有了DHCP和DNS，妈妈再也不用担心我不知道IP了，可以开心地上网！
但是，我们的互联网人才，当然不能只满足于愉快地上网，还必须进一步优化。
在一个局域网中，随着上网的人增加，有人抱怨网速太慢，局域网内部的电脑之间的互访也太慢了，让人无法忍受。 这是因为电脑为了访问他人，经常会发送ARP Request消息。 而且，这个消息是“大声”的广播消息！
我想一个教室坐30人和坐300人，感觉是不一样的吧。 人数越多噪音越大！
把这300人分成10个班，去10个不同的教室，噪音问题就差不多解决了。
电脑也一样，一个广播域中电脑数量越多，广播信息也就越多。 一方面，广播消息消耗很多带宽，另一方面，电脑也为了处理很多无用的广播消息而消耗很多资源。
怎样才能把广播域控制在合理的范围内？
路由器？ 是的，路由器是网络层(也称为三层)的设备，确实可以隔离广播域，但用路由器隔离广播太奢侈了。
局域网中的计算机一般连接到交换机，但交换机也称为链路层(双层)设备。 能用双层交换机实现隔离广播域的目的吗？
是的，这就是虚拟局域网(LAN )技术。
每个VLAN都是一个独立的广播域，可以通过VLAN灵活地控制交换机上每个广播域中的计算机数量，从而大大提高网络性能，增加处理广播消息的计算机负担
交换机如何区分不同的VLAN帧？ 例如，在上面的照片中，VLAN 1中的一台计算机发送了数据帧。 交换机如何区分此帧不是VLAN 2而是VLAN 1？
这需要更改以太网的封装格式，并添加标识字段TAG。
上面是标准以太网帧，为了使交换机能够区分不同的VLAN帧，在SMAC和Type之间插入了TAG。 我们把带TAG的框架称为802.1Q框架。
TAG总共占4字节、32比特，有4个构成要素：
占用Type ID字节，值为十六进制0x8100。 交换机刚收到帧，不知道这是标准帧还是802.1Q帧。 通过观察SMAC之后的类型，如果看到了0x8100，就知道这是802.1Q帧，否则就是标准帧。
优先级：优先级，占3位。 表示这个框架的重要性。 这是QoS 稍后再研究。
CFI :占1比特，用于与其他LAN协议的兼容性，一般值为0。
VLAN ID :交换机用于区分不同的VLAN帧，占12位，理论值为0~4095。 其中，全0和全1都不使用，因此取值范围为1~4094。
我们在文章(2)中讨论过开关是如何工作的。 其实，交换机的MAC地址表还有一列，但当时还没有接触VLAN，所以省略了。 现在补充：
此列是PVID，指端口的VLAN id (端口)。 之所以全部填写为“1”，是因为VLAN1是交换机的默认VLAN。 即使不配置VLAN，VLAN1也存在，默认为所有端口的PVID。
创建VLAN2并将端口4的PVID更改为VLAN2后，将出现以下情况：
现在来分析一下开关的动作。
首先，需要明确的是，所有的终端装置，无论发送接收的帧如何，都是标准的以太网帧。 如果终端设备接收到802.1Q帧，则在解封装时不知道类型值0x8100是什么，因此将被丢弃。 802.1Q帧通常由交换机或路由器的以太网接口处理。
假设计算机a发送了单播、广播或多播数据帧，然后来到交换机端口1。 端口1接收到帧后，将发生以下三件事：
第一，检查这个帧是标准帧还是802.1Q帧。 也就是说，检查是否带有TAG。 对于802.1Q帧，直接做第二件事。 否则，根据自己的PVID，在这个标准帧上加上TAG，使之成为802.1Q帧。 （
ID，其它省略）：第二件事，交换机在MAC地址表中查找PVID与此帧的VID相同的所有记录。如果此帧是单播帧，则查找PVID=VID且MAC地址=DMAC的记录，找到后把帧送到对应端口。若没有找到，则把此帧送到所有符合PVID=VID记录的端口（除收到此帧的端口1）。你看，这个帧带了VID=1，交换机就不会再把它送到PVID不是1的端口了，比如端口4，从而实现了不同VLAN间的隔离；
第三件事，端口要把802.1Q的帧发出去，需要根据这个端口的类型来决定要不要把TAG去掉。
端口类型为Access，且PVID=VID时，去掉TAG，变成标准帧发出去；
端口类型为Trunk时，有两种情况：一是PVID=VID，和Access类型一样，去掉TAG，变成标准帧发出去；二是PVID≠VID，且该端口允许此VID通过，则保留TAG，把此802.1Q帧原封不动发出去。
Access端口一般用于连接终端设备，比如电脑、服务器等；Trunk端口一般用于交换机之间互连。
我们来举一个例子说明。如下图：
PCA、PCB、PCC分别连接在SWA的端口1、端口2、端口3上，三个端口都是Access类型，其中端口1和端口2的PVID为1，端口3的PVID为2；SWA用端口4与SWB的端口3相连，这两个端口都是Trunk类型，PVID都为1，且都允许VLAN1和VLAN2通过； SWB端口1连接PCD，类型为Access，PVID为1；端口2连接PCE，类型为Access，PVID为2。
PCA访问PCB过程：PCA发出标准帧来到SWA端口1，端口1发现是标准帧，打上TAG，VID填写PVID的1。然后交换机查看MAC地址表，仅在端口2和端口4中查找匹配项，不会查找端口3，发现仅端口2符合条件，将帧送到端口2。端口2收到后，把TAG拆除，变成标准帧发出，PCB收到。
PCC访问PCE过程：PCC发出标准帧来到SWA端口3，端口3发现是标准帧，打上TAG，VID填写PVID的2。然后交换机查找MAC地址表，发现只有端口4符合条件（虽然端口4的PVID为1，但此端口是Trunk，且允许VLAN2通过），将帧送到端口4。端口4收到后，发现帧中的VID为2，而自己的PVID为1，不相等，于是把此802.1Q帧原样发出。SWB的端口3收到后，发现此帧是802.1Q帧，不再打TAG，直接查找MAC地址表，发现端口2符合条件，把此帧送到端口2，端口2拆除TAG，变成标准帧后发出，PCE收到。
从上述过程我们发现，Access端口只处理一个VLAN，而Trunk可以处理多个VLAN。交换机处理VLAN时，不管收到帧的端口是什么类型，只要是收到标准帧一律把PVID打上，收到已带TAG的帧就不打了。从端口发出时是否带TAG看端口类型：
从Access端口发出一定拆除TAG变回标准帧；
从Trunk端口发出看帧的VID是否与端口的PVID相同，相同则拆除TAG发出，不相同则不拆除、原封不动发出（前提是端口允许此VLAN通过）。
小Q：PCA访问PCB的单播帧会不会也从端口4发出去？
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