double arrow
Создание виртуальных сетей на базе нескольких коммутаторов

Рисунок 16.10 иллюстрирует проблему, возникающую при создании виртуаль­ных сетей на основе нескольких коммутаторов, поддерживающих технику груп­пирования портов.

Если узлы какой-либо виртуальной сети подключены к разным коммутаторам, то для подключения каждой такой сети на коммутаторах должна быть выделена специальная пара портов. В противном случае, если коммутаторы будут связаны только одной парой портов, информация о принадлежности кадра той или иной виртуальной сети при передаче из коммутатора в коммутатор будет утеряна. Та­ким образом, коммутаторы с группированием портов требуют для своего соеди­нения столько портов, сколько виртуальных сетей они поддерживают. Порты и кабели используются при таком способе очень расточительно. Кроме того, при

Рис. 16.10. Построение виртуальных сетей на нескольких коммутаторах с группированием портов

Группирование МАС-адресов в виртуальную сеть на каждом коммутаторе избав­ляет от необходимости связывать их по нескольким портам, поскольку в этом случае МАС-адрес является меткой виртуальной сети. Однако этот способ тре­бует выполнения большого количества ручных операций по маркировке МАС- адресов на каждом коммутаторе сети.

Описанные два подхода основаны только на добавлении дополнительной инфор­мации к адресным таблицам коммутатора, и в них отсутствует возможность встраивания в передаваемый кадр информации о принадлежности кадра вирту­альной сети. В остальных подходах используются имеющиеся или дополнитель­ные поля кадра для сохранения информации о принадлежности кадра той или иной виртуальной локальной сети при его перемещениях между коммутаторами сети. При этом нет необходимости запоминать в каждом коммутаторе принад­лежность всех МАС-адресов составной сети виртуальным сетям.




Дополнительное поле с пометкой о номере виртуальной сети используется толь­ко тогда, когда кадр передается от коммутатора к коммутатору, а при передаче кадра конечному узлу оно обычно удаляется. При этом модифицируется протокол взаимодействия «коммутатор-коммутатор», а программное и аппаратное обеспе­чение конечных узлов остается неизменным. До принятия стандарта IEEE 802.1Q существовало много фирменных протоколов этого типа, но все они имели один недостаток — оборудование различных производителей оказывалось несовмес­тимым при образовании VLAN.



соединении виртуальных сетей через маршрутизатор для каждой виртуальной сети выделяется отдельный кабель и отдельный порт маршрутизатора, что также приводит к большим накладным расходам.

В стандарте IEEE 802.1Q для хранения номера виртуальной сети предусмотрен дополнительный заголовок в 2 байта, который этот протокол делит с протоко­лом 802.1р (он рассматривается в следующем разделе этой главы). Помимо 3 бит для хранения приоритета кадра, описанных стандартом 802.1р, в этом заголовке 12 бит используются для хранения номера виртуальной сети, к которой принад­лежит кадр. Эта дополнительная информация, которая называется тегом вир­туальной сети, позволяет коммутаторам разных производителей создавать до 4096 общих виртуальных сетей. Кадр с такой информацией называют «помечен­ным». Длина помеченного кадра Ethernet увеличивается на 4 байта, так как по­мимо 2 байт собственно тега добавляются еще 2 байта. Структура помеченного
кадра Ethernet показана на рис. 16.11. При добавлении заголовка 802.1p/Q поле данных уменьшается на 2 байта.

42-1496
DA SA TPID TCI Длина/Тип Данные FCS
3 бита 1 бит 12 бит
Приоритет CFI VLAN ID
Рис. 16.11. Структура помеченного кадра Ethernet

Введение стандарта 802.1Q позволило производителям оборудования преодо­леть различия в фирменных реализациях VLAN и добиться совместимости при построении виртуальных локальных сетей. Поддерживают технику VLAN как производители коммутаторов, так и сетевых адаптеров. В последнем случае сете­вой адаптер может генерировать и принимать помеченные кадры Ethernet, со­держащие поле тега виртуальной сети. Если сетевой адаптер генерирует поме­ченные кадры, то тем самым он определяет их принадлежность к той или иной виртуальной локальной сети, поэтому коммутатор должен обрабатывать их соот­ветствующим образом, то есть передавать или не передавать на выходной порт в зависимости от принадлежности порта. Драйвер сетевого адаптера может полу­чить номер своей (или своих) виртуальной локальной сети путем ручного кон­фигурирования либо от некоторого приложения, работающего на данном узле или на одном из серверов сети.

VLAN 1

VLAN 1

S1 S2
S3
=* S4
Sw1
Sw3
Sw2
Sw4
Рис. 16.12. Сети с VLAN и избыточные связи

Связи, общие для обеих сетей

Существование виртуальных локальных сетей в сети влияет на выбор активной топологии покрывающего дерева. Рассмотрим пример на рис. 16.12.

В этой сети образовано две виртуальные локальные сети: VLAN 1 и VLAN 2. Эти виртуальные сети построены на основе техники группирования портов. На ри­сунке связи между портами, принадлежащими VLAN 1, показаны тонкими сплош­ными линиями, а связи между портами VLAN 2 — пунктирными.

Sw1
Sw2
Sw4
Рис. 16.13. Покрывающее дерево, построенное без учета существования виртуальных локальных сетей
VLAN 1 VLAN 1 Связи, общие для обеих сетей
Другое решение состоит в том, чтобы активная топология строилась для каждой виртуальной сети отдельно. В рассматриваемом примере такой подход приводит к двум деревьям с корневым коммутатором Swl для VLAN 1 и корневым комму­татором Sw2 для VLAN 2 (рис. 16.14).

Если при построении активной топологии STA мы не будем принимать во вни­мание наличие в сети виртуальных сетей, то получим покрывающее дерево, по­казанное на рис. 16.13 (в качестве корневого коммутатора выбран коммутатор Swl). Очевидно, что эта топология не эффективна для VLAN 2, так как, напри­мер, путь от компьютера W1 до сервера S3 проходит через четыре коммутатора. Для сравнения, путь от компьютеров сети VLAN 1 до сервера S1 проходит че­рез два коммутатора. Если бы в качестве корневого коммутатора был выбран коммутатор Sw2, то такая топология оказалась бы не эффективной для сети VLAN 1.

— заблокированный порт для VLAN 1 Чл' — заблокированный порт для VLAN 2 / ч Рис. 16.14. Покрывающие деревья, построенные с учетом существования локальных сетей






Сейчас читают про: