Протокол IEEE 802.1q Технология виртуальных сетей (VLAN)

Коммутаторы разделяют сеть на отдельные коллизионные домены, но широковещательный кадр они обязаны транслировать во все свои порты. Виртуальной сетью называется группа узлов сети, трафик которой, в том числе и широковещательный, на канальном уровне полностью изолирован от других узлов сети. Это означает, что передача кадров между разными виртуальными сегментами на основании адреса канального уровня невозможна, независимо от типа адреса - уникального, группового или широковещательного. Виртуальная сеть образует домен широковещательного трафика (broadcast domain).

Существует несколько способов построения виртуальных сетей:

· Группировка портов.

· Группировка МАС-адресов.

· Использование меток в дополнительном поле кадра – частные протоколы и спецификации IEEE 802.1q.

Первые два способа основаны на использовании администрирования сетевых устройств второго уровня (коммутаторов). Они весьма трудоемки и применимы для относительно небольших сетей. Третий способ позволяет избавиться от этих проблем и достаточно давно реализуется, например, в оборудовании Cisco c использованием протокола ISL (InterSwitch Link). В этом протоколе к стандартному кадру Ethernet добавляется дополнительный заголовок длиною 26 байт и итоговая контрольная сумм 4 байта. В итоге кадр увеличивается на 30 байт и становится «непонятным» оборудованию других производителей.

Для решения проблемы совместимости IEEE в качестве стандартного метода маркирования кадров был предложен протокол 802.1q. Протокол предполагает вставку в кадр дополнительного поля (тэга) длиной 4 байта между MAC-адресом источника и полем Type/Length для идентификации принадлежности VLAN. После добавления тега пересчитывается контрольная сумма оригинального кадра. Дополнительное поле несет следующую информацию:

биты
значение поля	TPID	PRIORITY	CFI	VID

TPID - Tag Protocol Identifier, идентификатор тегирующего протокола. Устанавливается значение 0x8100, обозначает фрейм, инкапсулированный по протоколу 802.1Q.

PRIORITY - пользовательский приоритет, 3 бита, содержит информацию для приоритезирования по протоколу 802.1p. Возможные уровни приоритета - от 0 до 7.

CFI - Canonical Format Indicator, индикатор канонического формата. 1-битовое поле. При значении 0 указывает на то, что MAC-адрес указан в каноническом формате, при значении "1" - не в каноническом.

VID - VLAN Identifier, идентификатор влана. Указатель на номер влана, которому принадлежит пакет. Имеет значения в диапазоне от 0 до 4095.

Как видим, данный протокол позволяет организовать до 4096 виртуальных сетей. Кроме того он совместим с протоколом 802.1p и позволяет приоритезировать трафик.

Очевидно, что такое тегирование кадров необходимо только в тех сегментах, где одновременно присутствуют кадры нескольких виртуальных сетей:

В современных сетях обычно это имеет место только в магистральных каналах – транках. Перед передачей кадра в сегмент, обслуживающий одну рабочую станцию, приписанную к некоторой виртуальной сети нужды в сохранении метки нет и она убирается из кадра.

Дата добавления: 2015-07-08