深入解析LLDP協議

一、簡介

LLDP，即鏈路層發現協議（Link Layer Discovery Protocol），是一種與廠商無關的網絡協議，用於發現直接相連的設備、設備類型、數量、端口號等信息。它是標準的以太網物理層協議，於2001年被IEEE 802.1AB標準化。

二、消息格式

LLDP協議通過發送和接收LLDP數據單元來實現設備之間的通信。LLDP數據單元由類型、長度、值組成，格式如下：

┌────┬───────┬────┬───────┬────┬───────┐
│頭部  │   TLV1   │   TLV2  │  TLV3 │   尾部  │
└────┴───────┴────┴───────┴────┴───────┘

其中：

• 頭部：包含參數如版本、長度等。
• TLV：即type、length、value，包含四個部分：
  • type：描述信息的類型，佔用7個比特位，最多定義255種。例如，鄰居設備的端口ID為2的時候TLP的type值為2;
  • length：描述type字段後面長度，佔用9個比特位，最多支持511字節；
  • value：具體描述信息，佔據(type+length)個字節；
• 尾部：佔用0個字節，其目的是幫助接收者正確解讀LLDPDU。

三、發送流程

發送LLDP數據單元的主機，需要執行以下操作：

1. 設置LLDP報文頭的長度字段。
2. 將端口的MAC地址（即源MAC地址）作為LLDP報文的源MAC地址。
3. 逐個添加需要發送的TLV類型。
4. 在LLDP報文尾部添加一個空的TLV，以幫助接收方識別LLDP幀結束。
5. 設置以太網幀的目標MAC地址為LLDP多播地址 01:80:c2:00:00:0e（交叉域多播地址）。
6. 通過選定的物理層介質（例如，有線或無線）傳輸該幀，以便其到達鄰接交換機或直接連接的設備。

圖示如下：

┌──────────────────────────┐
│        Ethernet II       │
├───────────┬──────────────┤
│LLDP頭部  │   TLV1   │
├───────────┼──────────────┤
│TLV2   │   TLV3   │
├───────────┼────────────────┤
│    │   TLVn   │    尾部      │
└───────────┴────────────────┘

四、接收流程

接收LLDP數據單元的主機，需要執行以下操作：

1. 解析以太網幀，以識別LLDP幀。
2. 驗證LLDP幀頭，以確定它的長度是否正確。
3. 查找源MAC地址，用於確定LLDP報文源。
4. 處理每個TLV類型的值，以確定是否與其他LLDP幀有衝突。

五、應用場景

LLDP協議常用於以下場景：

• 拓撲發現：通過LLDP協議，可以發現與自己直接相連的交換機及設備的信息，從而了解整個網絡拓撲結構。
• 伺服系統識別：LLDP協議可以幫助伺服系統識別鄰居的信息和端口配置，從而更加智能地管理網絡資源。
• 安全控制：LLDP協議可以提供設備之間必要的信息，以實現安全控制和網絡監控。

六、總結

LLDP協議是一種典型的鏈路層發現協議，主要用於發現直接相連的設備、設備類型、數量、端口號等信息，具有良好的跨平台兼容性和零配置簡便性。在實際應用中，LLDP協議經常作為網絡管理中的一個重要組成部分，應被廣泛關注和使用。