Tweet
Trong một mạng có rất nhiều VLAN trên nhiều Switch, các Switch này kết nối với nhau qua các đường trunk, do đó các gói được truyền lên đường trunk phải có thông tin nhận dạng về VLAN mà nó thuộc về. Như vậy người dùng sẽ sử dụng VLAN ID để gán vào các frame, rồi mới truyền đi trên đường trunk.
Mỗi Switch sẽ kiểm tra VLAN ID để xác định frame này thuộc VLAN nào và chuyển qua những cổng thuộc VLAN đó.
Có 2 cách đóng gói VLAN ID là:a
Inter-Switch Link (ISL) là giao thức đóng gói frame độc quyền của Cisco lựa chọn cho cấu hình trung kế Lớp 2. Nó được dùng chính trong môi trường Ethernet, chỉ hỗ trợ trên các Router và Switch của Cisco.
Sau đây là một số tính năng của ISL:
Thông tin thẻ còn được thêm vào đầu và cuối mỗi frame, nên ISL còn được gọi là đánh thẻ kép. ISL có thể chạy trên môi trường point-to-point và có thể hỗ trợ tối đa 1024 VLAN (do VLAN ID chiếm 10 bit).
Chỉ có cổng trunk ISL có thể nhận được frame đóng gói theo ISL. Một cổng không hỗ trợ ISL có thể xem là kích thước frame này không hợp lệ hoặc không thể nhận ra các trường trong header. Các frame thường bị bỏ và được xem là một lỗi truyền khi nhận bởi một cổng không hỗ trợ ISL.
ISL Header:
Header của ISL có chứa nhiều trường với các giá trị xác định thuộc tính của dữ liệu frame nguồn. Thông tin này được sử dụng để giao nhận, nhận dạng đường truyền, và nhận dạng VLAN. Độ lớn của các trường trong header ISL khác nhau, tùy thuộc vào loại VLAN và loại đường liên kết. Các ASIC trên một cổng Ethernet đóng gói các frame với một header ISL 26 byte và một FCS 4 byte. Đây là 30-byte mà ISL đóng gói bổ sung thêm đã được hỗ trợ trong giao thức của Switch Cisco, nhưng kích thước tổng thể của frame thay đổi và được giới hạn bởi các MTU của giao thức lớp 2.
Các frame Ethernet ISL header có chứa các trường thông tin sau:
Phần trailer của ISL đóng gói là một FCS mang một giá trị CRC được tính trên frame nguồn cộng với header ISL khi ISL frame vừa đi vào liên kết trunk. Các cổng ISL khi nhận phải tính toán lại giá trị này. Nếu các giá trị CRC không phù hợp, frame sẽ bị loại. Nếu các giá trị phù hợp, Switch loại bỏ các FCS như là một phần của loại bỏ đóng gói ISL để các frame nguồn có thể được xử lý. Các trailer ISL bao gồm 4 byte trường FCS: chuỗi này có chứa một giá trị CRC 32 bit, được tạo ra bởi các MAC gửi và được tính toán lại của MAC để kiểm tra các frame bị hỏng. Các FCS được tạo ra trên các DA, SA, LEN, Type, và các trường dữ liệu. Khi một ISL header được đính kèm, một FCS mới được tính cho toàn bộ gói ISL và thêm vào phần cuối của frame.
IEEE 802.1Q
Giống như ISL, 802.1Q là một giao thức cho phép một liên kết vật lý có thể thực hiện mang lưu lượng của nhiều VLAN. Đây là tiêu chuẩn VLAN trunking protocol của IEEE. Thay vì đóng gói các frame lớp 2 ban đầu, 802.1Q chèn một thẻ vào header Ethernet, sau đó tính toán lại và cập nhật các FCS trong frame nguồn và truyền qua liên kết trunk.
IEEE 802.1Q là một chuẩn chung dùng để nhận dạng các VLAN được truyền qua đường trung kế, nó hoạt động trong môi trường Ethernet và là một chuẩn mở.
Là giao thức dùng gán nhãn frame khi truyền frame trên đường trung kế giữa hai Switch hay giữa Switch và Router, việc gán nhãn frame được thực hiện bằng cách thêm thông tin VLAN ID vào phần giữa header trước khi frame được truyền lên đường trung kế.
Giao thức 802.1Q thường được gọi là dot-1Q, nó cho phép VLAN đi qua đường liên kết bất chấp việc nhiều hãng sản xuất tồn tại.
Giao thức 802.1Q có những tính năng sau:
Trường 802.1Q có các thành phần sau đây:
Mỗi Switch sẽ kiểm tra VLAN ID để xác định frame này thuộc VLAN nào và chuyển qua những cổng thuộc VLAN đó.
Có 2 cách đóng gói VLAN ID là:a
- Inter-Switch Link (ISL)
- IEEE 802.1Q (Dot1Q)
Inter-Switch Link (ISL) là giao thức đóng gói frame độc quyền của Cisco lựa chọn cho cấu hình trung kế Lớp 2. Nó được dùng chính trong môi trường Ethernet, chỉ hỗ trợ trên các Router và Switch của Cisco.
Sau đây là một số tính năng của ISL:
- Hỗ trợ nhiều giao thức Lớp 2 (Ethernet, Token Ring, FDDI và ATM).
- Hỗ trợ PVST.
- Không sử dụng Native VLAN, do đó nó không đóng gói tất cả các frame.
Thông tin thẻ còn được thêm vào đầu và cuối mỗi frame, nên ISL còn được gọi là đánh thẻ kép. ISL có thể chạy trên môi trường point-to-point và có thể hỗ trợ tối đa 1024 VLAN (do VLAN ID chiếm 10 bit).
Chỉ có cổng trunk ISL có thể nhận được frame đóng gói theo ISL. Một cổng không hỗ trợ ISL có thể xem là kích thước frame này không hợp lệ hoặc không thể nhận ra các trường trong header. Các frame thường bị bỏ và được xem là một lỗi truyền khi nhận bởi một cổng không hỗ trợ ISL.
ISL Header:
Header của ISL có chứa nhiều trường với các giá trị xác định thuộc tính của dữ liệu frame nguồn. Thông tin này được sử dụng để giao nhận, nhận dạng đường truyền, và nhận dạng VLAN. Độ lớn của các trường trong header ISL khác nhau, tùy thuộc vào loại VLAN và loại đường liên kết. Các ASIC trên một cổng Ethernet đóng gói các frame với một header ISL 26 byte và một FCS 4 byte. Đây là 30-byte mà ISL đóng gói bổ sung thêm đã được hỗ trợ trong giao thức của Switch Cisco, nhưng kích thước tổng thể của frame thay đổi và được giới hạn bởi các MTU của giao thức lớp 2.
Các frame Ethernet ISL header có chứa các trường thông tin sau:
- DA (Destination address): 40-bit địa chỉ đích.
- Type: 4 bit mô tả của các loại frame: Ethernet (0000), Token Ring (0001), FDDI (0010) và ATM (0011).
- User: 4 bit để xác định các ưu tiên Ethernet.
- SA (Source address): 48 bit địa chỉ MAC nguồn của cổng truyền trên Switch.
- LEN (Length): 16 bit mô tả độ dài khung khi trừ DA, Type, người sử dụng, SA, LEN, và CRC.
- AAAA03: 24 bit, đây là một hằng số.
- HSA (High bits of source address): 3 byte đầu tiên của SA (ID của nhà sản xuất).
- VID: 15 bit, nhưng chỉ có 10 bit được sử dụng cho 1024 VLAN. Dùng để phân biệt các frame của các VLAN.
- BPDU (Bridge Protocol Data Unit): 1 bit xác định liệu mô tả frame là một spanning tree BPDU. Nó cũng xác định nếu khung đóng gói là một Cisco Discovery Protocol (CDP) hoặc VLAN Trunk Protocol (VTP) frame.
- INDX (index): 16 bit để cho biết chỉ số port nguồn của gói tin mà nó đi ra khỏi Switch. Giá trị 16 bit này được bỏ qua trong các gói tin nhận.
- RES: 16 bit dành riêng cho Token Ring và FDDI frame.
- Encapsulated Ethernet Frame: gói dữ liệu được đóng gói, bao gồm cả giá trị CRC của riêng nó, hoàn toàn chưa sửa đổi. Frame bên trong phải có một giá trị CRC hợp lệ khi các trường ISL đóng gói bị loại bỏ. Một switch có thể nhận được các trường ISL và sử dụng trường ENCAP FRAME như là frame nhận.
Phần trailer của ISL đóng gói là một FCS mang một giá trị CRC được tính trên frame nguồn cộng với header ISL khi ISL frame vừa đi vào liên kết trunk. Các cổng ISL khi nhận phải tính toán lại giá trị này. Nếu các giá trị CRC không phù hợp, frame sẽ bị loại. Nếu các giá trị phù hợp, Switch loại bỏ các FCS như là một phần của loại bỏ đóng gói ISL để các frame nguồn có thể được xử lý. Các trailer ISL bao gồm 4 byte trường FCS: chuỗi này có chứa một giá trị CRC 32 bit, được tạo ra bởi các MAC gửi và được tính toán lại của MAC để kiểm tra các frame bị hỏng. Các FCS được tạo ra trên các DA, SA, LEN, Type, và các trường dữ liệu. Khi một ISL header được đính kèm, một FCS mới được tính cho toàn bộ gói ISL và thêm vào phần cuối của frame.
IEEE 802.1Q
Giống như ISL, 802.1Q là một giao thức cho phép một liên kết vật lý có thể thực hiện mang lưu lượng của nhiều VLAN. Đây là tiêu chuẩn VLAN trunking protocol của IEEE. Thay vì đóng gói các frame lớp 2 ban đầu, 802.1Q chèn một thẻ vào header Ethernet, sau đó tính toán lại và cập nhật các FCS trong frame nguồn và truyền qua liên kết trunk.
IEEE 802.1Q là một chuẩn chung dùng để nhận dạng các VLAN được truyền qua đường trung kế, nó hoạt động trong môi trường Ethernet và là một chuẩn mở.
Là giao thức dùng gán nhãn frame khi truyền frame trên đường trung kế giữa hai Switch hay giữa Switch và Router, việc gán nhãn frame được thực hiện bằng cách thêm thông tin VLAN ID vào phần giữa header trước khi frame được truyền lên đường trung kế.
Giao thức 802.1Q thường được gọi là dot-1Q, nó cho phép VLAN đi qua đường liên kết bất chấp việc nhiều hãng sản xuất tồn tại.
Giao thức 802.1Q có những tính năng sau:
- Hỗ trợ cho Ethernet và Token Ring.
- Hỗ trợ cho 4096 VLAN.
- Hỗ trợ cho CST (Common Spanning Tree), MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol) và RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol).
- Hỗ trợ point-to-multipoint topology.
- Hỗ trợ cho lưu lượng untagged trên đường trung kế thông qua Native VLAN.
- Mở rộng hỗ trợ QoS.
- Tăng tiêu chuẩn cho liên kết điện thoại IP.
Trường 802.1Q có các thành phần sau đây:
- EtherType: sử dụng EtherType 0x8100 để cho biết đây là một khung 802.1Q.
- PRI: 3 bit, mang thông tin ưu tiên cho frame.
- Token Ring Encapsulation Flag: chỉ ra giải thích của frame nếu nó được truyền từ Ethernet tới Token Ring.
- VLAN ID: 12 bit, dùng để xác định frame là của VLAN nào.