Fonctionnement des réseaux locaux virtuels (VLAN) - mannequins

La magie des réseaux locaux virtuels ( VLANs ) En-têtes Ethernet. Lorsqu'un commutateur reçoit une trame Ethernet, la trame possède déjà une étiquette VLAN ou le commutateur insère une étiquette VLAN dans l'en-tête Ethernet. Si la trame a été reçue d'un autre commutateur, ce commutateur aura déjà inséré la balise VLAN; Lorsque les images proviennent de périphériques réseau, tels que des ordinateurs, la trame ne possède pas de balise VLAN.

Si vous utilisez les valeurs par défaut du commutateur pour les VLAN, le tag VLAN qui sera placé sur la trame est VLAN1. Lorsque vous placez une étiquette VLAN (également appelée balise 1Q IEEE 802.) sur la trame Ethernet, les quatre octets de données qui constituent la balise VLAN sont insérés avant le champ Type, comme illustré dans la figure suivante. Cet en-tête de 4 octets comprend plusieurs informations:

• un identificateur de protocole de tag (TPID) de 2 octets, qui sera défini sur une valeur de 0x8100 pour indiquer que cette trame contient 802. 1Q ou 802. informations d'étiquette 1p.

• Une information de contrôle de point (TCI) de 2 octets composée des éléments suivants:

  • Un point de code de priorité d'utilisateur (PCP) de 3 bits qui définit une valeur de priorité entre 0 et 7, qui peut être utilisé pour la livraison du trafic prioritaire de qualité de service (QoS).

  • Un indicateur de format canonique à 1 bit (CFI) qui est un bit de compatibilité entre Ethernet et d'autres structures réseau, telles que Token Ring. Pour les réseaux Ethernet, cette valeur sera également définie sur zéro.

  • Un identificateur de VLAN (VID) de 12 bits qui identifie le VLAN auquel l'image appartient.

    

Haggling avec des tailles de paquets gargantuesques

Une erreur malheureuse peut survenir lors du marquage de VLAN sur une trame. La taille maximale d'une trame Ethernet IEEE 802. 3 est de 1518 octets. Si la partie de charge utile ou de données contient ses 1500 octets de données et l'en-tête supplémentaire de 4 octets dans la trame, la trame aura une taille de 1, 522 octets.

Pour faire face à cette situation, l'IEEE a publié une nouvelle norme pour Ethernet en 1998 (IEEE 802. 3ac) qui a augmenté la taille maximale d'une trame Ethernet à 1, 522 octets. Si vous possédez des commutateurs plus anciens qui ne prennent pas en charge la plus grande taille d'image IEEE 802. 3ac, vos commutateurs risquent de supprimer ces cadres non pris en charge avec notification ou de les signaler comme baby giants ou des cadres trop grands.

Avant la norme IEEE 802. 1Q définissant le marquage VLAN, certains fournisseurs prenaient les choses en main avec des solutions propriétaires. La réponse de Cisco au problème était Inter-Switch Link (ISL) , qui fonctionne maintenant sur les switchports configurés pour le mode Trunk.

En plus des commutateurs, Cisco a pris en charge ISL avec des connexions de routeur depuis la version 11 de Cisco IOS. 1. ISL implémente la prise en charge des informations VLAN d'une manière complètement différente de IEEE 802. 1Q; au lieu d'insérer un en-tête dans la trame Ethernet, il encapsule la trame Ethernet existante entière dans une trame ISL avec un nouvel en-tête utilisé pour transporter la trame Ethernet entre les commutateurs.

La trame ISL ajoute 30 octets supplémentaires à la taille de la trame Ethernet avec un en-tête ISL de 26 octets contenant l'ID VLAN et une somme de contrôle de 4 octets à la fin de la trame. Cette surcharge n'existe que si le cadre disparaît sur un lien ISL.

Lorsque la trame ISL quitte le commutateur, le commutateur examine le type de port du port sortant. Si le port ne fait pas partie d'une liaison ISL, l'encapsulation ISL est supprimée de la trame et la balise 802 1Q standard est insérée dans la trame Ethernet.

Trames VLAN

Vous savez maintenant comment déplacer le trafic VLAN d'un commutateur à un autre en utilisant IEEE 802. Les balises 1Q ou les trames ISL sur les liaisons ISL, mais comment les informations VLAN arrivent-elles sur les trames? Il existe des méthodes manuelles et automatiques pour cela, mais la méthode la plus courante est la méthode manuelle de configuration d'un VLAN basé sur un port.

Avec un VLAN basé sur un port, votre commutateur examine les données qui arrivent sur un port, et si les données ne sont pas déjà étiquetées avec un VLAN, le commutateur place alors un tag VLAN sur les données.

Lors de la mise en œuvre de réseaux locaux virtuels sur votre réseau, vous utilisez des ports interurbains pour vos liaisons inter-commutateurs, mais pour vos ports d'accès client, vous utilisez le mode Accès au lieu du mode Ligne réseau.

Lorsque vous décochez votre nouveau commutateur, tous les ports sont en mode Accès par défaut; cela signifie qu'ils s'attendent à ce que des appareils informatiques leur soient connectés, et ils insèrent automatiquement des étiquettes IQE 802. 1Q dans toutes les trames Ethernet qui n'ont pas encore de balises. Généralement, les ports en mode Accès s'attendent à voir un trafic non marqué car les ordinateurs et autres périphériques ne savent pas comment étiqueter les trames Ethernet.

Si vous avez implémenté la téléphonie IP, les téléphones IP sont capables de marquer leur propre trafic via un commutateur à deux ports intégré.

Un commutateur ne s'attend pas à voir le trafic avec des tags VLAN sur les ports en mode Access car la plupart des périphériques de ces ports n'identifient pas leur propre trafic. Le trafic sur les ports du mode Trunk permet automatiquement d'envoyer le trafic étiqueté pour tous les VLAN aux commutateurs connectés. Étant donné que les ports en mode Trunk envoient du trafic étiqueté pour tout VLAN, ils s'attendent à voir le trafic provenant des commutateurs connectés étiquetés pour n'importe quel VLAN.

Passage du trafic du VLAN au VLAN

Les VLAN vous permettent d'isoler les utilisateurs les uns des autres en les plaçant dans différents VLAN, mais comment transmettre le trafic d'un VLAN à un autre VLAN? Cela implique l'utilisation d'un périphérique de couche 3 pour acheminer le trafic d'un VLAN à un autre; oui, ce serait un routeur. Par conséquent, si votre routeur ne prend pas en charge les VLAN ou le marquage VLAN, ce processus nécessitera une interface configurée sur chaque VLAN, ce qui peut être une proposition coûteuse.

La meilleure solution consiste à acheter un routeur prenant en charge les VLAN, ce qui signifie que vous pouvez connecter une seule interface sur votre routeur à un port de mode Trunk sur votre commutateur, ce qui permet au routeur de router en interne les interfaces VLAN virtuelles.

L'autre option dont vous disposez est d'acheter un commutateur de couche 3, qui est un commutateur avec des fonctions de routage intégrées. C'est-à-dire qu'ils sont capables de fournir toutes les fonctionnalités de routage inter-VLAN, sans quitter le dispositif de commutation.

Un commutateur Layer 2 géré verra des données étiquetées ou non balisées, et le commutateur peut être configuré pour autoriser le transfert ou le blocage du trafic sur les VLAN spécifiés. S'il existe un trafic non marqué, ce commutateur peut placer un tag VLAN dans l'en-tête existant ou encapsuler le cadre s'il l'envoie via une liaison ISL. Enfin, les ports de ligne de réseau transmettent le trafic pour tous les VLAN par défaut, sauf indication contraire.

Plusieurs VLAN par défaut sont créés sur votre commutateur et ne peuvent pas être supprimés. Ceux-ci incluent les VLAN 1 et 1002-1005. Les derniers VLAN sont utilisés pour les réseaux Token Ring et FDDI; VLAN 1 est le VLAN par défaut et est utilisé pour Ethernet.

Bien que le protocole PVST (4096 Per VLAN Spanning Tree) soit supportable, un pour chaque VLAN, il existe une limite IOS de 64 instances d'instances Spanning Tree. Donc, si vous utilisez PVST, comme vous le faites dans le chapitre suivant, seuls les 64 premiers VLAN auront l'arbre étendu activé, et il sera désactivé pour les VLAN restants.