VLAN的工作原理基于交换机的能力，该交换机可以识别每个端口的数据包，并根据其所属的VLAN来转发或隔离这些数据包。交换机内部的数据帧都会带有VLAN标签（VLANTag），这是一个唯一的标识符，用来确定数据帧所属的VLAN。当数据帧到达交换机时，如果数据帧没有标签，交换机将会根据端口的默认VLAN标识（PVID）来为数据帧添加VLAN标签。
不同类型的交换机端口对数据帧的处理方式也不同。例如，接入端口（Access Ports）通常连接到单个设备（如计算机），它们会自动给进入的数据帧添加VLAN标签，并在将数据帧发送出去时移除标签。而干线端口（Trunk Ports）通常连接到另一台交换机，它们会保留数据帧中的VLAN标签，以便另一台交换机能正确地识别并转发数据帧。
在实际应用中，VLAN的配置和管理可以通过网络管理软件来实现。管理员可以轻松地创建、删除或修改VLAN，也可以将端口分配到不同的VLAN中。这种灵活性使得网络可以根据不同的需求进行调整和优化。
VLAN之间的通信通常需要通过三层设备，如路由器、三层交换机或防火墙等。这是因为VLAN之间的数据包需要在不同的广播域之间进行转发，而这是二层交换机的功能所不能实现的。三层设备可以通过路由功能来转发这些数据包，并且可以根据需要实施安全策略，如访问控制列表（ACL），以保护网络的安全。
此外，VLAN的配置和使用也遵循一定的协议和标准。例如，802.1Q是IEEE制定的用于标记VLAN的数据帧的标准。根据这个标准，数据帧的头部会包含一个VLAN标签，这个标签由VLAN标识符（VID）和优先级标识符（Priority）两部分组成。VID是一个12位的数字，用于标识VLAN，而Priority则用于指定数据帧的传输优先级。
VLAN技术是现代网络中不可或缺的一部分，它极大地提高了网络的性能和安全性。通过将网络划分为多个逻辑上的广播域，VLAN可以帮助网络管理员更有效地管理网络，同时也提高了网络的可靠性和可扩展性。随着网络技术的发展，VLAN技术也在不断进步和扩展，为构建更加高效和安全的网络环境提供了强大的支持。
VLAN（VirtualLocalAreanetwork，虚拟局域网），通过在支持VLAN的交换机上添加VLAN，并且动态的调整每个端口所属VLAN（默认端口都属于VLAN1），实现一台物理交换机上可以有多个LAN，每个LAN称作VLAN，VLAN之间的广播互不可达，VLAN间互不影响。每个VLAN是一个独立的广播域，如果不同VLAN中的结点想要互相访问，需要通过一台三层或三层以上设备才能实现（比如路由器、三层交换机、防火墙等）。这样就增加了安全性，可以在三层设备上配置访问列表来达到流量控制的目的。
为了提高处理效率，交换机内部的数据帧一律都带有VLANTag，以统一方式处理。当一个数据帧进入交换机接口时，如果没有带VLANTag，且该接口上配置了PVID（PortDefaultVLANID），那么，该数据帧就会被标记上接口的PVID。如果数据帧已经带有VLANTag，那么，即使接口已经配置了PVID，交换机不会再给数据帧标记VLANTag。
由于接口类型不同，交换机对帧的处理过程也不同。下面根据不同的接口类型分别介绍。
表1各类型接口对数据帧的处理方式
交换机间VLAN通信过程
这一部分结合下图，讲解一下802.1Q干线协议的工作流程：
图中PC1和PC2属于VLAN2，PC3和PC4属于VLAN3，SW1和SW2通过干线相连，干线运行的是802.1Q协议。
假设PC1发送消息给PC2，刚开始PC1不知道PC2的MAC地址，所以它首先发送ARP查询包，查询PC2的MAC地址，ARP查询包以广播形式发送。
交换机SW1收到PC1发送过来的ARP查询广播包，SW1知道数据是从fa0/0接收到的，fa0/0被划分到VLAN2中，是一个接入端口，SW1知道这是一个来自VLAN2的广播包，SW1在MAC地址表中加入PC1的MAC和VLAN号以及对应的端口号，非VLAN交换机和VLAN交换机都会根据数据的源地址进行学习，只不过VLAN交换机除了记录源MAC地址，还需要记录源MAC所对应的VLAN号。
SW1在收到的数据帧中加入VLAN2的标识（VLAN交换机从Access（接入）端口收
到数据时需要插入VLAN标识），接着SW1将这个VLAN2的广播包从除接收端口以外的所有属于VLAN2的接口以及主干发送出去，在从所有属于VLAN2的接入接口发送出去前需要去掉VLAN标识（VLAN交换机从Access将数据发出时要去掉VLAN标识，否则其他计算机不能识别这个加了标识的帧），从主干发送出去的帧不需要去掉VLAN标识（后面介绍到的本地VLAN除外）。也就是说如果此时SW1上还有一个非主干端口也被分配到VLAN2中，这个广播从这接入端口送出前要去掉VLAN标识，而从SW1的fa0/2发往SW2的数据帧不需要去掉VLAN标识（本地VLAN除外）。
PC3接收不到PC1发出的ARP广播请求，因为连接PC3的端口被划分到VLAN3中了，不属于VLAN2，一个VLAN是一个广播域。
当SW2从自己的fa0/2接口（主干接口）接收到一个数据帧时，SW2查看数据帧中的VLAN标识，并在本地MAC地址表中添加了帧中源MAC地址、VLAN号以及对应的端口号fa0/2。接下来SW2将决定往哪转发这个收到的数据帧，SW2通过查看VLAN标识和目的MAC地址，知道这是一个VLAN2的广播ARP查询包，SW2将这个包从除接收接口（fa0/2）以外的所有属于VLAN2的接口以及其他的主干接口（如果有）发送出去，同理，在发出去之前，如果接口属于接入接口，则去掉VLAN标识，如果是主干端口则保留VLAN标识。
PC4是收不到这个广播包的，因为不属于VLAN2，这个时候PC2收到了这个ARP请求包，发现请求的是自己的MAC地址，PC2封装ARP应答包发给SW2。
SW2收到这个应答包，首先学习PC2的MAC地址和VLAN号以及对应端口到自己的MAC地址表，然后给这个数据帧添加VLAN2标识，之后SW2查询MAC地址表，找到PC1对应的MAC号、VLAN号和端口号，SW2比较数据帧的源MAC和目的MAC在同一个VLAN2中，SW2将数据帧从目的MAC对应的fa0/2接口发出（PC1的MAC是第5步中收到SW1
发来的数据帧的时候记录的）。
SW1收到这个数据帧，首先也是对源MAC、VLAN号以及对应端口进行学习，然后查看数据帧中的目的MAC，之前已经保存过PC1的MAC，SW1将目的MAC所在VLAN号和源MAC所在VLAN号进行对比，发现他们处于同一个VLAN2下，SW2将这个数据帧中的VLAN标记去除并直接从目的MAC（PC1的MAC）所对应的端口fa0/0发给PC1。
PC1成功收到ARP应答包，接下来的通信过程和这个步骤类似。
总结：交换机何时添加802.1Q标签头（VLAN标签）与交换机的接口有关，如果交换机的接口接的是一台计算机，那么这个端口是接入端口，在数据帧进入时被添加802.1Q标签头，数据帧从接入端口发出时去掉标签头；如果交换机的接口接的是另外一台交换机，那么这个接口就属于主干接口（Trunk），数据从这种接口发出一般不会去掉标签头（后面演示的NativeVLAN除外）。
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