Виртуальные локальные сети (VLAN)

Агрегирование каналов - объединение избыточных физических связей в логические для достижения баланса нагрузки – одна из форм использования альтернативных маршрутов в сетях на коммутаторах. Повышает производительность и надежность сети. Образуется с помощью двух соседних коммутаторов.

Виртуальная локальная сеть (Virtual LAN, VLAN) – группа узлов сети, трафик которой (в т. ч. широковещательный) на канальном уровне полностью изолирован от других узлов сети.

IEEE 802.1Q - этот стандарт является открытым. Этот стандарт помечает тот или иной фрейм, который «привязан» к какому-то VLAN тэгированием.
Тэгирование это функция коммутатора (или любого другого устройства, которое «понимает» VLAN), которая вставляет в фрейм ethernet некий тэг, состоящий из 4 байт. Процедура тэгирования не меняет данные заголовка, таким образом, оборудование, которое не поддерживает технологию VLAN, может без проблем передавать такой фрейм дальше по сети, сохраняя тэг.

¤ TPID (Tag Protocol Identifier) – идентификатор протокола тегирования (16 бит). Для 802.1q 0x8100

¤ Priority – приоритет кадра (3 бита)

¤ CFI (Canonical Format Indicator) – индикатор канонического формата MAC-адреса (1 бит), используется для обеспечения совместимости между сетями Ethernet и Token ring

¤ VLAN identifier (VID) – идентификатор виртуальной сети (12 бит: от 0 до 4095)

Каждый VLAN ведет себя как отдельный изолированный коммутатор и передача кадров между ними средствами канального уровня невозможна.

VLAN могут охватывать несколько коммутаторов. Их (коммутаторы) соединяют специальные логические каналы – транки.

Виртуальные локальные сети бывают статическими и динамическими. В статических VLAN группировка узлов происходит по портам коммутаторов. Каждому порту ставится в соответствие номер VLAN. Все кадры приходящие на соответственный порт помечаются идентификатором. Основным отличием динамических VLAN от статических является то, что группировка узлов происходит по MAC-адресам.

VLAN Trunking Protocol (VTP) обеспечивает автоматическую актуализацию информации во всех коммутаторах VTP-домена (т.е. отменяет необходимость создания / переименования / удаления VLAN на каждом коммутаторе). VTP работает только по транковым портам и имеет 3 режима работы: сервер, клиент и прозрачный. VLAN Pruning позволяет исключить ненужные VLAN из транков.

 

Internet Protocol

Internet Protocol или IP (англ. internet protocol — межсетевой протокол) — маршрутизируемый сетевой протокол, протокол сетевого уровня семейства TCP/IP.

Протокол IP используется для негарантированной доставки данных, разделяемых на так называемые пакеты от одного узла сети к другому. Это означает, что на уровне этого протокола (третий уровень сетевой модели OSI) не даётся гарантий надёжной доставки пакета до адресата. В частности, пакеты могут прийти не в том порядке, в котором были отправлены, продублироваться (когда приходят две копии одного пакета; в реальности это бывает крайне редко), оказаться повреждёнными (обычно повреждённые пакеты уничтожаются) или не прибыть вовсе. Гарантию безошибочной доставки пакетов дают протоколы более высокого (транспортного уровня) сетевой модели OSI — например, TCP — которые используют IP в качестве транспорта.

Версия 4

В современной сети Интернет используется IP четвёртой версии, также известный как IPv4. В протоколе IP этой версии каждому узлу сети ставится в соответствие IP-адрес длиной 4 октета (4 байта). При этом компьютеры в подсетях объединяются общими начальными битами адреса. Количество этих бит, общее для данной подсети, называется маской подсети (ранее использовалось деление пространства адресов по классам — A, B, C; класс сети определялся диапазоном значений старшего октета и определял число адресуемых узлов в данной сети, сейчас используется бесклассовая адресация).

Версия 6

В настоящее время вводится в эксплуатацию шестая версия протокола — IPv6, которая позволяет адресовать значительно большее количество узлов, чем IPv4. Эта версия отличается повышенной разрядностью адреса, встроенной возможностью шифрования и некоторыми другими особенностями. Переход с IPv4 на IPv6 связан с трудоёмкой работой операторов связи и производителей программного обеспечения и не может быть выполнен одномоментно. На середину 2010 года в Интернете присутствовало более 3000 сетей, работающих по протоколу IPv6. Для сравнения, на то же время в адресном пространстве IPv4 присутствовало более 320 тысяч сетей, но в IPv6 сети гораздо более крупные, нежели в IPv4.

Пакет (датаграмма)

IP-пакет — форматированный блок информации, передаваемый по вычислительной сети. Соединения вычислительных сетей, которые не поддерживают пакеты, такие как традиционные соединения типа «точка-точка» в телекоммуникациях, просто передают данные в виде последовательности байтов, символов или битов. При использовании пакетного форматирования сеть может передавать длинные сообщения более надежно и эффективно.

· Версия — для IPv4 значение поля должно быть равно 4.

· IHL — длина заголовка IP-пакета в 32-битных словах (dword). Именно это поле указывает на начало блока данных в пакете. Минимальное корректное значение для этого поля равно 5.

· Идентификатор — значение, назначаемое отправителем пакета и предназначенное для определения корректной последовательности фрагментов при сборке датаграммы. Для фрагментированного пакета все фрагменты имеют одинаковый идентификатор.

· 3 бита флагов. Первый бит должен быть всегда равен нулю, второй бит DF (don’t fragment) определяет возможность фрагментации пакета и третий бит MF (more fragments) показывает, не является ли этот пакет последним в цепочке пакетов.

· Смещение фрагмента — значение, определяющее позицию фрагмента в потоке данных.

· Протокол — идентификатор интернет-протокола следующего уровня (см. IANA protocol numbers и RFC 1700). В IPv6 называется «Next Header».