计算机基础理论知识梳理篇(三)：VLAN与VLAN网卡相关概念

VLAN(Virtual Local Area Network)

虚拟局域网（VLAN，802.1Q）是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样。VLAN是一种比较新的技术，工作在OSI(Open System Interconnect，开放式系统互联)参考模型的第2层和第3层，一个VLAN就是一个广播域。VLAN通常在交换机或路由器上实现，在以太网帧中增加VLAN标签来给以太网帧分类，具有相同VLAN标签的以太网帧在同一个广播域中传送。802.1Q定义的32位标签位于分组包头的目的地址与源地址之后，包括3个优先位用于标识802.1q交换、1个识别位用于可选的令牌环网的外部、12个虚拟局域网ID位用于标识虚拟局域网的成员资格、16位用于修改“Ether Type"帧。VLAN内部成员间的通信可通过第3层的路由器来完成的，用户可以自由地在网络中移动办公，不论他在何处接入交换网络，他都可以与VLAN内其他用户自如通讯。在计算机网络中，一个网络可以被划分为多个不同的广播域，一个广播域对应了一个特定的用户组。VLAN具有以下优点：

• 网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少。
• 可以控制广播活动。
• 可提高网络的安全性。

在共享网络中，一个物理的网段就是一个广播域；在交换网络中，广播域可以是由一组任意选定的MAC地址组成的虚拟网段，使得网络中工作组的划分可以突破共享网络中的地理位置限制，而完全根据管理功能来划分。

VLAN-VPN 隧道技术通过在运营商接入端为用户的私网报文封装外层VLAN Tag，使报文携带两层VLAN Tag 穿越公网；在公网中，报文只根据外层VLAN Tag（即公网VLAN Tag）进行传输，用户的私网VLAN Tag 则当作报文中的数据部分来进行传输。

物理网卡、子网卡(虚拟网卡)、VLAN网卡之间的区别

物理网卡：指实体网络接口设备，如系统中的eth0、eth1等就属于这一类。

子网卡(虚拟网卡、逻辑网卡、物理网卡别名)：依赖于一块物理网卡而存在(不是实际存在的单体网络接口设备)，拥有独立的IP地址和配置文件，可以作为网络接口在系统中出现，如系统中eth0:1就是物理网卡eth0的一张子网卡；但当所依赖的物理网卡不启用时（Down状态），子网卡也不能工作。为应用配置单独的(虚拟)IP地址，以达到主机与应用的分离,在应用切换与迁移过程中可以做到动态切换，此时创建一张虚拟网卡便可轻松实现该目的。

Ubuntu Kylin 16.04 LTS是以eno1来命名第一块物理网卡，别的Linux版本可能会以eth0来命名第一块物理网卡。
下边是创建物理网卡eno1的第一块逻辑网卡eno1:0的三种方法：

1）sudo ifconfig -v eno1:0 172.17.0.15/16

2）在/etc/network/interfaces尾部添加下列行：
     allow-hotplug eno1:0 #可通过ifup eno1:0手动启动，ifdown eno1:0手动关闭
     #auto eno1:0 #auto可以开机自启动
     iface eno1:0 inet static
     address 172.17.0.15/16
     # netmask 255.255.0.0
     # network 172.17.0.0
     # broadcast 172.17.255.255

3）sudo ip addr add 172.17.0.15/16 brd + dev eno1 label eno1:0
   #可参考 http://www.policyrouting.org/iproute2.doc.html#ss9.1.1
   #scope global --- the address is globally valid.
   #scope site --- (IPv6 only) address is site local, valid only inside this site.
   #scope link --- the address is link local, valid only on this device.
   #scope host --- the address is valid only inside this host.

If your kernel supports alias interfaces, you can specify them with eth0:0 for the 
first alias of eth0. You can use them to assign a second address. To delete an alias 
interface use ifconfig eth0:0 down.

VLAN网卡：它也不是实际存在的网络接口设备，也可以作为网络接口在系统中出现，但没有自己的配置文件，如系统中的eth0.1是与物理网卡eth0关联的VLAN网卡。如果将一个物理网卡通过vconfig命令添加到多个VLAN当中去的话，就会有多个VLAN虚拟网卡出现，所产生的相关VLAN信息都保存在/proc/net/vlan/config这个临时文件中的，而没有独立的配置文件。