现多租户环境下的流量隔离。（3）工业物联网：在智能制造场景中，为PLC控制器、HMI人机界面、MES系统分别建立VLAN，通过工业交换机的环网协议（如ERPS）保障关键业务的高可用性。1.3.2VLAN划分方式在现代企业网络中，虚拟局域网（VLAN）的灵活部署离不开多样化的划分策略。华为交换机作为国产网络设备的代表，支持包括端口、MAC地址、协议类型、IP子网及组合策略在内的多种VLAN划分方式，每种方法都有其特定的应用场景与配置逻辑。1.3.2VLAN划分方式一、基于端口划分VLAN作为最基础且应用最广泛的划分方式，端口VLAN通过将物理端口与逻辑VLAN直接绑定实现网络分割。例如在办公大楼网络部署中，可将华为S5735交换机的1-12号端口划入VLAN10（行政部），13-24号端口归属VLAN20（技术部）。配置时需先创建VLAN并指定端口工作模式。system-viewvlanbatch1020//批量创建VLANinterfacegigabitethernet0/0/1portlink-typeaccess//设置端口为接入模式portdefaultvlan10//将端口加入VLAN10quit1.3.2VLAN划分方式一、基于端口划分VLAN此方式的优势在于配置直观且对设备性能影响小，但存在明显的运维痛点：当员工工位调整导致设备连接到不同端口时，需管理员手动修改端口VLAN归属。为解决此问题，华为提供端口组批量配置功能，可通过port-group命令快速调整多个端口属性。1.3.2VLAN划分方式二、基于MAC地址划分VLAN针对移动办公场景，MAC地址VLAN通过识别终端设备的物理地址实现智能分组。在华为CloudEngine系列交换机中，需预先建立MAC-VLAN映射表：vlan30mac-vlanmac-address5489-98FB-0123//绑定MAC到VLAN30interfacegigabitethernet0/0/5portlink-typehybridporthybriduntaggedvlan30//设置端口发送Untagged帧mac-vlanenable//启用MAC-VLAN功能1.3.2VLAN划分方式二、基于MAC地址划分VLAN当搭载MAC地址5489-98FB-0123的笔记本电脑接入任意启用该功能的端口时，交换机会自动将其归类至VLAN30。这种方案特别适合医疗查房车、仓储PDA等移动终端，但需注意MAC地址数据库的维护成本，建议配合displaymac-vlan命令定期审计绑定关系。1.3.2VLAN划分方式三、基于协议划分VLAN在多媒体融合网络中，协议VLAN可根据流量特征实现业务隔离。例如将视频监控系统的RTP流量划入VLAN40，办公OA流量归属VLAN50：vlan40protocol-vlanipv4protocoludpport16384-32767//定义RTP协议范围interfacegigabitethernet0/0/10portlink-typehybridprotocol-vlanvlan40protocol-id1//绑定协议策略1.3.2VLAN划分方式三、基于协议划分VLAN此配置可有效避免监控流量冲击关键业务系统，但需要网络管理员精准掌握各应用层的协议特征。华为交换机支持IPv4/IPv6、IPX等多层协议识别，可通过protocol-vlan命令堆叠多个策略。1.3.2VLAN划分方式四、基于子网划分VLAN针对IP规划规范的网络环境，子网VLAN通过解析三层地址实现动态归类。在华为S6720交换机中配置示例：vlan60ip-subnet-vlan/24//绑定子网到VLAN60interfacevlanif60ipaddress24//配置VLAN接口IPinterfacegigabitethernet0/0/15portlink-typehybridip-subnet-vlanenable//启用IP子网VLAN1.3.2VLAN划分方式四、基于子网划分VLAN当IP地址为00的主机接入时，即便连接端口未预设VLAN，交换机也会自动将其纳入VLAN60。这种方式大幅降低布线复杂度，但要求终端必须启用DHCP或静态IP配置，且需防范IP地址仿冒风险。1.3.2VLAN划分方式五、基于组合策略划分VLAN在高安全要求的场景（如实验室、财务系统），华为交换机支持MAC+IP+端口的复合绑定策略：vlan100interfacegigabitethernet0/0/20portlink-typehybridmac-address0011-2233-4455ipaddress024security-vlanenable//同时满足MAC、IP、端口条件才允许接入1.3.2VLAN划分方式五、基于组合策略划分VLAN此模式下，只有指定MAC和IP的设备通过特定端口接入时才能加入VLAN100。若检测到参数篡改（如更换网卡导致MAC变化），交换机会自动隔离异常终端并生成安全日志。建议在金融、科研等场景部署，并配合security-policy命令增强防护。1.3.2VLAN划分方式六、技术对比与选型建议（1）部署成本：端口VLAN实施简单但灵活性差，适合位置固定的设备；MAC-VLAN运维成本高但适应移动终端。（2）安全性：组合策略提供最高安全等级，但配置复杂度呈指数级增长。（3）性能影响：协议VLAN需深度包检测，建议在具备业务感知能力的旗舰型号（如CE12800）部署。（4）扩展能力：子网VLAN最易与SDN架构集成，适合云计算环境。1.3.3VLAN工作原理VLAN技术的核心在于通过智能标签管理重构传统以太网的数据转发逻辑。当数据帧进入华为交换机端口时，设备将启动多阶段的标签处理流程：首先识别帧的VLAN标签状态（Tagged/Untagged），结合端口类型与策略决定标签操作，最终根据转发表进行定向转发。转发帧时，通过检查以太网报文中携带的VLAN标签是否为该端口允许通过的标签，判断该以太网帧是否能够从该端口转发。1.3.3VLAN工作原理如图1.17VLAN转发帧所示，假设有一种方法，将A发出的所有以太网帧都加上标签10，此后查询二层转发表，根据目的MAC地址将该帧转发到B连接的端口。由于该口配置了仅允许VLAN20通过，所以A发出的帧将被丢弃，这也意味着支持VLAN技术的交换机转发以太网帧时不再仅仅依据目的MAC地址，同时还要考虑该端口的VLAN配置情况，从而实现对二层转发的控制。图1.17

VLAN转发帧accesstrunktrunkaccesstrunk1.3.3VLAN工作原理VLAN中有接入链路（Access）和干道链路（Trunk）两种链路类型。接入链路是用于连接用户主机和交换机的链路。通常情况下，主机并不需要知道自己属于哪个VLAN，主机硬件通常不能识别带有VLAN标签的帧，因此主机发送和接收的帧都是UntaggedFrame。干道链路用于交换机间的互联或交换机与路由器之间的连接。干道链路可以承载多个不同VLAN的数据，数据帧在干道链路传输时，干道链路的两端设备需要能够识别数据帧属于哪个VLAN，所以在干道链路上传输的帧都是TaggedFrame。1.3.3VLAN工作原理对主机来说，它不需要知道VLAN的存在。主机发出的是Untagged报文。交换设备接收到报文后，根据配置规则（如端口信息）判断出报文所属的VLAN后进行处理。如果报文需要通过另一台交换机转发，则该报文必须通过干道链路透传到对端交换设备上。为了保证其他交换设备能够正确处理报文中的VLAN信息，在干道链路上传输的报文必须都打上VLAN标签。当交换设备最终确定报文出端口后，将报文发送给主机前，需要将VLAN标签从帧中删除，这样主机接收到的报文都是不带VLAN标签的以太网帧。所以，一般情况下，干道链路上的帧通常携带标签；与PVID相同的VLAN可按配置无标签发送，接入链路上传输的都是UntaggedFrame。这样处理的好处是网络中配置的VLAN信息可以被所有交换设备正确处理，而主机不需要了解VLAN信息。1.3.3VLAN工作原理为了提高处理效率，华为交换机内部的数据帧一律带有VLAN标签，以统一方式处理。当一个数据帧进入交换机端口时，如果没有带VLAN标签，且该端口上配置了PVID(Port-baseVLANID，基于端口的VLANID），那么该数据帧就会被标记端口的PVID。每种类型的端口都可以配置一个默认VLAN，对应的VLANID为PVID。端口类型不同，默认VLAN的含义也有所不同。1.3.3VLAN工作原理如果数据帧已经带有VLAN标签，那么即使端口已经配置了PVID，交换机也不会再给数据帧标记VLAN标签。转发过程中，标签操作有添加标签和移除标签两种。添加标签是对UnaggedFrame添加PVID在端口收到对端设备的帧后进行。移除标签是删除帧中的VLAN信息，以Untaggedframe的形式发送给对端设备。1.3.4VLAN端口类型一、ACCESS端口Access端口一般用于连接主机，当接收到不带标签的报文时，接收该报文，并打上默认VLAN的标签。当接收到带标签的报文时，如果VIANID与默认VLANID相同，则接收该报文；如Access端口VLANID与默认VLANID不同，则丢弃该报文。发送帧时，先剥离帧的PVID，再发送。1.3.4VLAN端口类型一、ACCESS端口Access端口有如下特点：（1）仅允许唯一的VLANID通过，这个值与端口的PVID相同。（2）如果该端口收到的对端设备发送的帧是UntaggedFrame，交换机将强制加上该端口的PVID。（3）Access端口发往对端设备的以太网帧永远是UntaggedFrame。（4）很多型号的交换机的默认端口类型是Access,PVID默认是1，VLAN1由系统创建，不能被删除。1.3.4VLAN端口类型二、TRUNK端口Trunk端口用于连接交换机，在交换机之间传递带标签的报文，可以自由设定允许通过多个VLANID，这些VLANID可以与PVID相同，也可以不同。当接收到不带标签的报文时，打上默认的VLANID，如果默认VLANID在允许通过的VLANID列表里，则接收该报文；如果默认VLANID不在允许通过的VLANID列表里，则丢弃该报文。当接收到带标签的报文时，如果该VLANID在端口允许通过的VLANID列表里，则接收该报文。如果该VLANID不在端口允许通过的VLANID列表里，则丢弃该报文。1.3.4VLAN端口类型二、TRUNK端口发送帧时，当VLANID与默认VLANID相同，且是该端口允许通过的VLANID时，去掉标签，发送该报文。当VLANID与默认VLANID不同，且是该端口允许通过的VLANID时，保持原有标签，发送该报文。否则丢弃掉该报文。1.3.4VLAN端口类型三、HYBRID端口Access端口发往其他设备的报文，都是UntaggedFrame，而Trunk端口仅在一种特定情况下才能发出UntaggedFrame，其他情况发出的都是TaggedFrame。在某些应用中，相关人员可能希望能够灵活地控制VLAN标签的移除。例如，在本交换机的上行设备不支持VLAN的情况下，希望实现各个用户端口相互隔离。1.3.4VLAN端口类型三、HYBRID端口Hybrid端口可以解决此问题，它对接收不带标签的报文的处理同Access端口的一致，对接收带标签的报文的处理同Trunk端口的一致。发送帧时，当VLANID是该端口允许通过的VLANID时，发送该报文，可以通过命令设置发送时是否携带标签。1.3.5VLAN基本配置基于端口划分VLAN是最简单，最有效，也是最常见的划分方式之一。以华为交换机为例，其VLAN常用配置命令如表1.5常用配置命令所示。表1.5

常用配置命令常用配置命令视图作用vlanvlan-id系统创建VLAN,VLANID的范围是1-4096vlanbatchvlan-id(to)vlan-id系统批量创建VLANinterfaceinterface-typeinterfacenumber系统进入指定端口portlink-type{access|trunk|hybrid|dot1q-tunnel}端口配置VLAN端口属性portdefaultvlanvlan-id端口将ACCESS端口加入指定VLANportinterface-typeinterface-numbertointerface-numberVLAN批量将ACCESS端口加入指定VLANporttrunkallow-passvlanvlan-id(to)vlan-id端口配置允许通过该TRUNK端口的帧1.3.5VLAN基本配置基于端口划分VLAN是最简单，最有效，也是最常见的划分方式之一。以华为交换机为例，其VLAN常用配置命令如表1.5常用配置命令所示。表1.5

常用配置命令常用配置命令视图作用porttrunkpvidvlanvlan-id端口配置TRUNK端口的默认VLANIDporthybriduntaggedvlanvlan-id(to)vlan-id端口指定发送时剥离标签的帧porthybridt