[Aipuwaton] Compreendendo a necessidade de VLANs

O que os 8 fios em um cabo Ethernet fazem

A VLAN (rede de área local virtual) é uma tecnologia de comunicação que divide logicamente uma LAN física em vários domínios de transmissão. Cada VLAN é um domínio de transmissão em que os hosts podem se comunicar diretamente, enquanto a comunicação entre diferentes VLANs é restrita. Como resultado, as mensagens de transmissão são limitadas a uma única VLAN.

Contente

· Por que as VLANs são necessárias
·VLAN vs. Subnet
·Tag VLAN e ID da VLAN
·Tipos de interfaces de VLAN e mecanismos de manuseio de tags VLAN
·Cenários de uso de vlans
·Problemas com VLANs em ambientes de nuvem

Por que as VLANs são necessárias

As redes Ethernet iniciais eram tecnologias de rede de dados com base em CSMA/CD (detecção de acesso múltiplo/colisão do senso de portadora) que usavam meios de comunicação compartilhados. Quando o número de hosts aumentou, isso levou a colisões graves, tempestades de transmissão, degradação significativa do desempenho e até interrupções na rede. Embora a interconexão de LANs usando dispositivos da camada 2 possa resolver problemas de colisão, ele ainda não isolou mensagens de transmissão e melhorar a qualidade da rede. Isso levou ao desenvolvimento da tecnologia VLAN, que particiona uma LAN em várias VLANs lógicas; Cada VLAN representa um domínio de transmissão, permitindo a comunicação dentro da VLAN como se fosse uma LAN enquanto impedia a comunicação entre VLAN e confinando mensagens de transmissão dentro de uma VLAN.

配图 1 (为什么需要 VLAN) -1

Ilustração 1: O papel das VLANs

Assim, as VLANs têm as seguintes vantagens:

· Limitando os domínios de transmissão: os domínios de transmissão são confinados em uma VLAN, conservando a largura de banda e aprimorando a capacidade de processamento de rede.
· Aprimorando a segurança da LAN: as mensagens de diferentes VLANs são isoladas durante a transmissão, o que significa que os usuários de uma VLAN não podem se comunicar diretamente com os usuários em outra VLAN.
· Maior robustez da rede: as falhas são restritas a uma VLAN; portanto, os problemas em uma VLAN não afetam a operação normal de outras VLANs.
· Construção flexível do grupo de trabalho virtual: as VLANs podem dividir os usuários em diferentes grupos de trabalho, permitindo que os membros do mesmo grupo de trabalho operem sem se restringir a uma área física específica, facilitando a construção e a manutenção da rede.

VLAN vs. Subnet

Ao subdividir ainda mais a parte da rede dos endereços IP em várias sub-redes, a baixa taxa de utilização do espaço de endereço IP e a rigidez dos endereços IP de dois níveis podem ser abordados. Semelhante às VLANs, as sub -redes também podem isolar a comunicação entre os hosts. Os hosts pertencentes a diferentes VLANs não podem se comunicar diretamente, assim como os hosts em diferentes sub -redes não podem. No entanto, não há correspondência direta entre os dois.

VLAN Subnet
Diferença Usado para dividir redes da camada 2.
  Depois de configurar as interfaces da VLAN, os usuários em diferentes VLANs podem se comunicar apenas se o roteamento for estabelecido.
  Até 4094 VLANs podem ser definidas; O número de dispositivos dentro de uma VLAN não é limitado.
Relação Na mesma VLAN, uma ou mais sub -redes podem ser definidas.

Tag VLAN e ID da VLAN

Para permitir que os interruptores distinguam mensagens de diferentes VLANs, um campo Identificando as informações da VLAN deve ser adicionado às mensagens. O Protocolo IEEE 802.1Q especifica que uma tag VLAN de 4 bytes (conhecida como tag VLAN) pode ser adicionada aos quadros de dados Ethernet para identificar informações da VLAN.

配图 2 (Tag VLAN 和 VLAN ID) -2

O campo VID no quadro de dados identifica a VLAN à qual o quadro de dados pertence; O quadro de dados só pode ser transmitido dentro da sua VLAN designada. O campo Vid representa o ID da VLAN, que pode variar de 0 a 4095. Como 0 e 4095 são reservados pelo protocolo, o intervalo válido para IDs de VLAN é de 1 a 4094. Todos os dados de dados processados ​​internamente pela switch de transporte de VLAN, enquanto alguns dispositivos (como hosts de usuário e servidores) conectados apenas à chave.

配图 3 (VLAN 间用户的二层隔离) -3

Portanto, para interagir com esses dispositivos, as interfaces de comutação devem reconhecer os quadros Ethernet tradicionais e adicionar ou tirar tags VLAN durante a transmissão. A tag VLAN adicionada corresponde à VLAN padrão da interface (ID da VLAN padrão da PORT, 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

Tipos de interfaces de VLAN e mecanismos de manuseio de tags VLAN

Nas redes atuais, os usuários pertencentes à mesma VLAN podem estar conectados a comutadores diferentes, e pode haver várias VLANs abrangendo nos switches. Se a intercomunicação do usuário for necessária, as interfaces entre os comutadores devem poder reconhecer e enviar quadros de dados de várias VLANs simultaneamente. Dependendo dos objetos conectados e de como os quadros são processados, existem vários tipos de interfaces da VLAN para acomodar diferentes conexões e redes.

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Hora de postagem: novembro de 27-2024