IEEE 802.1Q协议下封装的VLAN数据帧格式
1.概要
802.1d定义了生成树
802.1w定义了快速生成树
802.1s定义了多生成树
802.1q定义了VLAN
2.说明
- IEEE802.1q协议的作用是（生成VLAN标记）
- VLAN编号取值范围：0-4095，其中0和4095是保留编号，所最大值是（4095）
- IEEE 802.1q定义一个关于VLAN连接介质访问控制层和IEEE 802.1D生成树协议的具体概念模型。
- 这个模型允许各个独立的VLAN与以太网交换机的数据链路层或路由器互相连接
- 静态划分VLAN是根据（交换机的端口号）划分的。
- STP是由（生成树）协议定义的。
- STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写
- 802.1q 协议由IEEE制定，根据802.1q 封装协议，在发送数据包时，
- 都在原来的以太网帧头中的源地址后增加了一个4字节的802.1Q标签，
- 之后接原来以太网的长度或类型域，关于以太网桢头的封装格式，
- 这4个字节的802.1Q标签头包含了
- 2个字节的标签协议标识（TPID，它的值是0X8100），
- 两个字节的标签控制信息（TCI），
- TPID是IEEE定义的新的类型，表明这是一个加了802.1Q标签的本文。
- TCI分为三部分，优先级（占三个比特）、CFI（占一个比特）、VLAN ID（占12个比特）。
| 传统的以太网数据帧 | |||||||
| 6 | 6 | 2 | 1500 | 4 | 1518 | B | max |
| 6 | 6 | 2 | 46 | 4 | 64 | B | min |
| 6Byte | 6Byte | 2Byte | 46-1500Byte4Byte | 4Byte | |||
| Destination address | Sourceaddress | Length/Type | Data | FCS | |||
| 目标MAC地址 | 源MAC地址 | 协议类型 | 数据 | CRC校验和 | |||
| VLAN的以太网数据帧 | |||||||
| 6 | 6 | 4 | 2 | 1500 | 4 | 1522 | B |
| 6 | 6 | 4 | 2 | 42 | 4 | 64 | B |
| 6Byte | 6Byte | 4Byte | 2Byte | 42-1500Byte | 4Byte | ||
| Destination address | Source address | VLAN Tag | Length/Type | Data | FCS | ||
| 16 | 3 | 1 | 12 | 32 | bit | ||
| 16 bits | 3 bits | 1 bit | 12 bits | ||||
| TPID | PRI | CFI | VID | ||||
| TPID | 标签控制信息（TCI） | ||||||
| 标签协议标识符 | 标签协议标识符 | 指示位 | VLAN的编号 | ||||
| TPID | TPID | 2Byte(16bit) | Tag Protocol Identifier（标签协议标识符），表示数据帧类型。 | 取值为0x8100时表示IEEE 802.1Q的VLAN数据帧。如果不支持802.1Q的设备收到这样的帧，会将其丢弃。 各设备厂商可以自定义该字段的值。当邻居设备将TPID值配置为非0x8100时， 为了能够识别这样的报文，实现互通，必须在本设备上修改TPID值，确保和邻居设备的TPID值配置一致。 |
| 标签控制信息（TCI） | PRI | 3bit | Priority，表示数据帧的802.1p优先级。 | 取值范围为0～7，值越大优先级越高。 当网络阻塞时，交换机优先发送优先级高的数据帧。 |
| CFI | 1bit | Canonical Format Indicator（标准格式指示位），表示MAC地址在不同的传输介质中是否以标准格式进行封装，用于兼容以太网和令牌环网。 | CFI取值为0表示MAC地址以标准格式进行封装，为1表示以非标准格式封装。在以太网中，CFI的值为0。 | |
| VID | 12bit | VLAN ID，表示该数据帧所属VLAN的编号。 | VLAN ID取值范围是0～4095,max是4095。 由于0和4095为协议保留取值，所以VLAN ID的有效取值范围是1～4094。 |
IEEE802.3规定的最小帧长为64字节，这个帧长是指（ 从目标地址到校验和的长度 ）。
以太网帧长是不包括前导字段的部分，也就是从目标地址开始到帧校验和结束的部分。
以太网帧结构如下：
目标MAC地址 | 源MAC地址 | 协议类型 | 数据 | CRC校验和