vlan 抓包分析

Posted 2020-10-04

# vlan (virtual LAN )
# 一台未设置任何VLAN的二层交换机上，任何广播帧都会被转发给除接收端口外的所有其他端口（Flooding）。VLAN通过限制广播帧转发的范围分割了广播域
# 802.1Q也即“Virtual Bridged Local Area Networks”（虚拟桥接局域网，简称“虚拟局域网”）协议，公有协议
# ISL&DISL思科交换链路内协议和动态 ISL协议（ISL & DISL:Cisco Inter-Switch Link Protocol and Dynamic ISL Protocol） 交换链路内协议（ISL），是思科私有协议
# 802.1Q和ISL主要区别：
# ISL 思科私有标准，只用于思科设备之间互联，在数据帧头部和尾部封装30byte的开销；
# 802.1Q 国际标准协议，适用于各个厂商生产的交换机，在数据帧内部增加4byte的开销；

# 以太网帧结构和802.1Q帧结构
# 以太网帧格式
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 | DMAC(6bytes) | SMAC(6bytes) | Ether-Type(2bytes) | DATA |
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# 802.1Q 以太网帧格式
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 | DMAC(6bytes) | SMAC(6bytes) | Ether-Type(0x8100)| VLAN(4bytes) | Ether-Type(2bytes) | DATA |
 |--------------------------------------------------------------------------------------------|

 # VLAN TAG的格式
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 | Ether-Type(0x8100)| PRI(3bits) | CFI(1bit) | TAG(12bits) | Ether-Type(2bytes) | DATA |
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# PRI：帧优先级，就是通常所说的802.1p，(LAN Layer 2 QoS/CoS Protocol for Traffic Prioritization ) 有关流量优先级LAN第二层QoS/CoS协议
# 1(background),0(默认，没有优先级),2 (excellent effort),3(关键应用),4 (视频),5 (语音),6 (网间控制),7 (网络控制)
# CFI：规范标识位，0为规范格式，用于802.3或EthII。1为非规范格式，它被用在令牌环/源路由FDDI介质访问方法中来指示封装帧中所带地址的比特次序信息
# TAG：就是我们通常说的VLAN ID，12bit，指明VLAN的ID，一共4096个
# 12bit 0-4095
#  1:系统vlan
#  2-1001:以太vlan
#  1002/1003/1004/1005: tocken ring
#  1006-2095:扩展vlan vtp3 vtp1/2 transparant
# Ether-Type：标识紧随其后的数据类型。

# VLAN TAG处理过程
# PC    ：大部分的PC（专用的，或用于测试的除外）是工作在应用层的，缺省情况下是不支持(其实也不需要)VLAN TAG的。也就是说，PC发出的都是UNTAGED数据帧。

# Router：路由器是支持VLAN TAG的。也就是说，路由器可以发出TAGED数据帧，也可以发出UNTAGED数据帧。需要说明的是，路由器是处理数据包的三层信息的，对于二层信息#        （包括VLAN信息），路由器只是检查其有效性，之后将其剥离。这个过程就是我们常说的‘终结’，也就是说，路由器会终结掉报文的VLAN信息的。

# Switch：以太网交换机。VLAN技术就是主要针对于交换机提出的，所以，在讨论VLAN概念时都是立足于交换机来讨论。很显然，交换机既支持收发TAGED数据帧，
#        也支持收发UNTAGED数据帧。从严格意义上讲，引入VLAN后，交换机的行为不再是‘透明传输’，因为数据帧经过交换机后可能发生了变化。

# 所有能感知VLAN的交换机，报文在交换机内部转发过程中都是带Tag的。在交给交换芯片处理之前，或者交换芯片交给端口时会根据端口的设置添加或去掉Tag。
# 如果没有进行配置，默认所有的端口都处于Access模式。一般来说，对端口来说与VLAN相关的有三个属性，PVID、Tag Vlan、Untag Vlan。PVID有且只有一个，Tag Vlan和Untag Vlan可能有一个，多个，也可以没有，但两个至少其中一个有一个。

# PVID的作用是：如果此端口收到一个Untag的报文，则交换机会根据PVID的值给此报文打上等于PVID的Tag，然后交给交换芯片处理；如果交换芯片要将一个报文从此端口发送，发现此报文的Tag值与PVID相同，则会将Tag去掉，然后从此端口发送出去。

# Tag Vlan和Untag Vlan主要是用于报文发送的处理，如果交换芯片要将报文从此端口发送，发现报文的Tag在此端口的Tag Vlan中，且不等于PVID，则此报文将以Tag的形式发送出去，如果在Untag Vlan中，则以Untag形式发出去。如果报文的Tag既不在Tag Vlan中，也不在Untag Vlan中，则只有一种可能，交换芯片出毛病了。这就是交换机处理Vlan Tag的基本原则了。可以如图所示，即Tag处理只在交换芯片的进、出时刻。

# 1、路由发出 UNTAGED 以太帧
Frame 37: 114 bytes on wire (912 bits), 114 bytes captured (912 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: aa:bb:cc:00:06:00 (aa:bb:cc:00:06:00), Dst: aa:bb:cc:00:04:00 (aa:bb:cc:00:04:00)
    Destination: aa:bb:cc:00:04:00 (aa:bb:cc:00:04:00)
    Source: aa:bb:cc:00:06:00 (aa:bb:cc:00:06:00)
    Type: IPv4 (0x0800)    # 
Internet Protocol Version 4, Src: 1.1.1.1, Dst: 1.1.1.3
Internet Control Message Protocol

# 2、从access vlan 10口进入，并从trunk 口出
Frame 96: 118 bytes on wire (944 bits), 118 bytes captured (944 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: aa:bb:cc:00:06:00 (aa:bb:cc:00:06:00), Dst: aa:bb:cc:00:04:00 (aa:bb:cc:00:04:00)
    Destination: aa:bb:cc:00:04:00 (aa:bb:cc:00:04:00)
    Source: aa:bb:cc:00:06:00 (aa:bb:cc:00:06:00)
    Type: 802.1Q Virtual LAN (0x8100)
802.1Q Virtual LAN, PRI: 0, CFI: 0, ID: 10    
    000. .... .... .... = Priority: Best Effort (default) (0)
    ...0 .... .... .... = CFI: Canonical (0)
    .... 0000 0000 1010 = ID: 10        
    Type: IPv4 (0x0800)
Internet Protocol Version 4, Src: 1.1.1.1, Dst: 1.1.1.3
Internet Control Message Protocol

# 3、从trunk 口入，并从access vlan 10 口出
Frame 29: 114 bytes on wire (912 bits), 114 bytes captured (912 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: aa:bb:cc:00:06:00 (aa:bb:cc:00:06:00), Dst: aa:bb:cc:00:04:00 (aa:bb:cc:00:04:00)
    Destination: aa:bb:cc:00:04:00 (aa:bb:cc:00:04:00)
    Source: aa:bb:cc:00:06:00 (aa:bb:cc:00:06:00)
    Type: IPv4 (0x0800)
Internet Protocol Version 4, Src: 1.1.1.1, Dst: 1.1.1.3
Internet Control Message Protocol