GVRP协议与动态、静态vlan

一、GVRP协议使用场景

1、当实际组网复杂到网络管理员无法短时间内了解网络的拓扑结构，或者是整个网络的VLAN太多时，工作量会非常大，而且非常容易配置错误。在这种情况下，用户可以通过GVRP的VLAN自动注册功能完成VLAN的配置。
2、GVRP特性使得不同设备上的VLAN信息可以由协议动态维护和更新，用户只需要对少数设备进行VLAN配置即可应用到整个交换网络，无需耗费大量时间进行拓扑分析和配置管理。
3、主干结构使用的是华为系列智能网管型交换机时。
4、网络覆盖范围较大时，不建议使用GVRP协议。当需要GARP动态注册的VLAN数量较多或网络半径较大时，使用缺省定时器值可能会导致VLAN震荡、设备CPU占用率偏高。

二、GVRP协议简介

（一）GVRP协议的三类消息

GVRP协议应用实体之间的信息交换借助于消息的传递来完成，主要有三类消息起作用，分别为Join消息、Leave消息和Leave All消息。
1、Join消息：当一个GARP应用实体希望其它设备注册自己的属性信息时，它将对外发送Join消息；当收到其它实体的Join消息或本设备静态配置了某些属性，需要其它GARP应用实体进行注册时，它也会向外发送Join消息。
Join消息分为Join Empty和Join In两种，区别如下：
（1）Join Empty：声明一个本身没有注册的属性。
（2）Join In：声明一个本身已经注册的属性。
2、Leave消息：当一个GARP应用实体希望其它设备注销自己的属性信息时，它将对外发送Leave消息；当收到其它实体的Leave消息注销某些属性或静态注销了某些属性后，它也会向外发送Leave消息。
Leave消息分为Leave Empty和Leave In两种，区别如下：
（1）Leave Empty：注销一个本身没有注册的属性。
（2）Leave In：注销一个本身已经注册的属性。
3、Leave All消息：每个应用实体启动后，将同时启动Leave All定时器，当该定时器超时后应用实体将对外发送Leave All消息。
Leave All消息用来注销所有的属性，以使其它应用实体重新注册本实体上所有的属性信息，以此来周期性地清除网络中的垃圾属性（例如某个属性已经被删除，但由于设备突然断电，并没有发送Leave消息来通知其他实体注销此属性）。
每个GARP应用实体启动后，将同时启动Leave All定时器，当该定时器超时后GARP应用实体将对外发送Leave All消息，随后再启动Leave All定时器，开始新的一轮循环。

（二）GVRP协议的注册模式：

手工配置的VLAN称为静态VLAN，通过GVRP协议创建的VLAN称为动态VLAN。GVRP有三种注册模式，不同的模式对静态VLAN和动态VLAN的处理方式也不同。GVRP的三种注册模式分别定义如下：
1、Normal模式：允许动态VLAN在端口上进行注册，同时会发送静态VLAN和动态VLAN的声明消息。
2、Fixed模式：不允许动态VLAN在端口上注册，只发送静态VLAN的声明消息。
3、Forbidden模式：不允许动态VLAN在端口上进行注册，同时删除端口上除VLAN1外的所有VLAN，只发送VLAN1的声明消息。

（三）VLAN的注册和注销

1、GVRP协议可以实现VLAN属性的自动注册和注销：
（1）VLAN的注册：指的是将端口加入VLAN。
（2）VLAN的注销：指的是将端口退出VLAN。
2、GVRP协议通过声明和回收声明实现VLAN属性的注册和注销。
（1）当端口接收到一个VLAN属性声明时，该端口将注册该声明中包含的VLAN信息（端口加入VLAN）。
（2）当端口接收到一个VLAN属性的回收声明时，该端口将注销该声明中包含的VLAN信息（端口退出VLAN）。
3、说明：GVRP协议的属性注册和注销仅仅是对于接收到GVRP协议报文的端口而言的。

三、拓扑图：

四、配置过程：

配置命令理解参考：
https://blog.csdn.net/weixin_43075093/article/details/130466915
https://blog.csdn.net/weixin_43075093/article/details/130662938
https://blog.csdn.net/weixin_43075093/article/details/130893922

（一）LSW1:

System-view
sysname LSW1
Gvrp
vlan batch 10 20
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
gvrp
interface Ethernet0/0/1
interface Ethernet0/0/2
port link-type access
port default vlan 10
interface Ethernet0/0/3
port link-type access
port default vlan 20

（二）LSW2：

System-view
sysname LSW2
Gvrp
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
gvrp
interface GigabitEthernet0/0/2
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
gvrp

（三）LSW3:

System-view
sysname LSW3
gvrp
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
gvrp
interface GigabitEthernet0/0/2
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
gvrp
interface GigabitEthernet0/0/3
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
gvrp

（四）LSW4:

System-view
sysname LSW4
gvrp
vlan batch 30 40
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
gvrp
gvrp registration fixed
interface Ethernet0/0/1
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
gvrp
interface Ethernet0/0/2
port link-type access
port default vlan 30
interface Ethernet0/0/3
port link-type access
port default vlan 40

（五）LSW5：

System-view
sysname LSW5
gvrp
vlan batch 50
interface GigabitEthernet0/0/1
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 2 to 4094
gvrp
gvrp registration forbidden
interface Ethernet0/0/1
port link-type access
port default vlan 50

五、结果验证：

（一）在不同的交换机上查看GVRP协议的工作模式和vlan运行状态

1、在LSW1上查看动态与静态vlan：
相对LSW1来说，vlan30和vlan40是动态的；vlan10和van20是自己创建的静态vlan。vlan50被forbidden模式抑制。如下图：

2、在LSW2上查看动态与静态vlan：

相对LSW2来说，van10、20、30、40都是动态vlan，在LSW2上的2个接口运行的GVRP协议都是normal模式。LSW4的接口运行的Fixed模式：不允许动态VLAN在端口上注册，只发送静态VLAN的声明消息，所以vlan30、40能声明后由LSW3和LSW2接收到。vlan 50仍然是被forbidden模式抑制。

3、在LSW3上查看动态与静态vlan：

相对LSW3来说，3个接口都开启了GVRP的normal模式，所以也能收到vlan1、 10、20、30、40的声明，能透传这几个vlan的数据。其中vlan10、20、30、40都不是在本地创建的静态vlan，所以都是dynamic动态vlan。
4、在LSW4上查看动态与静态vlan：

由于LSW4的G0/0/1接口开启GVRP协议时使用的是fixed模式，所以只声明自己创建的静态vlan30、40，不能传递LSW1创建的vlan10、20。相对LSW4来说，LSW1创建的vlan 10、20，在自己看来属于动态vlan，所以不声明，不透传。Vlan 50仍被LSW5的forbidden模式抑制，该模式只传递vlan1。

5、在LSW5上查看动态与静态vlan：

由于LSW5的上行接口G0/0/1开启的是GVRP协议的forbidden模式，该模式只传递vlan1的声明，所以LSW5只转发vlan1和自己创建的vlan50的数据，且vlan50的数据只在本交换机内转发。

（二）抓包查看不同的消息状态

1、join empty消息：声明一个本身没有注册的属性。

2、join in消息：声明一个本身已经注册的属性。

3、Leave Empty：注销一个本身没有注册的属性消息。当一个GARP应用实体希望其它设备注销自己的属性信息时，它将对外发送Leave消息；当收到其它实体的Leave消息注销某些属性或静态注销了某些属性后，它也会向外发送Leave消息。

4、Leave in消息：注销一个本身已经注册的属性。
（1）拓扑图中，LSW1与LSW3上都创建了静态vlan10时，在LSW2上查看vlan如下图：

两端（LSW1、LSW3）都会声明动态vlan10给LSW2，如上图。
（2）在LSW1上断开G0/0/1端口

（3）在LSW2的G0/0/1接口抓包可看到leave in消息，如下图：

5、Leave All消息：每个应用实体启动后，将同时启动Leave All定时器，当该定时器超时后应用实体将对外发送Leave All消息。

至此，本文运用的GVRP协议结束，不足之处敬请批评指正。