VLAN condivise su più di un switch

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vlan condivise tra più switchh

Una VLAN può essere estesa su più switch e questi devono essere  collegati  attraverso più  collegamenti ognuno dei quali associato ad una  VLAN; se la rete ha dimensioni elevate  la gestione risulta complessa e dispendiosa.

vlan condivise

Piuttosto che utilizzare un link per ciascuna vlan, è possibile creare un unico collegamento in grado di trasportare il traffico di tutte le reti. La tecnica prende il nome di Trunking o Tagging mentre il collegamento è detto trunk. Infatti le porte di uno switch possono funzionare in due modalità:

  1. Porta Access: è una porta dello switch associata ad un’unica vlan.  
  2. Porta Trunk o Tagged: è una porta dello switch utilizzata per trasportare il traffico di più vlan.

Nella pratica le porte di tipo access sono utilizzate quasi sempre per connettere PC, Stampanti e più in generale Host e Endpoint mentre i trunk sono principalmente utilizzati per connettere apparati di rete come router o switch.

La creazione di interfacce trunk è resa possibile da un particolare protocollo detto Trunking protocol. Ne esistono differenti tipi e quelli supportati da uno switch Cisco sono: 

  • Inter-Switch Link (ISL) 
  • IEEE 802.1Q

VLAN 802.1Q (tagged VLAN)

Lo standard 802.1Q aggiunge 4 byte (TAG) che trasportano le informazioni sulla VLAN. Questo protocollo prende il nome di tagged VLAN, anche chiamata VLAN trunking.

02.1q
  •  I primi 2 byte sono chiamati Tag Protocol Identifier (TPI) e contengono il tag EthernetType (valore 0x8100), numero che evidenzia il nuovo formato del frame.
  •  I successivi 2 byte sono chiamati Tag Control Information TCI (o VLAN Tag), così strutturati:
    • user_priority: campo a 3 bit che può essere utilizzato per indicare un livello di priorità per il frame;
    • CFI: campo di 1 bit che indica se i MAC address nel frame sono in forma canonica;
    • VID: campo di 12 bit che indica l’ID delle VLAN; con 12 bit possono essere definite 4096 VLAN: la prima (VLAN 0) e l’ultima (VLAN 4095) sono riservate, quindi gli ID realmente usabili sono 4094.

Con queste “aggiunte” è possibile che il frame possa superare la lunghezza di 1518 byte, limite massimo dello standard Ethernet: i bridge che ammettono standard 802.1Q devono poter accettare frame con 4 byte in più.

I pacchetti con questo formato non possono arrivare su qualsiasi porta dello switch in quanto questo deve essere in grado di interpretarli, è necessario avere una classificazione anche delle porte, che possono essere distinte in porte trunk/tagged e porte untagged:

 se la porta è associata a una VLAN “port based” (untagged) i frame ricevuti da quella porta non necessitano (e non trasportano) tag TPI e TCI, né dovranno trasportarla i frame in uscita; queste porte sono chiamate porte d’accesso (access port) e il link attestato su tali porte si dice access link;

 se la porta è associata a una o più VLAN in modalità tagged, i frame trasporteranno le informazioni di TAG e la VLAN di appartenenza del frame è definita dal valore inserito nel TAG: queste porte sono chiamate porte Trunk e il link associato a tali porte si dice trunk link.

 Porte ibride: Può essere utilizzata sia in modalità Trunk che Access. Se nel frame non è presente il TAG, allora la porta lavora in modalità non-taggata, altrimenti in modalità taggata. Questa porta, come primo passo, riconosce se nel frame vi sono i tag TGI e TCI: se questi non sono presenti, il frame è del tipo untugged e quindi la porta funzionerà in tale modalità, se invece sono presenti, questi vengono analizzati e la VLAN di appartenenza viene individuata dal valore del VID.

Osservando la rete rappresentata nella figura possiamo sicuramente affermare che le porte che connettono i due dispositivi devono essere trunk in quanto in esse circoleranno frame di più VLAN.

rete con più vlan interconnesse da switch

Riprendiamo il nostro esempio: Innanzitutto si devono configurare le porte configurare le due porte che collegano gli switch in modalità trunck

vlan tra switch
cli vlan

è possibile specificare esattamente quali sono le VLAN che devono essere abilitate a usare quella porta, perché si potrebbe anche decidere che una VLAN deve essere confinata solo su uno switch.

 

porte trink vlan

Facciamo un ping tra i pc della vlan 10 e andiamo a vedere come è fatta la PDU trasmessa attraverso la porta trunk

pdu 802.3
pdu 803.1q

Vediamo cosa succede sull’altro switch

802.1q in entrata e 802.3 in uscita
802.3 in entrata e 802.1q in uscita
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