802.1q - Polski Serwis Naukowy

IEEE 802.1Q to standard opisujący działanie wirtualnych sieci LAN (VLAN) budowanych w środowisku transportującym ramki. Został on utworzony w ramach standardu IEEE 802 i ma na celu opracowanie rozwiązań umożliwiających wielokrotne wykorzystanie jednego fizycznego łącza do przezroczystego przesyłania informacji pochodzących z różnych sieci. Podczas przesyłania danych z jednej sieci nie następuje ich wyciek do pozostałych, wykorzystujących to samo fizyczne łącze. Nazwa IEEE 802.1Q jest również używana do określenia protokołu enkapsulacji, który używany jest w implementacji tego mechanizmu w sieci Ethernet.

Ethernet - technologia, w której zawarte są standardy wykorzystywane w budowie głównie lokalnych sieci komputerowych. Obejmuje ona specyfikację kabli oraz przesyłanych nimi sygnałów. Ethernet opisuje również format ramek i protokoły z dwóch najniższych warstw Modelu OSI. Jego specyfikacja została podana w standardzie IEEE 802.3.
Protokół drzewa rozpinającego (ang. Spanning-Tree Protocol – STP), sporządzony przez IEEE (ang. Institute of Electrical and Electronics Engineers) opisany w dokumencie (IEEE 802.1d). Jest to protokół wykorzystywany przez sieci komputerowe (np. LAN) w drugiej warstwie modelu sieciowego ISO/OSI.

IEEE 802.1Q dotyczy także zagadnień przełączania w warstwie łącza danych oraz Protokołu Drzewa Rozpinającego IEEE 802.1D (tzw. STP, z języka angielskiego: Spanning Tree Protocol) w wirtualnych sieciach LAN.

Oficjalnym tytułem standardu 802.1Q jest IEEE Std. 802.1Q-2003, Virtual Bridged Local Area Network; ISBN 0-7381-3662-X.

Format ramki

Urządzenia zarządzane (np. przełączniki), działające zgodnie ze standardem 802.1Q, stosują specjalne oznaczanie ramek – tagowanie. Nie jest to dodatkowa enkapsulacja, a jedynie znakowanie ramek, że należą one do sieci VLAN i działają w standardzie 802.1Q.

Dla ramek ethernetowych używających ramkowania Ethernet II tagowanie polega na wstawieniu dodatkowych 4 bajtów pomiędzy adres źródłowy MAC a pole EtherType. Określane jako TPID (z języka angielskiego: Tag Protocol Identifier) 2 bajty znajdujące się w miejscu pola EtherType nieotagowanego pakietu ustawiane są zawsze na wartość 0x8100 i umożliwiają identyfikację ramki jako otagowanej w standardzie 802.1Q. Pozostałe 2 bajty zwane TCI (z języka angielskiego: Tag Control Information) zawierają następujące informacje:

pole PCP – pole składające się z trzech bitów, używane do oznaczenia priorytetu ramki. Sposób użycia tego pola jest zdefiniowany w standardzie IEEE 802.1p

pole CFI (z języka angielskiego: Canonical Format Indicator) – jednobitowy identyfikator, który mówi o tym, w jakiej technologii została utworzona sieć LAN. Dla sieci w technologii Ethernet ma on wartość równą zero, natomiast dla Token Ring ma wartość 1. W ten sposób zapewnia on współpracę pomiędzy nimi. Jeżeli ramka odebrana na porcie Ethernet ma bit CFI równy jeden, nie powinna być przekazywana, ponieważ jest to nieoznaczony port.

VLAN ID (VID) – 12-bitowe pole określające, do której sieci VLAN należy ramka. Wartość zero oznacza, że ramka nie należy do żadnej wirtualnej sieci, wartość jeden jest wykorzystywana dla mostów, a wartość 0xFFF jest zarezerwowana do innych celów. Pozostałe 4093 wartości mogą być użyte do oznaczenia poszczególnych sieci VLAN. Urządzenie działające w standardzie 802.1Q po otrzymaniu takiej ramki odczytuje VLAN ID i kieruje ramkę do odpowiedniej sieci wirtualnej.

Dla ramek używających enkapsulacji IEEE 802.2/SNAP z polem OUI ustawionym na wartość 00-00-00 (czyli pole ID w nagłówku SNAP ustawione na EtherType), jak może się zdarzyć w sieciach LAN wykorzystujących inną technikę niż Ethernet, ustawia się pole EtherType w nagłówku SNAP na wartość 0x8100 i dodaje wyżej wymienione 4 bajty na koniec nagłówka SNAP.

Zmiana nagłówka i dodanie dodatkowych bajtów powodują zmianę sumy kontrolnej FCS, która musi być na nowo obliczona.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)