Сетевой стандарт IEEE, поддерживающий VLAN.
IEEE 802.1Q , часто называемый Dot1q , — это сетевой стандарт, который поддерживает виртуальные локальные сети (VLAN) в сети IEEE 802.3 Ethernet . Стандарт определяет систему маркировки VLAN для кадров Ethernet и сопутствующие процедуры, которые будут использоваться мостами и коммутаторами при обработке таких кадров. Стандарт также содержит положения о схеме определения приоритетов качества обслуживания, широко известной как IEEE 802.1p , и определяет общий протокол регистрации атрибутов .
Части сети, поддерживающие VLAN (т. е. соответствующие стандарту IEEE 802.1Q), могут включать теги VLAN. Когда кадр попадает в часть сети, поддерживающую VLAN, добавляется тег, обозначающий членство в VLAN. [a] Каждый кадр должен различаться как принадлежащий ровно одной VLAN. Предполагается, что кадр в части сети, поддерживающей VLAN, которая не содержит тега VLAN, передается по собственной VLAN .
Стандарт был разработан IEEE 802.1 , рабочей группой комитета по стандартам IEEE 802 , и продолжает активно пересматриваться с заметными поправками, включая IEEE 802.1ad , IEEE 802.1ak и IEEE 802.1s . Версия 802.1Q-2014 включает стандарт IEEE 802.1D-2004 . [1]
Формат кадра
Вставка тега 802.1Q в кадр Ethernet
802.1Q добавляет 32-битное поле между MAC-адресом источника и полями EtherType исходного кадра. В соответствии со стандартом 802.1Q максимальный размер кадра увеличивается с 1518 байт до 1522 байт. Минимальный размер кадра остается 64 байта, но мост может увеличить минимальный размер кадра с 64 до 68 байт при передаче. Это позволяет выталкивать тег без необходимости дополнительного заполнения. [2] [3] Два байта используются для идентификатора протокола тега (TPID), другие два байта — для информации управления тегом (TCI). Поле TCI далее делится на PCP, DEI и VID. [4]
- Идентификатор протокола тегов (TPID)
- 16-битное поле, которому присвоено значение 0x8100 [b] , чтобы идентифицировать кадр как кадр с тегом IEEE 802.1Q. Это поле расположено в той же позиции, что и поле EtherType в нетегированных кадрах, и, таким образом, используется для отличия кадра от нетегированных кадров.
- Информация управления тегами (TCI)
- 16-битное поле, содержащее следующие подполя:
- Кодовая точка приоритета (PCP)
- 3-битное поле, которое относится к классу обслуживания (CoS) IEEE 802.1p и соответствует уровню приоритета кадра. Различные значения PCP могут использоваться для определения приоритета различных классов трафика. [5]
- Индикатор возможности исключения (DEI)
- 1-битное поле. (ранее CFI [c] ) Может использоваться отдельно или вместе с PCP для обозначения кадров, которые могут быть отброшены в случае перегрузки. [7]
- Идентификатор VLAN (VID)
- 12-битное поле, определяющее VLAN, к которой принадлежит кадр. Значения 0 и 4095 (0x000 и 0xFFF в шестнадцатеричном формате ) зарезервированы. Все остальные значения могут использоваться в качестве идентификаторов VLAN, что позволяет использовать до 4094 VLAN. Зарезервированное значение 0x000 указывает, что кадр не содержит идентификатор VLAN; в этом случае тег 802.1Q указывает только приоритет (в полях PCP и DEI) и называется тегом приоритета . На мостах VID 0x001 (идентификатор VLAN по умолчанию) часто зарезервирован для VLAN управления сетью ; это зависит от поставщика. Значение VID 0xFFF зарезервировано для использования в реализации; его нельзя настраивать или передавать. 0xFFF можно использовать для обозначения совпадения с подстановочными знаками в операциях управления или фильтрации записей базы данных. [8]
Для кадров (кроме кадров 802.3), использующих инкапсуляцию протокола доступа к подсети (SNAP) с полем организационно уникального идентификатора (OUI) 00-00-00 (так что поле идентификатора протокола в заголовке SNAP представляет собой EtherType, как указано в RFC 1042 ). ), значение EtherType в заголовке SNAP устанавливается равным 0x8100, а вышеупомянутые дополнительные 4 байта добавляются после заголовка SNAP. [9] Другими словами, тег VLAN следует за заголовком SNAP. Для кадров 802.3 в формате LLC-SNAP порядок обратный; тег VLAN помещается перед заголовком LLC-SNAP.
Поскольку вставка тега VLAN изменяет кадр, инкапсуляция 802.1Q вызывает перерасчет исходного поля последовательности проверки кадра в трейлере Ethernet.
Стандарт IEEE 802.3ac увеличил максимальный размер кадра Ethernet с 1518 байт до 1522 байт, чтобы разместить четырехбайтовый тег VLAN. Некоторые сетевые устройства, которые не поддерживают кадры большего размера, будут успешно обрабатывать эти кадры, но могут сообщать о них как о «гигантских» аномалиях. [10]
Двойная маркировка
IEEE 802.1ad представил концепцию двойной маркировки. Двойная маркировка может быть полезна для интернет-провайдеров (ISP), позволяя им использовать свои сети VLAN внутри компании, одновременно передавая трафик от клиентов, которые уже помечены VLAN. Внешний (рядом с исходным MAC-адресом и представляющий VLAN интернет-провайдера) S-TAG (тег службы) идет первым, за ним следует внутренний C-TAG (тег клиента). В таких случаях 802.1ad указывает TPID 0x88a8 для внешнего S-TAG поставщика услуг.
Вставка двойного тега 802.1ad в кадр Ethernet
Другие протоколы
IEEE 802.1Q определяет протокол регистрации множественных VLAN (MVRP), применение протокола множественной регистрации , позволяющее мостам согласовывать набор VLAN, которые будут использоваться по определенному каналу. MVRP заменил более медленный протокол регистрации VLAN GARP (GVRP) в 2007 году поправкой IEEE 802.1ak-2007.
Версия стандарта 2003 года была первой версией стандарта, включавшей протокол множественного связующего дерева (MSTP), который первоначально был определен в IEEE 802.1s .
Смотрите также
Примечания
- ^ Членство в VLAN определяется портом кадра или комбинацией порта/протокола, в зависимости от того, используется ли классификация VLAN на основе порта или порта и протокола.
- ^ Префикс 0x указывает на шестнадцатеричную систему счисления .
- ^ Раньше это поле называлось индикатором канонического формата (CFI) со значением 0, указывающим MAC-адрес в каноническом формате . Для Ethernet он всегда равен нулю. CFI использовался для совместимости между сетями Ethernet и Token Ring . Если для кадра, полученного через порт Ethernet, CFI установлен в 1, то этот кадр не будет перенаправлен на нетегированный порт. [6]
Рекомендации
- ^ 802.1Q-2014 - Мосты и мостовые сети
- ^ Согласно IEEE 802.1Q Приложение G.2.3 Минимальный размер PDU
- ^ «Межкоммутаторный канал и формат кадра IEEE 802.1Q» . Сиско Системы . Проверено 26 сентября 2019 г.
- ^ IEEE 802.1Q-2011, пункт 9.6.
- ^ IEEE 802.1Q I.4 Типы трафика и значения приоритета
- ^ IEEE 802.1Q-2005, пункт 9.6.
- ^ IEEE 802.1Q-2011, пункт 6.9.3.
- ^ IEEE 802.1Q-2005, 9.6 Информация управления тегами VLAN
- ^ IEEE 802.1Q-2011, пункт 9.4 Форматы идентификатора протокола тегов (TPID)
- ^ Понимание поддержки Baby Giant/Jumbo Frames на Catalyst 4000/4500 с Supervisor III/IV (PDF) , заархивировано из оригинала (PDF) 2 апреля 2015 г.
Источники
- Стандарт IEEE. 802.1Q-1998, Локальные сети с виртуальным мостом , doi : 10.1109/IEESTD.1999.89204, ISBN 0-7381-1537-1
- Стандарт IEEE. 802.1Q-2003, Локальные сети с виртуальным мостом , 2003, doi : 10.1109/IEESTD.2003.94280, ISBN 0-7381-3663-8
- Стандарт IEEE. 802.1Q-2005, Локальные сети с виртуальным мостом , doi : 10.1109/IEESTD.2006.216285, ISBN 0-7381-3662-Х
- Стандарт IEEE. 802.1Q-2011, Мосты управления доступом к среде передачи (MAC) и виртуальные мостовые локальные сети , doi : 10.1109/IEESTD.2011.6009146, ISBN 978-0-7381-6708-4
- Стандарт IEEE. 802.1BR-2012, Локальные сети с виртуальным мостом — расширение порта моста , doi : 10.1109/IEESTD.2012.6239543, ISBN 978-0-7381-7281-1
- Стандарт IEEE. 802.1Q-2014, Мосты и мостовые сети , doi : 10.1109/IEESTD.2014.6991462, ISBN 978-0-7381-9433-2
- Стандарт IEEE. 802.1Q-2014/Cor 1-2015, Исправление 1: Технические и редакционные исправления , doi : 10.1109/IEESTD.2016.7374647, ISBN 978-1-5044-0112-8
- «Межкоммутаторный канал и формат кадра IEEE 802.1Q». Сиско Системы . Проверено 10 января 2019 г.
