Виртуальные локальные сети (vlan)

Логическая (виртуальная) локальная сеть, представляет собой группу хостов с общим набором требований, которые взаимодействуют так, как если бы они были подключены к широковещательному домену, независимо от их физического местонахождения. VLAN имеет те же свойства, что и физическая локальная сеть, но позволяет конечным станциям группироваться вместе, даже если они не находятся в одной физической сети.

Способы создания VLAN:

• По порту (802,1Q) порту коммутатора вручную назначается одна VLAN. В случае, если одному порту должны соответствовать несколько VLAN, то этот порт должен быть членом транка. Плохо работает в сетях с несколькими коммутаторами.

• По MAC адресу. Членство в VLANе основывается на MAC-адресе рабочей станции. В таком случае свитч имеет таблицу MAC всех устройств вместе с VLANами, к которым он принадлежит. Надо делать на каждом коммутаторе вручную, к тому же отсутствует возможность задания приоритетов

• По протоколу. Данные 3-4 уровня в заголовке пакета используются, чтобы определить членство в VLANe. Например IP машины могут быть переведены в первую VLAN, а AppleTalk машины – во вторую. Основной недостаток в том, что он нарушает независимость уровней, поэтому например переход с IPv4 на IPv6 приведет к нарушению работоспособности сети.

• Методом аутентификации. Устройства могут быть автоматически перемещены в VLAN основываясь на данных аутентификации пользователя или устройства при использовании протокола 802,1x.

Преимущества:

• Облегчается перемещение, добавление устройств и изменение их соединений друг с другом.

• Достигается большая степень административного контроля вследствие наличия устройства, осуществляющего между сетями VLAN маршрутизацию на 3-м уровне.

• Уменьшается потребление полосы пропускания по сравнению с ситуацией одного широковещательного домена.

• Сокращается непроизводственное использование CPU за счет сокращения пересылки широковещательных сообщений.

• Предотвращение широковещательных штормов и предотвращение потерь.

Размножение широковещательных сообщений активным сетевым оборудованием приводит к экспоненциальному росту их числа и парализует работу сети.

100VG-AnyLAN

Архитектура была разработана в 90-е гг. компаниями AT&T и Hewlett-Packard для объединения сетей Ethernet и Token Ring и последующей миграции к единой сети.

В 1995 г. Эта архитектура получила статус стандарта IEEE 802.12

Она имеет следующие параметры:

• Топология «звезда»

• Метод доступа – по приоритету запроса

• Скорость – до 100 мбит/с

• Среда передачи – витая пара категорий 3,4 или 5(используются все 4 пары)

• Максимальная длина сегмента (для оборудования HP) – 225 метров.

В соответствии со спецификацией, концентратор 100VG-AnyLAN можно настроить на поддержку как кадров Ethernet, так и Token Ring. Интересной особенностью этих сетей является используемый в них метод доступа по приоритету запроса, при котором концентраторы управляют доступом к кабелю, опрашивая каждый узел в сети и выявляя запросы на передачу. При одновременных запросах предпочтение отдается узлу, имеющему больший приоритет. Это позволяет без задержек передавать в сети 100VG-AnyLAN мультимедийные данные.

Из-за сложности и, как следствие, довольно высокой стоимости оборудования эта архитектура так и не получила широкого распространения, проиграв гораздо более дешевой, надежной и совместимой архитектуре Fast Ethernet. В настоящее время она почти не применяется.

Fast Ethernet

Данная архитектура стандарта IEEE 802.3u, определяет стандарт протокола канального уровня для сетей работающих при использовании как медленного, так и волоконно-оптического кабеля со скоростью 100 мбит/с. Новая спецификация является наследницей стандарта IEEE 802.3, используя такой же формат кадра, механизм доступа к среде CSMA/CD и топологию звезда. Эволюция коснулась нескольких элементов конфигурации средств физического уровня, что позволило увеличить пропускную способность, включая типы применяемого кабеля, длину сегментов и количество концентраторов.

Технология Fast Ethernet является эволюционным развитием классической технологии Ethernet. Ее основными достоинствами являются:

• увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мб/c;

• сохранение метода случайного доступа Ethernet;

• сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка традиционных сред передачи данных - витой пары и оптоволоконного кабеля.

Указанные свойства позволили осуществить постепенный переход от сетей 10base-T - к скоростным сетям, сохраняющим значительную преемственность с хорошо знакомой технологией: Fast Ethernet не требует конкретного переобучения персонала и замены оборудования во всех узлах сети. Официальный стандарт 100base-T установил три различные спецификации для физического уровня для поддержки следующих типов кабельных систем:

• 100base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Cat5, или экранированной витой паре STP Type 1

• 100base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Cat3,4,5

• 100base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля.

Кабели UTP

При обмене данными между двумя устройствами приемник одного из устройств должен быть соединен с передатчиком другого и наоборот. Перекрутка пар (cross-over) обычно реализуется внутри одного из устройств при разводке кабеля в разъеме. Некоторые порты концентраторов и коммутаторов поддерживают возможность смены типа разводки проводников в разъеме (MDI-X или Normal). Сетевые адаптеры компьютеров обычно не позволяют менять тип разводки порта и обозначаются как устройства с портом MDI или Uplink. Выбор типа кабеля описан в разделе Инсталляция.

На рисунках C-1 и C-2 показаны варианты соединения портов прямым и перекрученным (cross-over) кабелем.