Switches de LAN : 802.1Q

Inter-Switch Link e formato de quadro IEEE 802.1Q

16 Janeiro 2016 - Tradução por Computador
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Índice


Introdução

Este documento fornece as informações básicas e um resumo dos campos de frame para o Inter-Switch Link (ISL) e o encapsulamento IEEE 802.1Q.

Pré-requisitos

Requisitos

Cisco recomenda que você tem o conhecimento dos VLAN e do entroncamento.

Componentes Utilizados

Este documento não se restringe a versões de software e hardware específicas. Os recursos de entroncamento são dependentes do hardware que é usado. Para obter mais informações sobre dos requisitos do sistema para executar o entroncamento em Series Switch do Cisco catalyst, refira requisitos do sistema para executar o entroncamento.

Convenções

Consulte as Convenções de Dicas Técnicas da Cisco para obter mais informações sobre convenções de documentos.

Material de Suporte

Os troncos são usados para levar o tráfego que pertence aos vlan múltiplos entre dispositivos sobre o mesmo link. Um dispositivo pode determinar que VLAN o tráfego pertence por seu identificador de VLAN. O identificador de VLAN é uma etiqueta que seja encapsulada com os dados. O ISL e o 802.1Q são dois tipos de encapsulamento que são usados para levar dados dos vlan múltiplos sobre enlaces de tronco.

O ISL é um protocolo de proprietário de Cisco para a interconexão dos switch múltiplos e da manutenção da informação de VLAN porque o tráfego vai entre o Switches. O ISL fornece capacidades do trunking VLAN quando mantiver o desempenho da velocidade de fio completa em ligações de Ethernet em FULL-frente e verso ou no modo semi-duplex. O ISL opera-se em um ambiente Point-to-Point e pode-se apoiar até 1000 VLAN. EM ISL, o quadro original é encapsulado e um cabeçalho adicional é acrescentado antes de o quadro ser transportado por um enlace de tronco. Na extremidade de recepção, o encabeçamento é removido e o quadro é enviado ao vlan designada. O ISL usa o Per VLAN Spanning Tree (PVST), que executa um exemplo do Spanning Tree Protocol (STP) pelo VLAN. O PVST permite a otimização da colocação do switch-raiz para cada VLAN e apoia o Balanceamento de carga dos VLAN sobre os links do tronco múltiplo.

o 802.1Q é o padrão de IEEE para etiquetar quadros em um tronco e apoia até 4096 VLAN. No 802.1Q, o dispositivo do entroncamento introduz uma etiqueta 4-byte no quadro e nos recalculares originais a sequência de verificação de frame (FCS) antes que o dispositivo envie o quadro sobre o enlace de tronco. Na extremidade de recepção, o rótulo é removido e o quadro é encaminhado ao VLAN atribuído. o 802.1Q não etiqueta quadros no VLAN nativo. Etiqueta todos quadros restantes que são transmitidos e recebidos no tronco. Quando você configura um tronco 802.1Q, você deve certificar-se de que você configura o mesmo VLAN nativo em ambos os lados do tronco. O IEEE 802.1Q define uma instância única da medida - a árvore que é executado no VLAN nativo para todos os VLAN na rede. Isto é chamado medida de Mono - a árvore (MST). Isto falta a capacidade da flexibilidade e do Balanceamento de carga de PVST que está disponível com ISL. Contudo, o PVST+ oferece a capacidade de reter topologias da Spanning Tree múltipla com entroncamento do 802.1Q.

Para obter mais informações sobre do encapsulamento do 802.1Q, refira as características básicas da seção do entroncamento do 802.1Q do entroncamento entre o catalizador 4500/4000, 5500/5000 de, e o Switches do 6500/6000 Series usando o encapsulamento do 802.1Q com software do sistema de Cisco CatOS.

Para obter informações sobre da configuração do encapsulamento ISL/802.1Q em switch Cisco, refira exemplos de configuração e TechNotes dos protocolos VLAN trunking.

Quadro ISL

O quadro ISL consiste em três campos principais: o quadro do encapsulamento (quadro original), que é encapsulado pelo cabeçalho de ISL, e o FCS na extremidade.

Cabeçalho ISL Quadro do encapsulamento FCS

Este exemplo mostra a expansão mais adicional do cabeçalho de ISL. A expansão inclui os acrônimos do campo e o número de bit para cada campo:

Não dos bit 40 4 4 48 16 24 24
Campo do quadro DA TIPO USUÁRIO SA LEN AAAA03(SNAP) HSA

Não dos bit 15 1 16 16 8 a 196,600 bit (1 a 24,575 bytes) 32
Campo do quadro VLAN BPDU ÍNDICE RES ENCAP FRAME FCS

Descrições de campo

Esta seção fornece descrições detalhadas dos campos do ISL frame.

DA — Endereço de destino

O campo DA do pacote ISL é um endereço de destino de 40 bits. Este endereço é um endereço de multicast e é ajustado em "0x01-00-0C-00-00" ou em "0x03-00-0c-00-00". Os primeiros 40 bit do DA colocam o sinal o receptor que o pacote está no formato ISL.

TIPO — Tipo de frame

O TIPO campo consiste em um código 4-bit. O TIPO campo indica o tipo de quadro que é encapsulado e pode ser usado no futuro para indicar encapsulamentos alternativos. Esta tabela fornece definições do TIPO diferente códigos:

Código de TIPO Significado
0000 Ethernet
0001 Token Ring
0010 FDDI
0011 ATM

USER — Bit definidos pelo utilizador (TIPO extensão)

O campo USER consiste em um código 4-bit. Os bit USER são usados para estender o significado do TIPO campo. O valor de campo do usuário padrão é "0000". Para frames da Ethernet, os bit do campo USER "0" e "1" indicam a prioridade do pacote enquanto passa através do interruptor. Sempre que o tráfego pode ser segurado de um modo que permite que seja enviado mais rapidamente, os pacotes com este jogo do bit devem aproveitar-se do trajeto rápido. Não se exige que tais trajetos estejam fornecidos.

Código USER Significado
XX00 Prioridade Normal
XX01 Prioridade 1
XX10 Prioridade 2
XX11 Prioridade mais alta

SA — Endereço de origem

O campo SA é o campo de endereço de origem do pacote de ISL. O campo deve ser ajustado ao MAC address de "802.3" da porta de switch que transmite o quadro. É um valor de 48 bits. O dispositivo receptor pode ignorar o campo SA do quadro.

LEN — Duração

O campo LEN armazena o tamanho de pacote real do pacote original como um valor de 16 bits. O campo LEN representa o comprimento do pacote nos bytes, com a exclusão dos campos DA, de TIPO, USER, SA, LEN, e FCS. O comprimento total dos campos excluídos é 18 bytes, assim, o campo LEN representa o comprimento total menos 18 bytes.

AAAA03 (SNAP) – Protocolo de Acesso de Sub-rede (SNAP) e Controle Lógico de Enlace (LLC)

O campo da PRESSÃO AAAA03 é um valor 24-bit constante de "0xAAAA03".

TEM — Bit altos do endereço de origem

O campo HSA é um valor de 24 bits. Este campo representa os 3 bytes superiores (a parcela do fabricante ID) do campo SA. O campo deve conter o valor "0x00-00-0C".

VLAN — LAN virtual ID do destino

O campo VLAN é o ID de VLAN do pacote. É um valor de 15 bits usado para diferenciar quadros em VLANs diferentes. Este campo é freqüentemente referido como “cor” da moldura.

BPDU — Unidade de dados de protocolo de bridge (PDU) e indicador do Cisco Discovery Protocol (CDP)

O bit no campo BPDU é definido para todos os pacotes de BPDU encapsulados pelo quadro do ISL. Os BPDU são usados pelo algoritmo de Spanning Tree a fim determinar a informação sobre a topologia da rede. Este bit é ajustado igualmente para o CDP e os quadros do protocolo VLAN Trunk (VTP) que são encapsulados.

INDX — Índice

O campo INDX indica que o deslocamento predeterminado de porta da fonte do pacote como ele retira o interruptor. Este campo é usado para propósitos de diagnóstico somente, e pode ser ajustado a todo o valor por outros dispositivos. É um valor de 16 bits e é ignorado em uns pacotes recebidos.

RES — Reservado para o Token Ring e o FDDI

O campo RES é um valor de 16 bits. Este campo é utilizado quando pacotes de token ring ou FDDI são encapsulados com um quadro ISL. No caso dos token ring frame, os campos do controle de acesso (AC) e do Frame Control (FC) são colocados aqui. No caso do FDDI, o campo FC é colocado em menos byte significativo (LSB) deste campo. Por exemplo, um FC de "0x12" tem um campo RES de "0x0012". Para pacotes Ethernet, o campo de RES deve ser configurado para somente zero.

ENCAP FRAME – Quadro Encapsulado

O campo de encap frame é o pacote de dados encapsulados, que inclui seu próprio valor da verificação de redundância cíclica (CRC), completamente unmodified. O quadro interno deve ter um valor de CRC que seja válido depois que os campos do encapsulamento de ISL são removidos. O comprimento deste campo pode ser 1 a 24,575 bytes a fim acomodar Ethernet, Token Ring, e frames FDDI. Um interruptor de recepção pode descascar os campos do encapsulamento de ISL e usar este campo de encap frame enquanto o quadro é recebido (associando o VLAN apropriado e outros valores com o frame recebido como indicado para propósitos de switching).

FCS — Sequência de verificação de frame

O campo FCS consiste em 4 bytes. Esta sequência contém um valor de CRC de 32 bits, que seja criado pelo MAC de emissão e voltado a calcular pelo MAC de recepção a fim verificar para ver se há frames danificados. O FCS é gerado em campos DA, SA, Comprimento/Tipo e dados. Quando um cabeçalho de ISL é anexado, um novo FCS é calculado sobre todo o pacote de ISL e adicionado ao fim do quadro.

Nota: A adição do FCS novo não altera o FCS original que é contido dentro do frame encapsulado.

Tamanho do quadro

O encapsulamento do ISL frame é 30 bytes, e o pacote FDDI mínimo é 17 bytes. Consequentemente, o pacote encapsulado do mínimo ISL para o FDDI é 47 bytes. O pacote máximo do Token Ring é 18,000 bytes. Consequentemente, o pacote ISL máximo é 18,000 mais 30 bytes do cabeçalho de ISL, para um total de 18,030 bytes. Se somente os pacotes de Ethernet são encapsulados, a escala de tamanhos do ISL frame é 94 a 1548 bytes.

A implicação de sistemas a mais grande que usa o encapsulamento de ISL é que o encapsulamento é um total de 30 bytes, e fragmentação não é exigida. Consequentemente, se o pacote encapsulado é 1518 bytes por muito tempo, o pacote de ISL é 1548 bytes por muito tempo para Ethernet. Além disso, se pacotes diferentes de pacotes de Ethernet forem encapsulados, o comprimento máximo pode ser muito aumentado. Você deve considerar esta mudança do comprimento quando você avalia se uma topologia pode apoiar o tamanho de pacotes de ISL.

Outra implicação do sistema é que os pacotes ISL contêm dois FCSs. O primeiro FCS é calculado para os dados originais. O segundo FCS é calculado depois que o pacote foi encapsulado no ISL. Se os dados originais não contêm um CRC válido, o CRC inválido não está detectado até que o cabeçalho de ISL esteja descascado e o dispositivo final verificar os dados originais FCS. Este não é tipicamente um problema para o hardware de switching, mas pode ser difícil para o Roteadores e o Network Interface Cards (NIC).

Quadro do IEEE 802.1Q

O IEEE 802.1Q usa um mecanismo de rotulação interno que introduza um campo no quadro de Ethernet original próprio da etiqueta 4-byte entre o endereço de origem e o tipo/campos de comprimento. Porque o quadro é alterado, os recalculares do dispositivo do entroncamento o FCS no quadro alterado.

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DA SA ETIQUETA TYPE/LEN DADOS FCS

Este exemplo mostra a expansão mais adicional do campo da etiqueta. A expansão inclui os acrônimos do campo e o número de bit para cada campo.

Não dos bit 16 3 1 12
Campo do quadro TPID PRIORIDADE CFI VID

Descrições de campo

Esta seção fornece descrições detalhadas dos campos de frame do 802.1Q.

TPID- Protocol Identifier da etiqueta

O Protocol Identifier da etiqueta é um campo de 16 bits. É ajustado a um valor de 0x8100 a fim identificar o quadro como um quadro da IEEE 802.1Q-tagged.

Prioridade

Igualmente sabido como a prioridade de usuário, este campo 3-bit refere a prioridade do IEEE 802.1P. O campo indica o nível da prioridade do quadro que pode ser usado para a prioridade do tráfego. O campo pode representar 8 níveis (0 com 7).

CFI- Indicador do formato canônico

O indicador do formato canônico é um campo 1-bit. Se o valor deste campo é 1, o MAC address está no formato não canônico. Se o valor é 0, o MAC address está no formato canônico.

VID- identificador de VLAN

O identificador de VLAN é um campo 12-bit. Identifica excepcionalmente o VLAN a que o quadro pertence. O campo pode ter um valor entre 0 e 4095.

Tamanho do quadro

A etiqueta do 802.1Q é 4 bytes. Consequentemente, o frame da Ethernet resultante pode ser tão grande quanto 1522 bytes. O tamanho mínimo do frame da Ethernet com colocação de etiquetas do 802.1Q é 68 bytes.

QinQ

A característica do apoio de QinQ adiciona uma outra camada de etiqueta do IEEE 802.1Q (chamada do “etiqueta metro” ou “PE-VLAN”) aos pacotes rotulados do 802.1Q que incorporam a rede. A finalidade é expandir o espaço VLAN etiquetando os pacotes rotulados, assim produzindo um quadro “dobro-etiquetado”. O espaço expandido VLAN permite o provedor de serviços proporcione determinados serviços, tais como o acesso ao Internet em VLAN específicos para clientes específicos, contudo ainda permite que o provedor de serviços forneça outros tipos de serviços para seus outros clientes em outros VLAN.

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Tamanho do quadro

A unidade de transmissão máxima do padrão (MTU) de uma relação é 1500 bytes. Com uma etiqueta exterior VLAN anexada a um frame da Ethernet, o tamanho do pacote aumenta por 4 bytes. Consequentemente, é aconselhável que você aumenta apropriadamente o MTU de cada relação na rede de provedor. O mínimo recomendado MTU é 1504 bytes.

TPID

O quadro de QinQ contém o valor alterado do Protocol Identifier da etiqueta (TPID) de etiquetas VLAN. À revelia, a etiqueta VLAN usa o campo TPID para identificar o tipo de protocolo da etiqueta. O valor deste campo, como definido no IEEE 802.1Q, é 0x8100.

O dispositivo determina se um frame recebido leva uma etiqueta do provedor de serviços VLAN ou uma etiqueta do cliente VLAN verificando o valor correspondente TPID. Após ter recebido um quadro, o dispositivo compara compara o valor configurado TPID com o valor do campo TPID no quadro. Se o fósforo dois, o quadro leva a etiqueta do VLAN correspondente. Por exemplo, se um quadro leva etiquetas VLAN com os valores TPID de 0x9100 e de 0x8100, respectivamente, quando o valor configurado TPID da etiqueta do provedor de serviços VLAN for 0x9100 e aquele da etiqueta VLAN para uma rede cliente é 0x8200, o dispositivo considera que o quadro leva somente a etiqueta do provedor de serviços VLAN mas não a etiqueta do cliente VLAN.

Além, os sistemas de vendedores diferentes puderam ajustar o TPID da etiqueta exterior VLAN de quadros de QinQ aos valores diferentes. Para a compatibilidade com estes sistemas, você pode alterar o valor TPID de modo que os quadros de QinQ, quando enviados à rede pública, levem o valor TPID idêntico ao valor de um fornecedor em particular para permitir a Interoperabilidade com os dispositivos desse vendedor. O TPID em um frame da Ethernet tem a mesma posição com o campo do tipo de protocolo em um quadro sem uma etiqueta VLAN. A fim evitar problemas no encaminhamento de pacote e manipulação na rede, você não pode ajustar o valor TPID a alguns dos valores nesta tabela:

Tipo de protocolo Valor
ARP 0x0806
FILHOTE DE CACHORRO 0x0200
RARP 0x8035
IP 0x0800
IPv6 0x86DD
PPPoE 0x8863/0x8864
MPLS 0x8847/0x8848
IS-IS 0x8000
LACP 0x8809
802.1x 0x888E

A característica do apoio de QinQ é apoiada geralmente no que características do Cisco IOS ou protocolos são apoiados. Por exemplo, se você pode executar o PPPoE na subinterface, você pode configurar um quadro dobro-etiquetado para o PPPoE. IPoQinQ apoia os pacotes IP que dobro-são etiquetados para a terminação da etiqueta de QinQ VLAN enviando o tráfego IP com (igualmente sabido como empilhado) os encabeçamentos dobro-etiquetados do 802.1Q.

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