Что такое тегированный порт

Что такое тегированный порт

VLAN (от англ. Virtual Local Area Network) – логическая («виртуальная») локальная компьютерная сеть, имеющая те же свойства, что и физическая локальная сеть.

Проще говоря, VLAN – это логический канал внутри физического.

Данная технология позволяет выполнять две противоположные задачи:

1) группировать устройства на канальном уровне (т.е. устройства, находящиеся в одном VLAN’е), хотя физически при этом они могут быть подключены к разным сетевым коммутаторам (расположенным, к примеру, географически отдаленно);

2) разграничивать устройства (находящиеся в разных VLAN’ах), подключенные к одному коммутатору.

Иначе говоря, VLAN ‘ы позволяют создавать отдельные широковещательные домены. Сеть любого крупного предприятия, а уж тем более провайдера, не может функционировать без применения VLAN’ов.

Применение данной технологии дает нам следующие преимущества:

  • группировка устройств (к примеру, серверов) по функционалу;
  • уменьшение количества широковещательного трафика в сети, т.к. каждый VLAN — это отдельный широковещательный домен;
  • увеличение безопасности и управляемости сети (как следствие первых двух преимуществ).

Приведу простой пример: допустим, есть хосты, включенные в коммутатор, который, в свою очередь, подсоединен к маршрутизатору (рис. 1). Предположим, у нас есть две локальные сети, соединенные одним коммутатором и выходящие в интернет через один роутер. Если не разграничить сети по VLAN’ам, то, во-первых, сетевой шторм в одной сети будет оказывать влияние на вторую сеть, во-вторых, с каждой сети можно будет «вылавливать» трафик другой сети. Теперь же, разбив сеть на VLAN’ы, мы фактически получили две отдельные сети, связанные между собой роутером, то есть L3 (сетевым уровнем). Весь трафик проходит из одной сети в другую через роутер, а доступ теперь работает только на уровне L3, что значительно облегчает работу администратора.

Тегирование

Тегирование – процесс добавления метки VLAN’a (он же тег) к фреймам трафика.

Как правило, конечные хосты не тегируют трафик (например, компьютеры пользователей). Этим занимаются коммутаторы, стоящие в сети. Более того, конечные хосты и не подозревают о том, что они находятся в таком-то VLAN’е. Строго говоря, трафик в разных VLAN’ах чем-то особенным не отличается.

Если через порт коммутатора может прийти трафик разных VLAN’ов, то коммутатор должен его как-то различать. Для этого каждый кадр должен быть помечен какой-либо меткой.

Наибольшее распространение получила технология, описанная в спецификации IEEE 802.1Q. Также существую и другие проприетарные протоколы (спецификации).

802.1q

802.1q – это открытый стандарт, описывающий процедуру тегирования трафика.

Для этого в тело фрейма помещается тег (рис.2), содержащий информацию о принадлежности к VLAN’у. Т.к. тег помещается в тело, а не в заголовок фрейма, то устройства, не поддерживающие VLAN’ы, пропускают трафик прозрачно, то есть без учета его привязки к VLAN’у.

Размер метки (тега) всего 4 байта. Состоит из 4-х полей (рис.3):

  • Tag Protocol Identifier (TPID, идентификатор протокола тегирования). Размер поля — 16 бит. Указывает на то, какой протокол используется для тегирования. Для 802.1Q используется значение 0x8100.
  • Priority (приоритет). Размер поля — 3 бита. Используется стандартом IEEE 802.1p для задания приоритета передаваемого трафика.
  • Canonical Format Indicator (CFI, индикатор канонического формата). Размер поля — 1 бит. Указывает на формат MAC-адреса. 0 — канонический, 1 — не канонический. CFI используется для совместимости между сетями Ethernet и Token Ring.
  • VLAN Identifier (VID, идентификатор VLAN). Размер поля — 12 бит. Указывает на то, какому VLAN принадлежит фрейм. Диапазон возможных значений — от 0 до 4095.

Если трафик теггируется, или наоборот — метка убирается, то контрольная сумма фрейма пересчитывается(CRC).

Native VLAN(нативный VLAN)

Стандарт 802.1q также предусматривает обозначение VLAN’ом трафика, идущего без тега, т.е. не тегированного. Этот VLAN называется нативный VLAN, по умолчанию это VLAN 1. Это позволяет считать тегированным трафик, который в реальности тегированным не является.

802.1ad

802.1ad — это открытый стандарт (аналогично 802.1q), описывающий двойной тег (рис.4). Также известен как Q-in-Q, или Stacked VLANs. Основное отличие от предыдущего стандарта — это наличие двух VLAN’ов — внешнего и внутреннего, что позволяет разбивать сеть не на 4095 VLAN’ов, а на 4095х4095.

Так же наличие двух меток позволяет организовывать более гибкие и сложные сети оператора. Так же, бывают случаи, когда оператору нужно организовать L2 соединение для двух разных клиентов в двух разных городах, но трафик клиенты посылают трафик с одним и тем же тегом(рис.5).

Клиент-1 и клиент-2 имеют филиалы в городе А и Б, где имеется сеть одного провайдера. Обоим клиентам необходимо связать свои филиалы в двух разных городах. Кроме того, для своих нужд каждый клиент тегирует трафик 1051 VLAN’ом. Соответственно, если провайдер будет пропускать трафик обоих клиентов через себя в одном единственном VLAN’е, авария у одного клиента может отразиться на втором клиенте. Более того, трафик одного клиента сможет перехватить другой клиент. Для того, чтобы изолировать трафик клиентов, оператору проще всего использовать Q-in-Q. Добавив дополнительный тег к каждому отдельному клиенту (например, 3083 к клиенту-1 и 3082 к клиенту-2), оператор изолирует клиентов друг от друга, и клиентам не придется менять тег.

Состояние портов

Порты коммутатора, в зависимости от выполняемой операции с VLAN’ами, делятся на два вида:

  • тегированный (он же транковый порт, trunk, в терминалогии cisco) — порт, который пропускает трафик только с определенным тегом;
  • нетегированный (он же аксесный, access, в терминалогии cisco) — входя в данный порт, нетегированный трафик «обертывается» в тег.

По назначению порта в определённый VLAN существует два подхода:

  • Статическое назначение — когда принадлежность порта VLAN’у задаётся администратором;
  • Динамическое назначение — когда принадлежность порта VLAN’у определяется в ходе работы коммутатора с помощью процедур, описанных в специальных стандартах, таких, например, как 802.1X.

Таблица коммутации

Таблица коммутации при использовании VLAN’ов выглядит следующим образом (ниже приведена таблица коммутации коммутатора, не поддерживающего работу во VLAN’ах):

Порт MAC-адрес
1 A
2 B
3 C

Если же коммутатор поддерживает VLAN’ы, то таблица коммутации будет выглядеть следующим образом:

Порт VLAN MAC-адрес
1 345 A
2 879 B
3 default C

где default — native vlan.

Протоколы, работаю с VLAN

GVRP( его аналог у cisco — VTP) — протокол, работающий на канальном уровне, работа которого сводиться к обмену информации об имеющихся VLAN’ах.

MSTP(PVSTP, PVSTP++ у cisco) — протокол, модификация протокола STP, позволяющее строить «дерево» с учетом различных VLAN’ов.

LLDP(CDP, у cisco) — протокол, служащий для обмена описательной информацией о сети, в целом, кроме информации о VLAN’ах также распространяет информацию и о других настройках.

5 комментариев

У меня несколько замечаний к вашей статье. начну с содержательных моментов. Во-первых, что такое влан? Что такое широковещательный домен? Ваша статья предназначена всезнающим программистам (хотя они и так знают все, о чем вы пишете), или людям, которые не являются специалистами в данной области, но хотели бы получить определенные знания? Далее: Я должен понять, что такое теггрирование, прочитав : «Как правило, конечные хосты не теггируют трафик(например, компьютеры пользователей)» ? Так что такое теггирование? Вы сами то это понимаете ?
Кроме всего вышесказанного, проверьте Вашу статью на наличие пунктуационных и стилистических ошибок, благо их там в избытке.
С уважением, читатель

Борис, спасибо за ваши комментарии, мы учтем, все ваши пожелания. Опыт работы есть — опыта изложения нет. Статья про широковещательный домен будет, чуть позже. На счет ошибок,тоже в курсе, скоро у нас будет свой корректор. Если у вас есть вопросы, вы можете написать мне лично — sam@netwild.ru, или тут же — в комментариях

Не вижу недостатков. Очень полезная и достаточная статься. Название статьи соответствует содержанию. VLAN, broadcast domain и прочие подробности — значительно могли бы утяжелить статью. По опыту — стоит ступенчато переваривать информацию, а не мешать всё в один котёл.
Пробовала разобраться в деталях VLAN в англоязычных источниках, всё понимала до темы тегирования и native VLAN. Ваша статья заполнила все проблемы.
Спасибо за статью.

не вижу недостатков стандартов 802.1Q u 802.1ad?

Вижу Коментарии давно были
Но одно могу сказать, СПАСИБО
Не мог разобраться до этого в QinQ , теперь могу
Просьба дайте ссылку на форумы где вы именно участвуете
потому что вы излагаете информацию простыми словами, понятным всем.

VLAN (аббр. от англ. Virtual Local Area Network ) — топологическая («виртуальная») локальная компьютерная сеть, представляет собой группу хостов с общим набором требований, которые взаимодействуют так, как если бы они были подключены к широковещательному домену, независимо от их физического местонахождения. VLAN имеет те же свойства, что и физическая локальная сеть, но позволяет конечным членам группироваться вместе, даже если они не находятся в одной физической сети. Такая реорганизация может быть сделана на основе программного обеспечения вместо физического перемещения устройств.

Содержание

Предоставляемые возможности [ править | править код ]

  • логическое деление коммутатора на несколько не сообщающихся между собой сетей
  • устройство такового деления на сети с 2 или более коммутаторами без требования проведения дополнительных кабелей.
  • асимметричные VLAN. В этом случае порт (не trunk, по кабелю движутся кадры без тега 802.1Q) подключен к одной внутренней VLAN коммутатора по входящим кадрам (она называется PVID), и к более чем одной внутренней VLAN коммутатора по исходящим кадрам. При этом может отсутствовать подключение по исходящим кадрам к PVID VLAN.
  • через предыдущий пункт реализуется и более высокоуровневая абстракция — Promiscuous/Community/Isolated порты. В этом случае используется логическое вложение нескольких вторичных VLAN в одну первичную.
  • Promiscuous порт (порт на первичной VLAN) может общаться с любым Promiscuous/Community/Isolated портом как на первичной, так и на любой вложенной в нее вторичной VLAN.
  • Community порт (порт на вторичной VLAN) может общаться с любым Promiscuous портом, а также с любым Community портом в пределах своей вторичной VLAN.
  • Isolated порт (тоже порт на вторичной VLAN, но это специальная isolated VLAN, которая может быть только одна в данной первичной VLAN) может общаться только с Promiscous портами, и не может общаться даже с другими Isolated портами (функционал «все клиенты видят сервер и не видят друг друга», часто используется в «гостевых» Wi-Fi сетях).
  • двухуровневое вложение VLAN меток в кадр, а также трансляция значений меток «на лету». Данная технология называется QinQ, и поддерживается не во всех устройствах с поддержкой VLAN.

Обозначение членства в VLAN [ править | править код ]

Для этого существуют следующие решения:

  • по порту (англ. port-based , 802.1Q): порту коммутатора вручную назначается одна VLAN. В случае, если одному порту должны соответствовать несколько VLAN (например, если соединение VLAN проходит через несколько сетевых коммутаторов), то этот порт должен быть членом транка. Только одна VLAN может получать все кадры, не отнесённые ни к одной VLAN (в терминологии 3Com, Planet, D-Link, Zyxel, HP — untagged, в терминологии Cisco, Juniper — native VLAN). Сетевой коммутатор будет добавлять метки данной VLAN ко всем принятым кадрам не имеющим никаких меток. VLAN, построенные на базе портов, имеют некоторые ограничения.
  • по MAC-адресу (MAC-based): членство в VLANe основывается на MAC-адресе рабочей станции. В таком случае сетевой коммутатор имеет таблицу MAC-адресов всех устройств вместе с VLANами, к которым они принадлежат.
  • по протоколу (Protocol-based): данные 3-4 уровня в заголовке инкапсулированного в кадр пакета используются чтобы определить членство в VLANe. Например, IP-машины могут быть переведены в первую VLAN, а AppleTalk-машины во вторую. Основной недостаток этого метода в том, что он нарушает независимость уровней, поэтому, например, переход с IPv4 на IPv6 приведет к нарушению работоспособности сети.
  • методом аутентификации (англ. authentication based ): устройства могут быть автоматически перемещены в VLAN основываясь на данных аутентификации пользователя или устройства при использовании протокола 802.1X.

VLAN в Cisco [ править | править код ]

В устройствах Cisco, протокол VTP (англ. VLAN Trunking Protocol ) предусматривает VLAN-домены для упрощения администрирования. VTP также выполняет «чистку» трафика, направляя VLAN трафик только на те коммутаторы, которые имеют целевые VLAN-порты (функция VTP pruning). Коммутаторы Cisco в основном используют протокол 802.1Q Trunk вместо устаревшего проприетарного ISL (англ. Inter-Switch Link ) для обеспечения совместимости информации.

По умолчанию на каждом порту коммутатора имеется сеть VLAN1 или VLAN управления. Сеть управления не может быть удалена, однако могут быть созданы дополнительные сети VLAN и этим альтернативным VLAN могут быть дополнительно назначены порты.

Native VLAN — это параметр каждого порта, который определяет номер VLAN, который получают все непомеченные (untagged) пакеты.

В Cisco используется следующая терминология портов:

  • access port — порт принадлежащий одному VLAN’у и передающий нетегированный трафик. По спецификации cisco, access порт может принадлежать только одному VLAN’у, по умолчанию это первый (нетегированный) VLAN. Любой кадр, который проходит через access порт, помечается номером, принадлежащим этому VLAN’у.
  • trunk port — порт передающий тегированный трафик одного или нескольких VLAN’ов. Этот порт, наоборот, не изменяет тег, а лишь пропускает кадры с тегами, которые разрешены на этом порту.

Для того чтобы передать через порт трафик нескольких VLAN, порт переводится в режим транка.

Режимы интерфейса (режим по умолчанию зависит от модели коммутатора):

  • auto — Порт находится в автоматическом режиме и будет переведён в состояние trunk, только если порт на другом конце находится в режиме on или desirable. То есть если порты на обоих концах находятся в режиме «auto», то trunk применяться не будет.
  • desirable — Порт находится в режиме «готов перейти в состояние trunk»; периодически передает DTP-кадры порту на другом конце, запрашивая удаленный порт перейти в состояние trunk (состояние trunk будет установлено, если порт на другом конце находится в режиме on, desirable, или auto).
  • trunk — Порт постоянно находится в состоянии trunk, даже если порт на другом конце не поддерживает этот режим.
  • nonegotiate — Порт готов перейти в режим trunk, но при этом не передает DTP-кадры порту на другом конце. Этот режим используется для предотвращения конфликтов с другим «не-cisco» оборудованием. В этом случае коммутатор на другом конце должен быть вручную настроен на использование trunk’а.

По умолчанию в транке разрешены все VLAN. Для того чтобы через соответствующий VLAN в транке передавались данные, как минимум, необходимо чтобы VLAN был активным. Активным VLAN становится тогда, когда он создан на коммутаторе и в нём есть хотя бы один порт в состоянии up/up. [1]

VLAN в Windows [ править | править код ]

Поддержка VLAN в Windows предоставляется как часть Hyper-V (сами виртуальные машины создавать не обязательно) или же как часть технологии NIC Teaming (также называемой LBFO), которая аналогична interface bonding в Linux.

Поддержка VLAN в Hyper-V:

  • требует использования команд PowerShell, GUI для управления отсутствует
  • обязательно использует pseudo-Ethernet адаптеры со своими собственными «ненастоящими» MAC-адресами, разные VLAN могут быть выведены только на разные MAC-адреса.

Преимущества [ править | править код ]

  • Облегчается перемещение, добавление устройств и изменение их соединений друг с другом.
  • Достигается большая степень административного контроля вследствие наличия устройства, осуществляющего между сетями VLAN маршрутизацию на 3-м уровне.
  • Уменьшается потребление полосы пропускания по сравнению с ситуацией одного широковещательного домена.
  • Сокращается непроизводственное использование CPU за счет сокращения пересылки широковещательных сообщений.
  • Предотвращение широковещательных штормов и предотвращение петель. [источник не указан 2316 дней]

Shortest Path Bridging [ править | править код ]

Shortest Path Bridging (IEEE 802.1aq) предлагает гораздо бо́льшую масштабируемость — до 16 миллионов по сравнению с лимитом 4096 у VLAN [2] .

ОСНОВНОЕ отличие — именно в этом. Что trunk порт может гонять тегированный трафик нескольких вланов, а аксесс порт будет принимать/отправлять нетегированный трафик, принадлежащий только одному влану (трафик как принадлежащий влану будет маркироваться только внутри коммутатора).

Неосновное отличие — trunk-порты могут поддерживать протоколы автоматического согласования режимов/VLAN’ов. Это протоколы DTP или VTP.

Коммутаторы можно связывать акцесс-портами в том случае, если вы стыкуете две инфраструктуры с пересекающимися вланами. Такой кейс возникает у интернет-провайдеров, например. Когда нужно подключить коммутатор клиента, и у вас на этого клиента выделен влан, скажем, 666. Но у клиента этот влан уже используется. Вы не можете ломать свой VLAN план, и клиент не может. Тогда вы настраиваете порт в сторону коммутатора клиента на 666 влан акцессом, а клиент на своей стороне настраивает акцесом порт в том влане, который у него выделен как стыковочный. Ну, к примеру, 777. И получается мир-дружба-жвачка, и все работают согласно своим VLAN-планам без всяких проблем. Но технически получается, что два коммутатора подключены акцесс-портами.

by_EL, В принципе коммутататоры можно связать acess линками. Но такая структура будет крайне не гибкой. собственно через один линк можно будет пропустить один Vlan. Иногда используется если надо быстро расширить портовую емкость какой то подсети в одном месте, но решение так себе.

Основная разница trunk тегированный трафик, куча Vlan. Access нетегированый трафик один влан.

Что еще добавить из таких глобальных отличий, затрудняюсь ответить.

Ссылка на основную публикацию
Что такое asus vibe
Файл asusvibe2.0.exe из ASUSTeK Computer Inc является частью AsusVibe2 0. asusvibe2.0.exe, расположенный в c:program files (x86)asusasusvibeasusvibe2.0.exe с размером файла 924336...
Что делать если виснет браузер
Автор Юрий Белоусов · 18.03.2019 Пользователи могут столкнуться с неприятной ситуацией, когда браузер Опера зависает, виснет, подвисает, тормозит, лагает, глючит....
Что делать если винда 10 не запускается
В нашей сегодняшней статье будет рассмотрен ряд случаев, связанных с отказом запуска операционной системы Windows 10 на компьютере или ноутбуке....
Что такое elm agent на андроид
Практически каждый пользователь мобильных устройств, рано или поздно, пытается разобраться в настройках, просматривать установленные приложения и сервисы. При просмотре списка...
Adblock detector