[AipuWaton] A VLAN-ok szükségességének megértése

Mit csinál a 8 vezeték egy Ethernet kábelben?

A VLAN (Virtual Local Area Network) egy olyan kommunikációs technológia, amely logikailag feloszt egy fizikai LAN-t több szórási tartományra. Minden VLAN egy szórási tartomány, ahol az állomások közvetlenül kommunikálhatnak, míg a különböző VLAN-ok közötti kommunikáció korlátozott. Ennek eredményeként a szórási üzenetek egyetlen VLAN-ra korlátozódnak.

Tartalom

· Miért van szükség VLAN-okra?
·VLAN vs. alhálózat
·VLAN címke és VLAN azonosító
·VLAN interfészek típusai és VLAN címkekezelési mechanizmusok
·VLAN-ok használati forgatókönyvei
·VLAN-okkal kapcsolatos problémák felhőalapú környezetekben

Miért van szükség VLAN-okra?

A korai Ethernet hálózatok a CSMA/CD-n (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) alapuló adatátviteli hálózati technológiák voltak, amelyek megosztott kommunikációs közegeket használtak. Az állomások számának növekedése súlyos ütközésekhez, műsorszórási viharokhoz, jelentős teljesítményromláshoz és akár hálózati kimaradásokhoz vezetett. Bár a LAN-ok 2. rétegbeli eszközökkel történő összekapcsolása megoldhatta az ütközési problémákat, továbbra sem tudta elkülöníteni a műsorszórási üzeneteket és javítani a hálózat minőségét. Ez vezetett a VLAN technológia kifejlesztéséhez, amely egy LAN-t több logikai VLAN-ra oszt fel; minden VLAN egy műsorszórási tartományt képvisel, lehetővé téve a VLAN-on belüli kommunikációt, mintha az egy LAN lenne, miközben megakadályozza a VLAN-ok közötti kommunikációt és a műsorszórási üzeneteket egy VLAN-on belül korlátozza.

配图1(为什么需要VLAN)-1

1. ábra: A VLAN-ok szerepe

Így a VLAN-oknak a következő előnyeik vannak:

· Sugárzási tartományok korlátozása: A sugárzási tartományok egy VLAN-on belülre korlátozódnak, ami sávszélességet takarít meg és javítja a hálózati feldolgozási kapacitást.
· LAN biztonságának fokozása: A különböző VLAN-okból érkező üzenetek az átvitel során elkülönítve jelennek meg, ami azt jelenti, hogy az egyik VLAN-on belüli felhasználók nem tudnak közvetlenül kommunikálni egy másik VLAN-on lévő felhasználókkal.
· Megnövelt hálózati robusztusság: A hibák egyetlen VLAN-ra korlátozódnak, így az egyik VLAN-on belüli problémák nem befolyásolják a többi VLAN normál működését.
· Rugalmas virtuális munkacsoport-építés: A VLAN-ok képesek a felhasználókat különböző munkacsoportokba osztani, lehetővé téve, hogy ugyanazon munkacsoport tagjai anélkül működjenek, hogy egy adott fizikai területre korlátozódnának, így a hálózatépítés és -karbantartás könnyebb és rugalmasabb.

VLAN vs. alhálózat

Az IP-címek hálózati részének további alhálózatokra való felosztásával kezelhető az IP-címtartomány alacsony kihasználtsági aránya és a kétszintű IP-címek merevsége. A VLAN-okhoz hasonlóan az alhálózatok is képesek elkülöníteni a hosztok közötti kommunikációt. A különböző VLAN-okhoz tartozó hosztok nem tudnak közvetlenül kommunikálni, ahogyan a különböző alhálózatokban lévő hosztok sem. A kettő között azonban nincs közvetlen megfeleltetés.

VLAN Alhálózat
Különbség 2. rétegbeli hálózatok felosztására szolgál.
  A VLAN interfészek konfigurálása után a különböző VLAN-okban lévő felhasználók csak akkor kommunikálhatnak egymással, ha az útvonalválasztás létrejött.
  Legfeljebb 4094 VLAN definiálható; az egy VLAN-on belüli eszközök száma nincs korlátozva.
Kapcsolat Ugyanazon a VLAN-on belül egy vagy több alhálózat is definiálható.

VLAN címke és VLAN azonosító

Ahhoz, hogy a kapcsolók meg tudják különböztetni a különböző VLAN-okból érkező üzeneteket, az üzenetekhez hozzá kell adni egy VLAN-információkat azonosító mezőt. Az IEEE 802.1Q protokoll előírja, hogy egy 4 bájtos VLAN-címkét (más néven VLAN-címkét) kell hozzáadni az Ethernet adatkeretekhez a VLAN-információk azonosítása érdekében.

配图2 (VLAN Tag和VLAN ID)-2

Az adatkeret VID mezője azonosítja azt a VLAN-t, amelyhez az adatkeret tartozik; az adatkeret csak a kijelölt VLAN-on belül továbbítható. A VID mező a VLAN azonosítót jelöli, amely 0 és 4095 között lehet. Mivel a 0 és a 4095 a protokoll által lefoglalt, a VLAN azonosítók érvényes tartománya 1 és 4094 között van. A kapcsoló által belsőleg feldolgozott összes adatkeret VLAN címkéket hordoz, míg egyes, a kapcsolóhoz csatlakoztatott eszközök (például felhasználói hosztok és szerverek) csak hagyományos Ethernet kereteket küldenek és fogadnak VLAN címkék nélkül.

配图3(VLAN间用户的二层隔离)-3

Ezért ahhoz, hogy ezekkel az eszközökkel kommunikálni tudjanak, a kapcsolóinterfészeknek fel kell ismerniük a hagyományos Ethernet kereteket, és átvitel közben hozzá kell adniuk vagy el kell távolítaniuk a VLAN-címkéket. A hozzáadott VLAN-címke megfelel az interfész alapértelmezett VLAN-jának (Port Default VLAN ID, PVID).

配图4-4
配图5 通过VLANIF实现VLAN间用户的三层互访-5
微信图片_20240614024031.jpg1

VLAN interfészek típusai és VLAN címkekezelési mechanizmusok

A jelenlegi hálózatokban az ugyanahhoz a VLAN-hoz tartozó felhasználók különböző kapcsolókhoz csatlakozhatnak, és több VLAN is lehet, amelyek kapcsolók között húzódnak. Ha felhasználói kommunikációra van szükség, a kapcsolók közötti interfészeknek képesnek kell lenniük arra, hogy egyszerre több VLAN-ból felismerjék és küldjék az adatkereteket. A csatlakoztatott objektumoktól és a keretek feldolgozásának módjától függően különféle típusú VLAN interfészek léteznek a különböző kapcsolatok és hálózatok kiszolgálására.

ELV kábelmegoldások keresése

Vezérlőkábelek

BMS, busz, ipari és műszerkábelekhez.

Strukturált kábelezési rendszer

Hálózat és adat, optikai kábel, patch kábel, modulok, előlap

2024-es kiállítások és rendezvények áttekintése

2024. április 16-18. Közel-Kelet-Energia Dubaiban

2024. április 16-18. Securika Moszkvában

2024. május 9. ÚJ TERMÉKEK ÉS TECHNOLÓGIÁK BEMUTATÓ RENDEZVÉNYE Sanghajban

2024. október 22-25., SECURITY CHINA Pekingben

2024. november 19-20. CONNECTED WORLD Szaúd-Arábia


Közzététel ideje: 2024. november 27.