Vlan, ki temelji na vratih. Tečaj predavanj o omrežnih tehnologijah

2.1.3 Struktura okvirja 802.1Q

Specifikacija 802.1 Q določa 12 možnih formatov za inkapsulacijo razširitvenega polja v okvirje plasti MAC. Ti formati so definirani na podlagi treh vrst okvirjev (Ethernet II, LLC v običajnem formatu, LLC v formatu Token Ring), dveh vrst omrežij (802.3/Ethernet ali Token Ring/FDDI) in dveh vrst oznak VLAN (implicitne oz. eksplicitno). Obstajajo tudi določena pravila za prevajanje izvornih okvirjev Ethernet ali Token Ring v označene okvire in prevajanje označenih okvirjev nazaj v izvirne.

Polje Tag Protocol Identifier (TPI) je zamenjalo polje EtherType ethernetnega okvirja, ki se je nahajalo za dvobajtnim poljem oznake VLAN.

Polje oznake VLAN ima tri podpolja.

Podpolje Priority je zasnovano za shranjevanje treh bitov prioritete okvirja, kar omogoča definiranje do 8 ravni prioritete. Enobitna zastavica TR-Encapsulation označuje, ali podatki, ki jih nosi okvir, vsebujejo enkapsuliran okvir formata IEEE 802.5 (zastavica je 1) ali ustreza tipu zunanjega okvira (zastavica je 0).

S to funkcijo lahko tunelirate promet iz omrežij Token Ring na preklopne hrbtenice Ethernet.

12-bitni VLAN ID (VID) enolično identificira VLAN, ki mu okvir pripada.

Največja velikost Okvir Ethernet se pri uporabi specifikacije IEEE 802.1 Q poveča s 4 bajtov - s 1518 bajtov na 1522 bajtov.

Slika 2.1.3 Struktura okvirja Ethernet s poljem IEEE 802.1 Q

2.1.4 Zagotavljanje kakovosti storitev v stikalnih omrežjih.

Stikala plasti 2 in plasti 3 lahko zelo hitro posredujejo pakete, vendar to ni edina lastnost omrežne opreme, ki je potrebna za ustvarjanje sodobnega omrežja.

Omrežje je treba upravljati, eden od vidikov upravljanja pa je zagotavljanje želene kakovosti storitev (QoS).

Podpora QoS daje skrbniku možnost predvidevanja in nadzora vedenja omrežja tako, da daje prednost aplikacijam, podomrežjem in končnim točkam ali jim zagotavlja zajamčeno pasovna širina.

Obstajata dva glavna načina za ohranjanje kakovosti storitev. To je predrezervacija virov in prednostna storitev agregiranih razredov prometa. Slednja metoda je našla svojo glavno uporabo na drugi stopnji. Stikala druge ravni že dolgo časa delujejo z velikim številom lastniških shem prednostnih storitev, ki delijo ves promet v 2-3-4 razrede in te razrede servisirajo na diferenciran način.

Danes je delovna skupina IEEE 802.1 razvila standarde 802.1 p/Q (pozneje imenovane 802.1D-1998), ki vnašajo red v sheme za določanje prednosti prometa in način prenosa podatkov o razredih prometa v okvirih lokalnega omrežja. Ideje za določanje prioritet prometa, vgrajene v standarde 802.1 p/Q, v veliki meri ustrezajo diferencirani shemi storitev IP, ki je obravnavana v poglavju. Shema QoS, ki temelji na standardih 802.1 p/Q, zagotavlja

zmožnost nastavitve razreda storitve (prioriteta) kot končnega vozlišča s postavitvijo identifikatorja v standardni okvir 802 virtualno omrežje VID, ki vsebuje tri bite nivoja prioritete in klasifikacijo prometa po stikalih na podlagi določenega nabora karakteristik. Kakovost storitve se lahko razlikuje tudi med različnimi VLAN-ji. V tem primeru prednostno polje igra vlogo diferenciatorja druge ravni znotraj različnih tokov vsakega virtualnega omrežja.

Običajni promet dostavljen od »maks. prizadevanja"

Promet, občutljiv na zakasnitev

Slika 2.1.4 Razredi storitev znotraj virtualnih omrežij.

Natančna razlaga potreb vsakega razreda prometa, označenega s prednostno vrednostjo in po možnosti številko virtualnega omrežja, je, tako kot pri diferenciranih storitvah IP, prepuščena presoji skrbnika omrežja. Na splošno se predpostavlja, da ima stikalo pravila politike, v skladu s katerimi se servisira vsak razred prometa, to je prisotnost prometnega profila.

Proizvajalci stikal običajno v svoje naprave vgradijo širše metode klasifikacije prometa od tistih, ki jih zagotavlja standard 802.1 p/Q. Prometne razrede je mogoče razlikovati po naslovih MAC, fizičnih vratih, oznakah 802.1 p/Q, v stikalih plasti 3 in 4 pa po naslovih IP in znanih številkah vrat TCP/UDP.

Ko paket prispe na stikalo, se vrednosti njegovih polj primerjajo z atributi, ki jih vsebujejo pravila, ki so dodeljena prometnim skupinam, in se nato postavijo v ustrezno čakalno vrsto. Pravila, povezana z vsako čakalno vrsto, lahko paketom zagotovijo določeno količino prepustnosti in prioritete, kar vpliva na količino zakasnitve paketov. Klasifikacija prometa stikala in vdelava informacij o zahtevani kakovosti storitve v pakete omogoča skrbnikom, da nastavijo politiko QoS v celotnem korporativno omrežje. Obstajajo naslednje metode klasifikacije prometa:

Na podlagi pristanišč. Pri dodeljevanju prioritet posameznim vhodnim vratom se prednostne oznake 802.1 p/Q uporabljajo za širjenje zahtevane kakovosti storitve po komutiranem omrežju.

Na podlagi oznak VLAN. To je dokaj preprost in zelo splošen način vzdrževanja QoS. Če VLAN-om dodelite profil QoS, lahko preprosto upravljate tokove, ko so združeni v hrbtenico.

Na podlagi omrežnih številk. Navidezna omrežja, ki temeljijo na protokolu, lahko uporabljajo profile QoS za vezavo na določena podomrežja IP, IPX in Apple Talk. Tako zlahka ločimo določeno skupino uporabnikov in jim zagotovimo želeno kakovost storitev.

Po aplikaciji (vrata TCP/UDP). Omogoča identifikacijo razredov aplikacij, ki jim je nato zagotovljena diferencirana storitev ne glede na naslove končnih vozlišč in uporabnikov.

Nujen pogoj za podporo kakovosti storitve na podlagi omrežnih številk je možnost vpogleda v pakete na tretji ravni, razlikovanje po aplikaciji pa zahteva vpogled v pakete na četrti ravni.

Slika 2.1.5 Služi različnim vrstam prometa.

Ko je promet razdeljen na razrede, lahko stikala vsakemu razredu zagotovijo zajamčeno najmanjšo in največjo prepustnost ter prednost, ki določa, kako se čakalna vrsta obdeluje, ko je prosta pasovna širina stikala. Slika prikazuje primer oskrbe štirih razredov prometa. Vsakemu izmed njih je dodeljena določena minimalna pasovna širina, prometu z visoko prioriteto pa je dodeljena tudi največja, tako da ta razred prometa ne more popolnoma zatreti prometa z nižjo prioriteto.

Pri uporabi VLAN-ov, ki temeljijo na vratih, so vsaka vrata dodeljena določenemu VLAN-u, ne glede na to, kateri uporabnik ali računalnik je povezan s temi vrati. To pomeni, da bodo vsi uporabniki, povezani s temi vrati, člani istega omrežja VLAN.

Konfiguracija vrat je statična in jo je mogoče spremeniti samo ročno.

VLAN na osnovi vrat.

Vlan na podlagi naslovov mac.

Naslednja metoda za ustvarjanje virtualnih omrežij uporablja združevanje naslovov MAC. Če je v omrežju veliko vozlišč, ta metoda zahteva veliko število ročnih operacij skrbnika.

VLAN na podlagi naslovov MAC.

Vlan na podlagi oznak – standard 802.1q.

Prva dva pristopa temeljita samo na dodajanju dodatnih informacij v premostitvene naslovne tabele in ne uporabljata možnosti vdelave informacij o članstvu okvirja v virtualnem omrežju v poslani okvir. Metoda organizacije VLAN na podlagi oznak – oznake, uporablja dodatna okvirna polja za shranjevanje informacij o lastništvu okvirja, ko se premika med omrežnimi stikali. Ethernetnemu okvirju je dodana 4-bajtna oznaka:

Dodana oznaka okvirja vključuje dvobajtno polje TPID (Tag Protocol Identifier) ​​​​in dvobajtno polje TCI (Tag Control Information). Prva 2 bajta s fiksno vrednostjo 0x8100 določata, da okvir vsebuje oznako protokola 802.1q/802.1p. Polje TCI je sestavljeno iz polj Priority, CFI in VID. 3-bitno polje Priotity določa osem možnih ravni prioritete okvirja. 12-bitno polje VID (VLAN ID) je identifikator navideznega omrežja. Teh 12 bitov vam omogoča, da definirate 4096 različnih navideznih omrežij, vendar sta ID-ja 0 in 4095 rezervirana za posebno uporabo, tako da je v standardu 802.1Q mogoče definirati skupno 4094 navideznih omrežij. Polje CFI (Canonical Format Indicator), dolgo 1 bit, je rezervirano za označevanje okvirjev drugih vrst omrežij (Token Ring, FDDI); za okvirje Ethernet je 0.

Ko okvir prejmejo vhodna vrata stikala, se na podlagi pravil vhodnih vrat (Ingress rules) sprejme odločitev o njegovi nadaljnji obdelavi. Možne so naslednje možnosti:

prejemanje samo označenih okvirjev;

prejme samo okvirje tipa Untagged;

Privzeto vsa stikala sprejemajo obe vrsti okvirjev.

Po obdelavi okvirja se sprejme odločitev o njegovem prenosu na izhodna vrata na podlagi vnaprej določenih pravil za posredovanje okvirja. Pravilo za posredovanje okvirjev znotraj stikala je, da se lahko posredujejo samo med vrati, povezanimi z istim virtualnim omrežjem.

1000Base Ethernet

1000Base Ethernet ali Gigabit Ethernet, tako kot Fast Ethernet, uporablja isti format okvirja, metodo dostopa CSMA/CD, zvezdno topologijo in podsloj za nadzor povezave (LLC) kot IEEE 802.3 in 10Base-T Ethernet. Temeljna razlika med tehnologijama je spet v implementaciji fizične plasti EMVOS – implementacija PHY naprav. Razvoj optičnih kanalov IEEE 802.3 in ANSI X3T11 je bil uporabljen za implementacijo oddajnikov PHY, povezanih z optičnimi vlakni. Leta 1998 sta bila objavljena standard 802.3z za optična vlakna in 802.3ab za kable s prepleteno parico.

Če so razlike med Ethernetom in Hitri ethernet so minimalni in ne vplivajo na plast MAC, potem pa so morali razvijalci pri razvoju standarda Gigabit Ethernet 1000Base-T spremeniti ne le fizično plast, ampak vplivati ​​tudi na podplast MAC.

Fizična plast Gigabit Ethernet uporablja več vmesnikov, vključno s tradicionalnim kablom kategorije 5 s prepletenimi paricami ter večmodnimi in enomodnimi vlakni. Določeni so skupno 4 različni tipi fizičnih vmesnikov, ki se odražajo v standardnih specifikacijah 802.3z (1000Base-X) in 802.3ab (1000Base-T).

Podprte razdalje za standarde 1000Base-X so prikazane v spodnji tabeli.

Standardno	Vrsta vlaken	Največja razdalja*, m
(laserska dioda 1300 nm)	Enomodovna vlakna (9 µm)
	Večmodno vlakno (50 µm)***
Standardno	Vrsta vlakna/zvit par	Največja razdalja*, m
(laserska dioda 850 nm)	Večmodno vlakno (50 µm)
	Večmodno vlakno (62,5 µm)
	Večmodno vlakno (62,5 µm)
	Oklopljeni sukani par: STP

Lastnosti optičnih oddajnikov so lahko bistveno višje od tistih, navedenih v tabeli. Na primer, NBase proizvaja stikala z gigabitnimi ethernetnimi vrati, ki zagotavljajo prenos na razdalje do 40 km prek enomodnega vlakna brez relejev (z uporabo laserjev DFB z ozkim spektrom, ki delujejo pri valovni dolžini 1550 nm).

1000Base-T vmesnik

1000Base-T je standardni vmesnik Gigabitni ethernetni prenos preko neoklopljenega dvožilnega kabla kategorije 5e in višje na razdalje do 100 metrov. Za prenos se uporabljajo vsi štirje pari bakrenega kabla, hitrost prenosa po enem paru je 250 Mbit/s.

podsloj MAC

Podplast Gigabit Ethernet MAC uporablja enak način dostopa do medija CSMA/CD kot njegova predhodnika Ethernet in Fast Ethernet. Glavne omejitve največje dolžine segmenta (ali domene kolizije) določa ta protokol.

Ena od težav pri implementaciji hitrosti 1 Gbit/s je bila zagotavljanje sprejemljivega premera omrežja pri delovanju v pol dupleks način delovanja. Kot veste, je najmanjša velikost okvirja v omrežjih Ethernet in Fast Ethernet 64 bajtov. S hitrostjo prenosa 1 Gbit/s in velikostjo okvirja 64 bajtov je za zanesljivo zaznavanje kolizije potrebno, da razdalja med dvema najbolj oddaljenima računalnikoma ne presega 25 metrov. Naj spomnimo, da je uspešno zaznavanje kolizije možno, če je čas prenosa okvira minimalne dolžine večji od dvakratnega časa širjenja signala med dvema najbolj oddaljenima vozliščema v omrežju. Da bi zagotovili največji premer omrežja 200 m (dva kabla po 100 m in stikalo), smo minimalno dolžino okvirja v standardu Gigabit Ethernet povečali na 512 bajtov. Za povečanje dolžine okvirja na zahtevano vrednost omrežni adapter razširi podatkovno polje na dolžino 448 bajtov s tako imenovano razširitvijo nosilca. Razširjeno polje je polje, napolnjeno s prepovedanimi znaki, ki jih ni mogoče zamenjati s podatkovnimi kodami. V tem primeru se polje kontrolne vsote izračuna samo za prvotni okvir in ne velja za polje razširitve. Ko je okvir prejet, se razširitveno polje zavrže. Zato sloj LLC sploh ne ve za prisotnost razširitvenega polja. Če je velikost okvirja enaka ali večja od 512 bajtov, potem ni polja medijske razširitve.

Gigabitni ethernetni okvir s poljem razširitve medija

Glavni namen tehnologije Wifi(Wireless Fidelity - "brezžična natančnost") - brezžična razširitev Ethernetna omrežja. Uporablja se tudi tam, kjer je nezaželena ali nemogoča uporaba žičnih omrežij, glejte začetek razdelka "Brezžična LAN". Na primer za prenos informacij iz gibljivih delov mehanizmov; če ne morete vrtati v stene; v velikem skladišču, kjer morate imeti s seboj računalnik.

Zasnovan za Wi-Fi konzorcij Wi-Fi temelji na seriji standardov IEEE 802.11 (1997) [ANSI] in zagotavlja hitrost prenosa od 1...2 do 54 Mbit/s. Konzorcij Wi-Fi razvija specifikacije aplikacij za uresničitev standarda Wi-Fi, testira in certificira izdelke drugih podjetij glede skladnosti s standardom, organizira razstave in razvijalcem opreme Wi-Fi zagotavlja potrebne informacije.

Kljub temu, da je bil standard IEEE 802.11 ratificiran že leta 1997, so omrežja Wi-Fi postala razširjena šele v zadnjih letih, ko so se cene komercialne omrežne opreme močno znižale. V industrijski avtomatizaciji se od številnih standardov serije 802.11 uporabljata samo dva: 802.11b s hitrostjo prenosa do 11 Mbit/s in 802.11g (do 54 Mbit/s).

Prenos signala po radijskem kanalu se izvaja z dvema metodama: FHSS in DSSS (glej poglavje). To uporablja diferencialno fazno modulacijo DBPSK in DQPSK (glejte " Metode modulacije prevoznik") z uporabo Barkerjevih kod, komplementarnih kod ( CCK- komplementarno šifriranje) in tehnologije dvojno konvolucijsko kodiranje (PBCC) [Roshan]. Wi-Fi 802.11g pri hitrostih 1 in 2 Mbit/s uporablja modulacijo DBPSK. Pri 2 Mbps se uporablja ista metoda kot pri 1 Mbps, vendar se za povečanje zmogljivosti kanala uporabljajo 4 različne fazne vrednosti (0, ) za fazno modulacijo nosilca. Protokol 802.11b uporablja dodatne prenosne hitrosti 5,5 in 11 Mbit/s. Pri teh bitnih hitrostih se namesto Barkerjevih kod uporabljajo komplementarne kode ( CCK). Wi-Fi uporablja metodo dostopa do omrežja CSMA/CA (glejte razdelek »Težave brezžičnih omrežij in rešitev«), ki uporablja naslednja načela za zmanjšanje verjetnosti kolizij: Preden začne postaja oddajati, sporoči, koliko časa bo zasedla komunikacijski kanal; naslednja postaja ne more začeti oddajanja, dokler ne poteče predhodno rezerviran čas; udeleženci omrežja ne vedo, ali je bil njihov signal prejet, dokler ne prejmejo potrditve o tem; če dve postaji začneta delovati hkrati, bosta o tem lahko izvedeli le tako, da ne bosta prejeli potrdila o sprejemu; če ni prejete potrditve, udeleženci v omrežju čakajo naključno določen čas, da začnejo ponovno pošiljanje. Preprečevanje, namesto zaznavanja trkov, je bistvenega pomena v brezžičnih omrežjih, ker v nasprotju z žičnimi omrežji oddajnik oddajnika moti prejeti signal. Format okvirja na ravni PLCP modela OSI (tabela 2.17) v načinu FHSS je prikazan na sliki. 2.44. Sestavljen je iz naslednjih polj: "Sinhroniziraj." - vsebuje izmenjujoče se ničle in enice. Služi za prilagajanje frekvence na sprejemni postaji, sinhronizira distribucijo paketov in omogoča izbiro antene (če je anten več); "Začetek" - zastavica za začetek okvirja. Sestavljen je iz linije 0000 1100 1011 1101, ki služi za sinhronizacijo okvirjev na sprejemni postaji; "P.L.W." - "Beseda dolžine Psdu" - "Beseda dolžine podatkovnega elementa storitve PLCP", PSDU - "Podatkovna enota storitve PLCP" - podatkovni element podsloja PLCP; označuje velikost okvira, prejetega z ravni MAC, v oktetih; "Hitrost" - označuje hitrost prenosa podatkov okvirja; "KS" - kontrolna vsota; "Okvir MAC" - okvir, prejet iz sloja MAC modela OSI in vsebuje PSDU; Format okvirja na ravni PLCP modela OSI (tabela 2.17) v načinu DSSS je prikazan na sliki. 2.45. Polja v njej imajo naslednji pomen: "Sinhroniziraj." - vsebuje samo enote in zagotavlja sinhronizacijo na sprejemni postaji; "Začetek" - zastavica za začetek okvirja. Vsebuje vrstico 0 xF3A0, ki označuje začetek prenosa parametrov v odvisnosti od fizični ravni; "Signal" - označuje vrsto modulacije in hitrost prenosa tega okvirja; "Storitev" - rezervirano za prihodnje spremembe standarda; "Dolžina" - označuje čas v mikrosekundah, potreben za prenos okvirja MAC; "KS" - kontrolna vsota; "Okvir MAC" - okvir, prejet iz sloja MAC modela OSI in vsebuje PSDU; "Glava PLCP" - polja, dodana na podplast PLCP. Doseg komunikacije Wi-Fi je močno odvisen od pogojev širjenja. elektromagnetni valovi, vrsta antene in moč oddajnika. Tipične vrednosti, ki jih navajajo proizvajalci opreme Wi-Fi, so 100-200 m v zaprtih prostorih in do nekaj kilometrov na odprtem območjih z uporabo zunanje antene in močjo oddajnika 50...100 mW. Hkrati so po poročanju nemškega tednika Computerwoche med tekmovanjem v komunikacijskem dosegu s standardno opremo posneli komunikacijo na razdalji 89 km. Wi-Fi standard IEEE 802.11b (2,4 GHz) in satelitske antene. Guinnessova knjiga rekordov beleži tudi Wi-Fi komunikacijo na razdalji 310 km z uporabo anten, dvignjenih v velike višine z baloni. Arhitektura omrežja Wi-Fi Standard IEEE 802.11 vzpostavlja tri omrežne topologije: neodvisna osnovna servisna območja(Neodvisni osnovni servisni kompleti, IBSS); osnovna servisna področja(Osnovni servisni kompleti, BSS); razširjena področja storitev(Razširjeni servisni kompleti, ESS). Uporaba BSS postaje med seboj komunicirajo prek skupnega centralnega komunikacijskega centra, imenovanega dostopna točka. Dostopna točka običajno priključen na žično omrežje Ethernet LAN. Razširjeno storitveno območje dobimo z združevanjem več BSS V enoten sistem prek distribucijskega sistema, ki je lahko žično omrežje Ethernet. 2.11.5. Primerjava brezžičnih omrežij V tabeli 2.18 povzema glavne parametre treh obravnavanih brezžične tehnologije. Tabela ne vsebuje podatkov o WiMAX, EDGE, UWB in mnogih drugih standardih, ki niso široko uporabljeni v industrijski avtomatizaciji. Tabela 2.18. Primerjava treh vodilnih brezžičnih tehnologij Parameter Bluetooth/IEEE 802.15.1 ZigBee/IEEE 802.15.4 Wi-Fi/IEEE 802.11 Razpon Hitrost prenosa 723 Kbps 1...2 Mbit/s, do 54 Mbit/s maks. število udeležencev omrežja Ni omejeno Poraba energije Čas delovanja na dve AA bateriji 6 mesecev V pripravljenosti Cena/zapletenost (konvencionalne enote) Retransmisija DCF - ne; PCF in HCF - da, Glavni namen Komunikacija med perifernimi napravami in računalnikom Brezžična senzorska omrežja Brezžična razširitev Ethernet

IEEE 802.1Q- odprt standard, ki opisuje postopek za označevanje prometa za prenos informacij o članstvu v VLAN.

Ker 802.1Q ne spreminja glav okvirov, lahko omrežne naprave, ki ne podpirajo tega standarda, prenašajo promet ne glede na njihovo članstvo v VLAN.

802.1Q je nameščen znotraj okvirja oznaka, ki posreduje informacije o pripadnosti prometa VLAN-u.

Oznaka 802.1Q

	⊲━━ Tag Control Information (TCI) ━━⊳
TPID	Prioriteta	CFI	VID
16	3	1	12	bitov

Velikost oznake je 4 bajte. Sestavljen je iz naslednjih polj:

• Identifikator protokola oznake (TPID)- Identifikator protokola označevanja. Velikost polja je 16 bitov. Označuje, kateri protokol se uporablja za označevanje. Za 802.1q je vrednost 0x8100.
• Informacije o nadzoru oznak (TCI)- polje, ki zajema polja prioritete, kanoničnega formata in identifikatorja VLAN:
  • Prioriteta- prednostna naloga. Velikost polja je 3 bite. Uporablja ga standard IEEE 802.1p za nastavitev prioritete posredovanega prometa.
  • Indikator kanoničnega formata (CFI)- Indikator kanoničnega formata. Velikost polja je 1 bit. Označuje obliko naslova MAC. 0 - kanoničen (Ethernet okvir), 1 - nekanoničen (Token Ring okvir, FDDI).
  • Identifikator VLAN (VID)- Identifikator VLAN Velikost polja - 12 bitov Označuje kateri VLAN okvir pripada. Razpon možnih vrednosti VID je od 0 do 4094.

Pri uporabi standarda Ethernet II 802.1Q vstavi oznako pred polje Protocol Type. Ker se je okvir spremenil, se kontrolna vsota ponovno izračuna.

V standardu 802.1Q obstaja koncept Native VLAN. Privzeto je to VLAN 1. Promet, poslan v tem VLAN-u, ni označen.

Obstaja podoben lastniški protokol kot 802.1Q, ki ga je razvil Cisco Systems - ISL.

VLAN - Navidezno lokalno omrežje
Standardi, protokoli in osnovni koncepti	802.1Q. VLAN ID. ISL. VTP. GVRP. Izvorni VLAN
V operacijskih sistemih	Linux (Debian, Ubuntu, CentOS). FreeBSD. Windows
V omrežni opremi

vdelava informacij o pripadnosti virtualnemu omrežju v preneseni okvir. Virtualno lokalna omrežja , zgrajen na standardu IEEE 802.1Q, uporablja dodatna okvirna polja za shranjevanje informacij o članstvu v VLAN, ko se premika po omrežju. Z vidika udobja in prilagodljivosti nastavitev je standard VLAN IEEE 802.1Q najboljša rešitev v primerjavi z VLAN-i na osnovi vrat. Njegove glavne prednosti:

1. prilagodljivost in enostavnost konfiguracije in spreminjanja - ustvarite lahko potrebne kombinacije VLAN tako znotraj enega stikala kot v celotnem omrežju, zgrajenem na stikalih, ki podpirajo standard IEEE 802.1Q. Zmožnost označevanja omogoča, da se informacije o VLAN porazdelijo med več stikal, združljivih z 802.1Q, preko ene same fizične povezave ( glavni kanal, Trunk Link);
2. omogoča aktiviranje algoritma vpetega drevesa na vseh vratih in delo v običajnem načinu. Protokol Spanning Tree se izkaže za zelo uporabnega za uporabo v velikih omrežjih, zgrajenih na več stikalih, in omogoča stikalom, da samodejno določijo drevesno konfiguracijo povezav v omrežju pri naključnem povezovanju vrat med seboj. Za normalno delovanje stikalo ni potrebno zaprte poti na spletu. Te poti lahko ustvari skrbnik posebej za ustvarjanje rezervnih povezav ali pa se pojavijo naključno, kar je povsem mogoče, če ima omrežje veliko povezav in je kabelski sistem slabo strukturiran ali dokumentiran. Z uporabo protokola Spanning Tree stikala blokirajo odvečne poti po izdelavi omrežnega diagrama. Tako se samodejno preprečijo zanke v omrežju;
3. Zmožnost IEEE 802.1Q VLAN za dodajanje in ekstrahiranje oznak iz glav okvirjev omogoča omrežju uporabo stikal in omrežnih naprav, ki ne podpirajo standarda IEEE 802.1Q;
4. naprave različnih proizvajalcev, ki podpirajo standard, lahko delujejo skupaj, ne glede na lastniško rešitev;
5. za povezavo podomrežij ravni omrežja, je potreben usmerjevalnik ali stikalo L3. Vendar pa za enostavnejše primere, na primer za organizacijo dostopa do strežnika iz različnih VLAN, usmerjevalnik ni potreben. Vrata stikala, na katera je priključen strežnik, morajo biti vključena v vsa podomrežja, strežniška omrežna kartica pa mora podpirati standard IEEE 802.1Q.

riž. 6.5.

Nekaj ​​definicij IEEE 802.1Q

• Označevanje- postopek dodajanja informacij o pripadnosti 802.1Q VLAN v glavo okvirja.
• Odstranjevanje oznak- postopek pridobivanja informacij o članstvu v 802.1Q VLAN iz glave okvirja.
• ID VLAN (VID)- identifikator VLAN.
• ID vrat VLAN (PVID)- identifikator vrat VLAN.
• Vhodna vrata- preklopi vrata, kamor prihajajo okvirji, hkrati pa se odloča o članstvu v VLAN.
• Izhodna vrata- vrata stikala, iz katerih se okvirji prenašajo na druge omrežne naprave, stikala ali delovne postaje, in glede na to je treba sprejeti odločitev o označevanju.

Katera koli vrata stikala je mogoče konfigurirati kot označeno(označeno) ali kot neoznačeno(neoznačeno). funkcija odznačevanje omogoča delo s tistimi omrežne naprave navidezna omrežja, ki ne razumejo oznak v glavi okvirja Ethernet. funkcija označevanje vam omogoča, da konfigurirate omrežja VLAN med več stikali, ki podpirajo standard IEEE 802.1Q.

riž. 6.6.

Oznaka VLAN IEEE 802.1Q

Standard IEEE 802.1Q določa spremembe v strukturi okvirja Ethernet, ki omogočajo prenos informacij VLAN po omrežju. Na sl. 6.7 prikazuje format oznake 802.1Q