一、概述
以太网交换机对二层帧的转发处理比较复杂，很多同事都不是很清楚。本文将对此问题进行总结，并通过实验进行验证。
二、交换机基本概念
在了解交换机转发规则之前，我们先理解交换机的一些概念，如access、trunk、hybrid和PVID等，这些概念将会经常用到。
- access
以太网交换机的端口有三种链路类型：access、trunk和hybrid。
access是“接近、进入”的意思。access类型的端口只能属于1个VLAN，从access口出来的数据帧不带VLAN标签，一般用于连接计算机。 - trunk
“trunk”是“干线、树干”的意思。trunk类型的端口可以属于多个VLAN，可以接收和发送多个VLAN的数据帧，一般用于交换机之间的连接。
trunk端口用来在不同的交换机之间进行互联，以保证在跨越多个交换机上建立的同一个VLAN的成员能够相互通信。与一般的交换机的级联不同，trunk是基于OSI第二层的。
假如没有trunk技术，我们在两个交换机上分别划分了多个VLAN，那么交换机上相同VLAN的成员如果要互通，就需要在每个VLAN上各取1个端口作级联连接。如果交换机上划了10个VLAN，就需要10条级连线，端口效率太低了。
当交换机支持trunk技术时，就比较简单了，只需要在两个交换机之间有一条级联线，并将对应的端口设置为trunk，这条线路就可以承载交换机上所有VLAN的信息。
这样的话，就算交换机上设置了4094个VLAN，也仅需要1个端口就足够了。 - hybrid
“hybrid”是“混合的”的意思。hybrid口同时兼有access口和trunk口的特点。hybrid类型的端口可以属于多个VLAN，可以接收和发送多个VLAN帧，可以用于交换机之间连接，也可以用于连接用户的计算机。
hybrid端口可以根据需要，设置某些VLAN帧从hybrid口出去时带VLAN标签，某些VLAN帧不带VLAN标签。 - PVID
在VLAN技术中，PVID是端口的一个重要概念。我们先来理解PVID的含义。
“PVID”是“Port VLAN ID”的缩写，是“端口缺省VLAN ID”的意思，即一个端口缺省属于的VLAN。
PVID的作用是：当一个数据帧进入交换机端口时，如果没有带VLAN标签，且该端口上配置了PVID，那么，该数据帧就会被打上端口的PVID。如果进入的帧已经带有VLAN标签，那么交换机不会再增加VLAN标签，即使端口已经配置了PVID。
三、交换机端口接收数据帧的处理规则
首先，我们要明白交换机的一点原理：
为了快速高效处理，交换机内部的数据帧一律都带有VLAN标签，以统一方式处理。
当交换机从端口收到二层数据帧时：
-
Access端口
（1）收到一个二层帧
（2）判断是否有VLAN标签：没有则转到第3步，有则转到第4步
（3）打上端口的PVID，并进行交换转发
（4）若VLAN标签和PVID一致，转发VLAN帧；否则丢弃
-
trunk端口
（1）收到一个二层帧
（2）判断是否有VLAN标签：没有则转到第3步，有则转到第4步
（3）打上端口的PVID，并进行交换转发
（4）判断该trunk端口是否允许该VLAN帧进入：允许则转发，否则丢弃
（注意：trunk口允许或不允许VLAN帧，是对进入的帧而言的，对出去的帧没有限制。）
-
hybrid端口
（1）收到一个二层帧
（2）判断是否有VLAN标签：没有则转到第3步，有则转到第4步
（3）打上端口的PVID，并进行交换转发
（4）判断该hybrid端口是否允许该VLAN帧进入：允许则转发，否则丢弃
可以看到，trunk口和hybrid口对接收到的数据帧的处理规则是一样的。
四、交换机端口转发数据帧的处理规则
当交换机把数据帧转发出端口时：
-
Access端口
（1）将二层帧的VLAN标签剥离，直接发送出去
-
trunk端口
（1）比较端口的PVID和将要发送二层帧的VLAN标签
（2）如果两者相等则转到第3步，否则转到第4步
（3）剥离VLAN标签，再发送
（4）直接发送
-
hybrid端口
（1）判断VLAN在本端口的属性。用“dis interface”可看到该端口对哪些VLAN是untag，哪些VLAN是tag
（2）如果是untag则转到第3步，如果是tag则转到第4步
（3）剥离VLAN标签，再发送
（4）直接发送
说明：
（1）Hybrid口中允许的VLAN分为untag和tag两类，untag和tag是对出去的帧而言的，对进入的帧没有限制
（2）例如：“Untagged VLAN ID : 2,3”表示VLAN 2和VLAN 3的帧，从本hybrid口发送出去时，将被剥离VLAN标签
（3）例如：“tagged VLAN ID : 4,5”表示VLAN 4和VLAN 5的帧，从本hybrid口发送出去时，不剥离VLAN标签，直接发送
五、交换机转发数据帧的一个浅显比喻
以上介绍的交换机对数据帧的处理原则，比较枯燥，也不容易理解。我们用一个浅显的例子来比喻一下，以形象地理解。
- 旅客进入候机室
我们把交换机比作机场的候机室，所有不同航班的旅客（相当于不同VLAN的数据帧）都通过候机室进行“转发”。旅客可能会从四面八方、从不同的“入口”进入候机室，“入口”会有所不同（相当于端口有access、trunk和hybrid类型）。
不同航班的旅客，手里拿的机票会不一样（相当于打了不同VLAN标签的数据帧）。候机室的有些入口，如access入口，是有检票功能的。当旅客拿有机票进入时，会检查机票和本access入口通往的航班（相当于缺省PVID）是否一致。一致则让旅客进入；不一致，则拒绝旅客进入（直接丢弃）。就像到海南的机票，却在北京入口处检票一样，当然不让旅客进入了。如果旅客没有机票，则access入口会让他买本航班的机票（打上本端口的PVID）。
如果候机室的入口是trunk入口，也就是说这个入口是公共的入口，那么，持不同航班机票（相当于不同VLAN标签）的旅客可以带着机票进入。当然，如果trunk入口不允许某些航班不在此入口进入，则会把这些航班的旅客拦住的（直接丢弃）。如果允许，则让这些允许的航班的旅客带着机票，从trunk入口进入。当然，如果旅客没有机票，入口处会让你买票的（打上端口的PVID）。
如果候机室的入口是hybrid类型的，其情形和trunk类型时是一样的。 - 旅客走出候机室
现在，我们已经知道，在候机室（交换机）内部，所有旅客都是带有机票的了（交换机内部的所有数据帧都带有VLAN标签，以方便统一处理）。在候机室内部，旅客们怎么知道各自该往哪里走呢？
旅客们抬头一看，发现了一块巨大的电子公告牌，上面显示着某某航班从哪个出口登机，登机时间是什么，等等（这个电子公告牌对应的是交换机内部的MAC表。MAC表指明了目的MAC地址和到达此目的MAC地址的出口的对应关系。登机时间可理解为MAC表项的老化时间）。所以，旅客们就知道各自要怎么找到出口了。
如果出口是access出口，那么，出口通往的就是飞机了（对应地，access口一般接的是计算机）。access出口会把旅客的机票收下来（剥掉VLAN标签），把旅客送到飞机上（对应地，是access出口剥去VLAN标签，把VLAN帧变成标准的以太网帧，发送给计算机）。
如果出口是trunk出口，那么，这个trunk出口连接的是另外一个候机室。如果旅客的机票与trunk出口的默认航班（端口缺省PVID）一致，他就知道：我的航班的出口是这个trunk出口，所以，trunk出口会把旅客的机票没收下来（剥掉VLAN标签），旅客也就可以放心地出去了。
如果机票与trunk出口的默认航班（缺省PVID）不一致，他就知道，我的航班不在本trunk出口，是在后面出口检票，所以trunk出口会让旅客带着机票出去（相当于把VLAN帧透传出去）。
如果出口是hybrid口，它兼有access出口和trunk出口的特点，即某些航班的旅客可以在hybrid出口处检票后登机，某些航班的旅客可以带着机票走向另外的入口。当hybrid出口设置了对某些航班进行检票（untagged）时，它就相当于access出口的功能，收下旅客的机票（剥离VLAN标签），再把旅客送出去。当hybrid出口设置了对某些航班不进行检票（tagged）时，旅客可以带着机票走出去，这时候hybrid出口又相当trunk出口。
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