Функционирование магистрали

По мере увеличения числа VLAN-сетей, данные которых передаются по магист­рали, использование существующих обычных таблиц коммутации на обоих концах магистрали, основанных на МАС-адресах, находящихся в передаваемых фреймах, становится медленным и сложным. Чем больше размер таблицы, которую требуется хранить коммутатору, тем медленнее становится процесс принятия решения об от­правке фреймов на соответствующие порты. Для эффективного управления переда­чей фреймов от различных VLAN-сетей по одному физическому каналу или линии между двумя сетевыми устройствами требуется новый способ связи или язык ком­муникации между этими двумя устройствами. Такой способ связи или протокол, ис­пользуется для того, чтобы эти устройства могла "договориться" о передаче и после­дующем распределении фреймов на соответствующие порты на обоих концах маги­страли. Для этой цели были созданы различные магистральные протоколы.

Эти магистральные протоколы позволяют осуществлять передачу фреймов от раз­личных VLAN-сетей по одному физическому кагалу; они также управляют распреде­лением фреймов на соответствующие логически связанные VLAN-порты. В настоящее время применяются два магистральных механизма: фильтрация фреймов и добавление к ним тегов. В настоящей главе рассматривается механизм добавления тегов поскольку этот метод является стандартным магистральным механизмом, рекомендуемым IEEE. На рис. 10.5 приведен пример магистральных каналов.

В магистральных протоколах используется механизм добавления тегов, который на­значает фреймам некоторый идентификатор, что облегчает управление этими фреймами и, соответственно, ускоряет их доставку получателям. Теги добавляются к фреймам на одном конце магистрали и удаляются на другом. Такие фреймы не являются широкове­щательными (т.е. предназначены только одному устройству на другом конце магист­рального канала).

Рис. 10.5. Магистральные каналы

Уникальный физический канал между двумя коммутаторами может передавать дан­ные, предназначенные для любой VLAN-сети. Существуют различные схемы добавления тегов. Наиболее часто используемые в Ethernet-сегментах схемы описаны ниже.

• Протокол межкоммутаторного канала (Inter-Switch Link - ISL). Фирменный первоначальный протокол межкоммутаторного канала Cisco;

• 802. 1Q. Стандартный метод ШЕЕ добавления к фреймам Ethernet информации о принадлежности к некоторой VLAN-сети.

Сети vlan и магистральные каналы

Для реализации магистральных соединений требуется соблюдать некоторые правила или протоколы. Механизмы магистральных соединений облегчают расширение VLAN-сетей, использующих коммутацию. Сеть VLAN представляет собой группу устройств од­ной или более локальных сетей LAN, которые сконфигурированы (с использованием управляющего программного обеспечения) таким образом, чтобы они могли осуществ­лять между собой связь как если бы они были подключены к обшей шине, тогда как в действительности они расположены в различных LAN-сегментах. Использование маги­стралей предоставляет эффективный метод распределения ID-информации VLAN сетей другим коммутаторам и связи между коммутаторами, как показано на рис. 10.6.

Рис. 10.6. Сети VLAN и магистральные каналы

Присвоение тегов является стандартным механизмом магистральных соединений; по сравнению с фильтрацией фреймов присвоение тегов предоставляет большие воз­можности масштабирования при реализации VLAN-сетей, которые могут быть реали­зованы в сети кампуса. Спецификация IEEE 802.1Q определяет присвоение тегов как способ реализации VLAN-сетей. Пример присвоения тегов приведен на рис. 10.7.

Рис. 10.7. Присвоение тегов

Метод присвоения тегов фреймам виртуальных сетей VLAN был специально разрабо­тан для коммутируемых соединений. Операция добавления тега заключается в размеще­нии в заголовке каждого фрейма уникального идентификатора для передачи его по сете­вой магистрали. Каждый коммутатор просматривает и анализирует этот идентификатор перед тем как рассылать его широковещательно или передать другим коммутаторам, маршрутизаторам или конечным станциям. Когда фрейм покидает сетевую магистраль, коммутатор удаляет идентификатор перед отправкой этого фрейма конечной станции-получателю. Идентификация фреймов осуществляется на 2-м уровне и не требует трудо­емкой обработки или передачи служебной информации.

Магистральный канал не принадлежит ни одной конкретной VLAN-сети. На­значение магистрального канала состоит в том. чтобы обеспечить канал связи между коммутаторами и маршрутизаторами для VLAN-сетей.

Коммутаторы на рис. 10.6 осуществляют связь друг с другом, используя протокол ISL, поддерживающий информацию о VLAN-сетях при передаче данных между коммутаторами. При использовании протокола ISL фрейм Ethernet инкапсулируется с заголовком, который содержит ID сети VLAN.