Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Применение коммутаторов в современных сетях передачи информации. Учебно-методическое пособие
.pdf
6.1. Транковые соединения.
Если сеть не разбита на VLAN, то линия связи, которая их соединяет,
просто передает кадры от одного коммутатора другому в соответствие с
алгоритмом работы коммутатора. Если сеть разбита на VLAN, в сети больше
одного коммутатора и отдельные порты разных коммутаторов принадлежат
одним VLAN, то линия связи, соединяющая коммутаторы, называется
транковым соединением.
Обмен кадрами между портами, находящимися на разных
коммутаторах, но в одном VLAN называется VLANtrunking
Для определения принадлежности кадра к тому или иному VLAN каждый
кадр при передаче по транковому соединению снабжается тегом (tag) (рис.
6.2). Такой подход позволяет использовать много VLAN, порты которых
находятся на разных коммутаторах.
Если WS1.1 (VLAN1) передаёт кадр WS2.1 (VLAN1), то этот кадр
коммутатор SW1 снабжает тегом с номером VLAN и передаёт по транковому
порту SW2. Коммутатор SW2 определяет по тегу номер VLAN и передает порту
этого VLAN кадр.
Рис. 6.2. Передача кадра между двумя портами разных коммутаторов одного
VLAN.
6.1.1. Транковый протокол ISL.
Транковый протокол ISL (Interswitchlink) был разработан до того, как в
IEEE появился стандарт на транковые протоколы.
71
ISL - это протокол, который может работать только между
коммутаторами Cisco.
Протокол ISL полностью упаковывает каждый кадр Ethernet(рис. 6.3),
снабжая его ISL-заголовком и новой контрольной суммой. Сам кадр Ethernet
внутри ISL остаётся неизменённым.
Рис 6.3. Упаковка кадра по протоколу ISL
ISL заголовок включает в себя много дополнительных служебных полей,
но наиболее важными являются: VLAN, определяющее номер VLAN, которому
принадлежит передаваемый кадр, DA-МАС-адрес назначения и SA-МАС-адрес
источника.
В заголовке ISL содержится следующая информация.
• DА - 40-bit конечный адрес многоадресной рассылки
• Туре - 4-bit дескриптор типа инкапсулированного кадра: Ethrnet (0000),
TokenRing (0001), FiberDistributedDataInterface (FDDI) (0010), АТМ (0011)
• User - 4-bit дескриптор, используемый для расширения поля Tуре или
для определения приоритета Ethernet двоичное значение от 0 (минимальный
приоритет) до З (максимальный приоритет).
• SА - 48-bit Исходный МАС-адрес, передаваемый коммутатором
Саtalyst
• LEN - 16-bit дескриптор длины кадра за вычетом DА, Туре, User, SА,
LENи СRС
• АААА03 - Заголовок Standart Subnetwork Access Protocol (SSАР) 802.2
подуровня LLC
72
HSA - Первые три байта адреса источника (уникальный
IDпроизводителя оборудования)
• VLANID - 15-bitVLANID; только младшие 10 бит используются для
1024 VLAN
• ВРDU - 1-bit дескриптор, определяющий содержимое кадра как ВPDU
или СDР
• INDX - 16-bit дескриптор, определяющий ID передающего порта;
используется для диагностики
• RES - 16-bit резервное поле, используемое для передачи
дополнительной информации, например, поля контроля кадра FDDI.
6.1.2. Транковый протокол 802.1Q.
Протокол IEEE 802.1Q - это стандартизированный транковый протокол,
который поддерживается всеми коммутаторами. В отличие от протокола ISL,
протокол 802.1Q просто добавляет стандартный заголовок Ethernet - тег
длиной 4 байта (рис. 6.4). Так как заголовок кадра был изменён, то необходимо
пересчитать контрольную сумму.
Рис. 6.4. Добавление тега 802.1Q
6.1.3. Сравнение ISL и 802.1Q.
Протокол ISL и 802.1Q используют 10-битный номер VLAN (VLAN_ID).
ISL и 802.1Q поддерживают отдельный STP для каждого VLAN.
Преимущество такой настройки STP заключается в том, что когда все связи
73
работают (рис. 6.5), то в разных VLAN разные интерфейсы находятся в режиме
блокировки.
Рис. 6.5. STP для каждого VLAN.
SW4 полностью использует свои интерфейсы, так как STP на VLAN1 и
VLAN2 блокирует разные интерфейсы. VLAN1 использует канал связи через
SW3, а VLAN2 использует канал связи через SW2. Но если одно из этих
соединений будет разорвано, то тогда топология связей для VLAN1 и VLAN2
станет одинаковой.
В протоколе ISL используется собственная технология Cisco называемая
Per-VLANSpanningTree (PVST+), которая поддерживает несколько топологий
STP. Протокол 802.1Q не имеет механизмов для поддержки нескольких
топологий STP, но он может совместно использовать другие протоколы.
Например, PVST+ может работать через транковые соединения 802.1Q.
IEEE разработана новая спецификация 802.1S, которая является
дополнением 802.1Q и позволяет поддерживать несколько топологий STP.
Основным отличием между ISL и 802.1Q является понятие nativeVLAN.
802.1Q определяет один VLAN на каждый транк как nativeVLAN, по
умолчанию это VLAN1. 802.1Q просто не упаковывает кадры в nativeVLAN,
74
когда посылает их через транковое соединение. Когда коммутатор получает
Критерий
ISL
802.1Q
Стандарты, определяющие протокол
Cisco
IEEE
Инкапсуляция исходного кадра
да
нет
Поддержка нескольких STP
PVST+
PVST+ или 802.1Q
Использование nativeVLAN
нет
да
по транковому соединению кадр в nativeVLAN, он не видит заголовка 802.1Q
и таким образом определяет, что кадр принадлежит nativeVLAN.
ISL не использует понятие nativeVLAN. Все кадры из всех VLAN,
передаваемые через транковое соединение, проходят ISL-инкапсуляцию
(добавляется заголовок ISL).
Ниже представлена сравнительная таблица для протоколов ISL и 802.1Q.
6.2. Протокол VTP (VLAN Trunking Protocol).
Коммутаторы Cisco используют собственный протокол VTP для обмена
между собой информацией о конфигурации VLAN. VTP- протокол второго
уровня, который позволяет коммутаторам обмениваться информацией о VLAN
во всей сети.
Например, если мы хотим переименовать VLAN2 в VLAN8,то можно
настроить это на одном коммутаторе, а VTP распространит это изменение на
все коммутаторы сети.
VTP управляет добавлением, удалением и изменением имён VLAN на
всех коммутаторах, сводя к минимуму работу администратора и,
соответственно, уменьшая количество ошибок.
Пусть в сети есть пять коммутаторов и надо сформировать VLAN5 на
каждом из них. Для этого надо выполнить одни и те же действия по настройке
на всех коммутаторах сети по очереди. Если использовать VTP, то достаточно
создать VLAN5 на одном коммутаторе, а остальные коммутаторы получат
75
информацию о VLAN5 динамически. Процесс работы VTP начинается с
создания VLAN на коммутаторе, называемом VTP сервер. Изменения
распространяются с этого коммутатора в сеть посредством
широковещательных рассылок. VTP клиенты слышат эти сообщения и
соответственно изменяют свою конфигурацию.
6.2.1. Принципы работы VTP.
VTP посылает объявления на весь VTP домен каждые пять минут или
если произошли изменения в конфигурации. Объявления VTP включают
номер конфигурации VTP, номера и имена VLAN и информацию о том, какие
порты в каком коммутаторе в каком VLAN. Таким образом, все коммутаторы
знают номера и имена всех VLAN в сети.
Важной частью объявлений VTP является номер конфигурационного
обновления (configurationrevisionnumber). Каждый раз, когда VTP сервер
модифицирует информацию о VLAN, он инкрементирует параметр
configurationrevisionnumber. После этого сервер посылает обновление с новым
номером. Когда SW-клиент получает VTP обновление с большим, чем у него,
номером, он модифицирует свою конфигурацию VLAN(рис. 6.6).
Рис. 6.6. Распространение обновлений VTP.
VTP работает в одном из трёх режимов:
1. Сервер (Server mode);
76
2. Клиент (Client mode);
3. Прозрачный (Transparent mode).
VTP серверы могут создавать, изменять и удалять VLAN и другие
конфигурационные параметры во всём VTP домене. VTP серверы хранят
конфигурацию VLAN в NVRAM.
VTP клиент не может создавать, изменять или уничтожать VLAN. VTP
клиенты хранят конфигурацию в RAM.
Если коммутатор не является ни VTP сервером, ни VTP клиентом, то есть
на нём режим VTP выключен, то считается, что он работает в прозрачном
режиме VTP. Если в сети все коммутаторы работают в прозрачном режиме
VTP, то значит, что VTP не используется. С другой стороны, в сети может быть
некоторое количество коммутаторов, работающих в прозрачном режиме VTP,
при этом VTP серверы и клиенты работают нормально. Коммутатор,
работающий в прозрачном режиме VTP, просто ретранслирует через себя VTP
сообщения других коммутаторов.
На коммутаторе, находящемся в прозрачном режиме VTP, можно
создавать, уничтожать и изменять VLAN, но эти изменения не передаются
другим коммутаторам в домене. Они влияют только на этот коммутатор.
Прозрачный режим VTP включается на коммутаторе тогда, когда сеть
находится под раздельным административным управлением.
Можно настроить пароль для управляющего домена VТР. Но тогда он
должен быть одинаковым всех коммутаторах домена, иначе VТР не будет
правильно работать.
Имя домена и пароль чувствительны к регистру символов. Имя домена
не может быть удалено после назначения, оно может быть только
переназначено.
Ниже приведена таблица со сравнением режимов VTP.
77
Действия
Server
mode
Client
mode
Transparent
mode
Источник VTP объявления
Да
Нет
Нет
Обрабатывает VTP объявления и
синхронизирует конфигурационную
информацию о VLAN на коммутаторе
Да
Да
Нет
Передаёт VTP объявления, полученные
через транковое соединение
Да
Да
Да
Хранит конфигурацию VLAN в NVRAM
Да
Нет
Да
Хранит конфигурацию VLAN в RAM
Да
Да
Да
Может создавать, изменять или
уничтожать VLAN, используя команды
конфигурации
Да
Нет
Да
6.2.2. Сокращение объявлений VTP (VTPpruning).
По умолчанию транковое соединение передаёт информацию для всех
VLAN. Кадры с широковещательными и неизвестными локальными адресами
назначения в любом VLAN посылаются каждому коммутатору в сети в
соответствии с текущей STP топологией. Однако в большинстве сетей
коммутаторы не имеют интерфейсов во всех VLAN, поэтому
широковещательные сообщения для VLAN, которого на данном коммутаторе
нет, только снижает производительность сети.
Сокращение объявлений VTP позволяет коммутаторам исключать поток
широковещательных объявлений и кадров с неизвестными адресами в VLAN
на те коммутаторы, в которых нет портов данного VLAN.
Рассмотрим пример на рис. 6.7. В VLAN5 находятся порты коммутаторов
SW1, SW4 и SW6. Пусть включен режим VTPpruning. Если рабочая станция
WS1 пошлет широковещательное сообщение, то оно будет передано в
78
коммутаторы, порты которых находятся в VLAN5. Данное сообщение не
распространяется на SW5 и SW7, так как их порты не входят в VLAN5. SW2 и
SW6 остановят распространение этого сообщения. Коммутаторы SW2 и SW3
тоже не имеют портов в VLAN5, но только через них может выполняться
передача информации между WS1, WS2 и WS3, поэтому они будут
транслировать через себя кадры, передаваемые в VLAN5.
На основании вышесказанного можно сделать вывод о том, что
существуют две основных причины использования протокола VTP:
1. Уменьшение загрузки сети посредством использования механизма
VTPpruning.
2. Упрощение настройки VLAN на большом количестве коммутаторов.
Рис. 6.7. Ограничение широковещательного трафика в VLAN на разных
коммутаторах.
6.3. Настройка VLAN и транковых соединений.
Прежде чем настраивать VLAN на коммутаторах нужно точно знать,
какие порты коммутаторов какому VLAN будут принадлежать. Кроме того,
необходимо будет сконфигурировать VTP и trunking. По умолчанию VTP
включен на всех портах, а также по умолчанию через любой порт
производятся попытки выполнить транковые обновления.
79
В таблице приведён список команд, позволяющих настроить VLAN, транковые
Команда
Описание
vlandatabase
Команда входа в подрежим конфигурации
VLAN
vtp [domain domain_name |
password password |pruning |
v2-mode
[server | client | transparent]]
Устанавливает параметры VTP в подрежиме
конфигурации VLAN
vlan vlan_id
[ name vlan_name ]
Команда подрежима конфигурации VLAN для
создания VLAN и установки его имени
switchport mode
[ access | dynamic{auto |
desirable}trunk]
Команда подрежима конфигурации
интерфейса для настройки транкового
соединения
switchport trunk
[[allowed vlan vlan_list ]|
[native vlan vlan_id]|
[pruning vlan vlan_list ]]
команда подрежима конфигурации
интерфейса, которая определяет список
разрешённых VLAN, определяет nativeVLAN
и 802.1Qи ограничивает число VLAN, для
которых может выполняться сокращение
VTP
switchport access vlan vlan_id
Команда подрежима настройки интерфейса
для статического занесения интерфейса в
VLAN
show interfaces
[interface_id | vlan vlan_id]
[switchport | trunk]
Показывает состояние транковых
соединений
соединения и VTP.
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]