【Linux 】网络知识点——802.1Q 协议详解(VLAN 标签协议)

肥钦实验室，公众号：404技术实验室【Linux】网络知识点——什么是vlan

一、802.1Q 是干嘛的？

• 给以太网帧增加 4 字节 VLAN 标签
• 实现 一条物理线 → 多个逻辑隔离网络
• 不同 VLAN 之间默认 二层隔离，不能直接互通
• 车载场景常用：动力域 VLAN、座舱域 VLAN、驾驶域 VLAN 物理共用一条车载以太网，逻辑完全隔离

二、802.1Q 帧格式（最重要）

在 源 MAC 地址 和 类型字段之间 插入 4 字节标签：

普通以太网帧：目的MAC(6) + 源MAC(6) + 类型(2) + 数据

带 802.1Q 标签的帧：目的MAC(6) + 源MAC(6) + **TPID(2) + TCI(2)** + 类型(2) + 数据

4 字节 VLAN 标签结构

1. TPID（2 字节）固定值：0x8100表示：这是一个 802.1Q VLAN 帧

2. TCI（2 字节） 包含：

• 范围：1 ~ 4094
• 0 和 4095 保留
• 默认 VLAN 是 VLAN 1
• PRI（3bit）
  ：优先级（QoS，车载非常重要）
• CFI（1bit）
  ：0 表示以太网
• VID（12bit）
  ：VLAN ID

三、关键概念（Linux + 车载必懂）

1. Access 口

• 只属于 一个 VLAN
• 发出的帧 不带标签
• 接入普通设备：ECU、相机、主机

2. Trunk 口（干道口）

• 同时传输 多个 VLAN
• 帧 带 802.1Q 标签
• 用于：交换机↔交换机、交换机↔车载网关
• 车载以太网核心口类型

3. Native VLAN（缺省 VLAN）

• Trunk 上不打标签的 VLAN
• 一般是 VLAN 1
• 兼容不支持 VLAN 的设备

4. PVID

• 端口收到 无标签帧 时，给它打的默认 VLAN ID

四、802.1Q 在 Linux 中怎么工作？

Linux 内核支持 802.1Q，通过 子接口（VLAN 接口） 实现。

格式：eth0.10 → 物理网卡 eth0 + VLAN 10

工作流程

1. 网卡收到带标签的帧 → 内核识别 0x8100
2. 根据 VID 交给 eth0.VID 子接口
3. 从子接口发出的帧 → 自动打上对应 VLAN 标签

五、Linux 配置 802.1Q 命令（实战）

1. 加载 802.1Q 模块

modprobe 8021q

2. 创建 VLAN 接口（eth0.10 = VLAN 10）

ip linkaddlink eth0 name eth0.10 type vlan id10

3. 配置 IP 并启动

ip addr add192.168.10.100/24 dev eth0.10ip link set up eth0.10

4. 查看 VLAN 配置

ip -d link show eth0.10cat /proc/net/vlan/config

5. 删除 VLAN

ip link del eth0.10

六、车载以太网 802.1Q 典型用法

1. 多域隔离
• VLAN 10：动力域
• VLAN 20：自动驾驶域
• VLAN 30：座舱娱乐域
2. 一条车载以太网（1000BASE-T1）跑所有域
3. 配合交换机 Trunk 口
4. PRI 优先级保证自动驾驶流量最高优先

七、常见面试 / 调试要点

1. 802.1Q 标签占多少字节？

4 字节

2. 最大支持多少 VLAN？

4094 个（1~4094）

3. Trunk 和 Access 区别？

• Trunk：多 VLAN、带标签
• Access：单 VLAN、不带标签

4. Linux 上抓带 VLAN 标签的包

tcpdump  -i eth0 -e vlan

八、极简总结

802.1Q 是给以太网帧加 4 字节 VLAN 标签 的协议，实现一条物理线多逻辑隔离网络。Linux 用 eth0.vid 子接口支持，车载以太网里是域隔离、QoS、多网段复用的基础协议。