原文地址：交换trunk基础知识
作者：红茶三杯
作者：红茶三杯
一、Trunk概述
- 当一条链路，需要承载多VLAN信息的时候，需使用trunk来实现
- Trunk两端的交换机需采用相同的干道协议
- 一般见于交换机之间或交换机与路由器、服务器之间
二、封装协议
1.baby giant frame大于标准的MTU1500字节，但是小于2000字节
对于采用ISL封装的，MTU=1548 (下文有解释)
对于Dot1Q
2.Vlan范围和映射
ISL 支持的vlan编号是1-1005（默认允许正常的），802.1q是1-4094（默认允许所有正常和扩展的）
所以当穿过802.1q和ISL的干道的时候就需要映射。
（1） 单台交换机上最多允许8个802.1q到ISL vlan的映射
（2） 只能映射到ethernet的vlan
（3） 该被映射的ethernet vlan将被阻塞
（4） 映射仅在本地有效
3.链路聚集模式
- trunk
永久链路聚集模式，强制trunk，发送DTP帧 - Nonegotiate
永久链路聚集模式，必须手动将邻居配为干道口，不发送DTP帧。一般用于对端设备不支持DTP的情况 - Desirable
主动尝试将链路成为干道 （默认模式），发送DTP帧，如果邻接接口为trunk、desirable、或AUTO，那么此接口成为Trunk。 - Auto
接口愿意成为trunk，如果邻接接口被设置为trunk或desirable，那么接口就成为trunk - Access
永久的nontrunking模式，并且与对端接口协商，使其成为nontrunking链路
三、ISL
- CISCO私有协议
- 支持PVST
- 在原始的数据帧基础上封装上ISL头及新的FCS
- 没有修改原始的数据帧，因此处理效率比802.1Q高
- VLAN字段，15个比特目前用了10个，那么最多支持2的10次方=1024个VLAN
- “原始以太网帧”最大是1518个字节，1500的IP MTU，加上源目的MAC地址共12，类型字段2个， CRC4，再加上30字节的ISL封装，就是1548字节了
上图中几个字段（ISL头）的描述如下：
- DA
40bit的组播地址用于标示这个FRAME是ISL的 - TYPE
标示这个帧是什么类型的，如以太、令牌环等 - SA
发送帧的原交换机MAC - AAAA03
SNAP（固定值） - VLAN
15个比特目前用了10个，那么最多支持2的10次方=1024个VLAN - INDEX
这个帧的对端交换机来源端口
所以ISL帧最大1548bytes（1518+26+4）
四、Dot1q
1.帧格式
802.1Q Tag包含4个字段，其含义如下：
- Type
长度为2字节，表示帧类型。取值为0x8100时表示802.1Q Tag帧。如果不支持802.1Q的设备收到这样的帧，会将其丢弃。
- PRI
Priority，长度为3比特，表示帧的优先级，取值范围为0～7，值越大优先级越高。
用于当交换机阻塞时，优先发送优先级高的数据包。
- CFI
Canonical Format Indicator，长度为1比特，表示MAC地址是否是经典格式。
CFI为0说明是经典格式，
CFI为1表示为非经典格式。用于区分以太网帧、FDDI（Fiber Distributed Digital Interface）帧和令牌环网帧。
在以太网中，CFI的值为0。
- VID
VLAN ID，长度为12比特，表示该帧所属的VLAN。在VRP中，可配置的VLAN ID取值范围为1～4094。
2.优缺点
缺点是破坏了原始以太帧以及重新计算FCS，ISL是直接封装头和尾。DOT1q公用，ISL私有
802.1Q支持4096个VLAN
最大帧：1518+4=1522
3.Native Vlan
在802.1q的native vlan 是不打标签的，使用Dot1q的交换机把所有未被标记的frame转发到native vlan 中，而ISL会对所有的数据帧，包括native vlan 进行封装，因此如果收到没有封装的数据帧它会丢弃（ISL没有native VLAN的概念）。
- Native VLAN所属的帧在经过trunk时不打标签
- Native VLAN在Trunk两端必须匹配，否则会出现VLAN流量互串
- 默认的native vlan是vlan 1
- 建议将一个生僻的VLAN配置为Native vlan
我们看上面这个图，两台交换机trunk两端native vlan不一样，会有什么问题？首先两端的vlan2通信肯定是没有问题的，但是vlan3 和vlan4通信就有问题了，左边vlan3的用户发出来的数据帧从左交换机出去上trunk，是不打标签的，但是这些数据帧到了右交换机，它会认为这些数据帧是属于vlan4的，这就出现问题了。
相关配置：
Switch(config-if)# switchport trunk native vlan ?
在trunk上设置native vlan
Switch(config)# vlan dot1q tag native
上述命令将对native vlan也打标签
4.Vlan范围
五、DTP
- Trunk可以手工静态配置或者通过DTP进行协商
- DTP使得交换机之间能够进行trunk协商
六、Trunk配置
Switch(config-if)# switchport mode access
将接口设置为access模式
Switch(config-if)# switchport mode encapsulation {dot1q | ISL}
如果接口为trunk，设置干道协议类型
Switch(config-if)# switchport mode dynamic {auto | desirable}
将接口设置为DTP动态协商，可选auto或desirable
Switch(config-if)# switchport nonegotiate
将接口设置为nonegotiate，不发送DTP帧，如果配置为非协商，那么就必须手工配置接口模式，为access或trunk
SW1(config)# interface fast0/23
SW1(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q
SW1(config-if)# switchport mode trunk
SW1(config-if)# switchport native vlan 1
SW1(config-if)# switchport nonegotiate
SW1(config-if)# switchport trunk allowed vlan ?
上图中，两端PC都属于vlan10d的话，如果SW1的fa0/23口将vlan10remove掉，那么PC肯定就无法通信了。
七、MTU问题
MTU就是最大传输单元，不同的系统对于MTU的设定和理解是不同的。
CISCO IOS上，interface x接口模式下：
- MTU ? 指的是二层的MTU，这是接口MTU，指的是不包含二层帧头的、Payload的MTU，这个MTU值一般是不能手工修改的，默认是1500字节。如此一来CISCO路由器支持的二层数据帧最大值就是1500的payload加上二层帧头及二层FCS：目的mac6字节+源mac6字节+类型字段2字节+FCS4字节，所以总的就是1518字节。
- Ip mtu ? 指的是三层的MTU，这个值可以手工修改，但是最大值必须小于接口的二层MTU值也就是1500。这个MTU指的是三层IP包的总大小，如果接口发出的包大于这个接口的ip mtu，那么这个IP包将被分片
做个测试：上图中，R1的fa0/0口 ip mtu为1500，
我们去ping 1.1.1.2 repeat 1 size 1500，我们会发现R1直接将一个ICMP包发出去了，没有分片，报文如下：
从报文中我们可以看到，这个IP包的大小为1500字节。
其中IP报头20字节，ICMP报头8字节，ICMP data荷载 1472字节，刚好1500字节。
因此在CISCO IOS设备上，ping后面跟着的size指的就是发出去的IP包整个的大小。
而在windows PC 的cmd下，ping后跟的包大小就是ICMP data大小，ping –l 1472，产生的包就是1500字节
还是上面的例子，如果我们在R1上，ping 1.1.1.2 repeat 1 size 1501，这个时候，R1由于产生的这个IP包大于mtu 1500，因此会被分片，然后在R2上，这两个分片被重组。
