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

1. 2个字节的标签协议标识（TPID，它的值是0X8100），
2. 两个字节的标签控制信息（TCI），
3. 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