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除了路由器能劃分廣播區域,也能利用交換器或橋接器劃分廣播區域(虛擬的區域網路)。

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QueenieCplusplus/ICND_VLAN

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ICND VLAN

除了路由器能劃分 Segmentation 廣播區域,也能利用交換器或橋接器劃分廣播區域(虛擬的區域網路)。

交換技術

https://github.com/QueenieCplusplus/ICND_Bridge

原本一台交換機可劃分四個碰撞區、一個廣播區。

一旦使用虛擬區域網路,則使用一台交換器,(藉由通訊埠或是連接埠)可劃分多個廣播區好比路由器。

使用情境:同一層樓不同部門。

且也可利用 Trunk 技術將多台交換機相互依賴變成主幹相連的相依性交換機群組。

使用情境:同樣部門或功能卻不同層樓。

路由器的廣播區域劃分

https://github.com/QueenieCplusplus/ICND_Internet_Packet#路由設備 詳見功能之2。

路由器不將廣播封包傳送出去,故路由器的每個介面所形成的網段順勢成為一個廣播區域。

                                         LAN (Broadcast/Collision)
                            

                                                  |
                             
                                                eth 0/1
                                                
                  
LAN (Broadcast/Collision)   - serial 0/12         R        lo 0/4 -   LAN (Broadcast/Collision)
                  
                  
                                               eth 0/0
                          
                                                 |
                             
                                        LAN (Broadcast/Collision)

交換機劃分的廣播網域

基於封包來自哪個虛擬區域網路,可區分各種資料是否 filter、forward、flood (Broadcast)!

  • 作法:

每個連接埠專屬一個虛擬區域網路,抑或是將 vlan 資訊保存在封包中傳送。

Frame

LLC sublayer - SNAP (IEEE 802.2)

 +----------+----------+-----------+--------+----------------+-----+
 | Preamble | Dest Add | Sorce Add | Length | Variable (Data)| FCS |
 +----------+----------+-----------+--------+----------------+-----+

會被封裝成

 +------------+----------------------------+-----+
 | ISL Header | Encapsulate Ethernet Frame | CRC |
 +------------+----------------------------+-----+
 
        |
        |
        |
        V

ISL 封裝:

經過ISL封裝可以辨識出 trunk 的 vlan ID 此 tagging。但是這資料框可能超過 1500 位元組,經過未支援的設備如交換器和網路卡的伺服器則會出現錯誤訊息,將其視為通訊協定錯誤。

 +----+-----+-----+---+---+------+----+--------+-----+------+----+
 | DA | TYPE| USER| SA|LEN|AAAA03| HSA| VLAN ID| BPDU| INDEX| RES|
 +----+-----+-----+---+---+------+----+--------+-----+------+----+

虛擬區域網路

交換機的埠能配置 vlan,每個 vlan 都有位址學習、傳送、過濾、避免迴圈,而一個 vlan 可能有多個連接埠~ 而一個埠只能有一個 vlan。

當交換機的某連接埠收到一資料框時,交換機會將此 fame 發送到目的地 (與源頭同樣虛擬區域網域),不會送到其他 vlan 上,除非 flood...,即便真的產生無法辨識目的地方而氾濫(氾洪)時,也只會廣播至此設備的所有廣播區,此時此設備為一廣播區而非一埠自成廣播區。

交換器、橋接器的廣播區域劃分(亦稱為虛擬區域網路)

虛擬區域網路能使各地使用者無需顧慮地理位址,形成群組,成為同一廣播區域。對於控制廣播訊息的散佈,因而加強安全和頻寬效能。

劃分基礎不因地,可選擇因主機功能、團隊(部門)性質、應用程式目標,每個交換器的通訊埠僅能提供一個 VLAN 使用,同一 VLAN 的連接埠可分享廣播資訊。

單一連線跨越多部交換機

根據 802.1q 協定,使用 trunk 技術,主幹相連,利用每台交換機的某一埠(主幹用埠),彼此透過乙太網路主幹道相連,這些孔與主幹負載了多個不同 vlan 的 fames,故 trunk port 需要設定在高速乙太網路埠上。

          sw A   ---------------- 802.1q------------------ sw B
                                  payloads
 port    port   port   trunk port -------  trunk port port  port  port 
 
   |      |      |                                      |     |     |             
   |      |      |                                      |     |     |
   |      |      |                                      |     |     |
  vlan 1  |      |                                      |     |     |
        vlan2    |                                      |     |     |
               vlan3                                  vlan4   |     |
                                                            vlan5   |
                                                                   vlan 6

交換器彼此相連

利用 ISL Trunk (交換器間連線幹道)

原理為 Application-specific integrated circuit 特殊應用的積體電路所作用,適用於交換器間、交換器對路由器、交換器對擁有 ISL 功能網路卡的伺服器。

  • tag 加上標註

    能在同一實體線路上實現多工傳送,有低延遲效果。

  • encapsulation 資料框封裝

不會進入 client 端,資料框進入客戶端便除去 ISL 標頭。

LLC sublayer - SNAP (IEEE 802.2)

 +----------+----------+-----------+--------+----------------+-----+
 | Preamble | Dest Add | Sorce Add | Length | Variable (Data)| FCS |
 +----------+----------+-----------+--------+----------------+-----+

其 ISL 標頭(表頭)

 +----+-----+-----+---+---+------+----+--------+-----+------+----+
 | DA | TYPE| USER| SA|LEN|AAAA03| HSA| VLAN ID| BPDU| INDEX| RES|
 +----+-----+-----+---+---+------+----+--------+-----+------+----+


 /* DA: 多點傳送目的地位址。*/
 
 /* Type: 為封裝資料框的種類,如 Ethernet、Token Ring、FDDI、ATM。*/
 
 /* User: 為 Ethernet 上的優先權。*/
 
 /* SA: 發出資料的交換器的 MAC 位置。*/
 
 /* Length: 不包含上述四欄位的資料框長度 */
 
 /* AAAA03 為標準 SNAP 802.2 LLC 標頭 */
 
 /* HSA: SA 的前三個位元組,為製造商或組織的獨有識別碼。 */
 
 /* Vlan : 15 個位元的 Vlan 識別碼,僅有後面十個位元用於區別 1024 個 VLAN */
 
 /* BPDU : 用以識別該 frame 是否為 Spanning Tree 之 BPDU 。 
         網橋協議數據單元是包含有關生成樹協議的信息幀。
         交換機使用唯一的源MAC地址將BPDU從其原始端口發送到具有目標MAC的多播地址。 */
         
 /* INDEX: 發送埠的辨識。 */
 
 /* RES: 保留欄位。 */

交換器設定虛擬區域網域、主幹埠、通訊埠配置虛擬區域網域(成員)

利用 Vlan Trunking Protocol 協定

  • 設定的指令

     * delete vtp 重設
    
     * vtp domain + < name > + < mode > 為虛擬區域網路的網域命名
     // 三種模式:server、client、transparent。
     // 倘若某台交換器為無管理網域狀態,則直到它收到經過主幹的網域傳播為止。
     // 預設為 server 模式。(SNMP)
    
     * show vtp 顯示 vtp 的狀態
     // vtp 主幹協定幫助資訊同步備份至其他交換器中,方便擴展。
    
     * int + <int no.> + trunk on 設定一交換器介面為主幹埠
    
     * show trunk 顯示主幹狀態
    

主幹埠功能:https://github.com/QueenieCplusplus/ICND_VLAN/blob/master/README.md#單一連線跨越多部交換機

* vlan + < vlan# > + name + < name > 定義一虛擬區域網路及其名稱
 /* vlan# 為獨特的四位數辨別碼如 0001 或是 1005 */
 
* show vlan 顯示虛擬區域網路的狀態

* int + <int no.> + vlan membership static + < vlan# > 將一交換器介面指定予 VLAN
 
* vlan-membership static + < vlan #> 
 //以介面設定模式下,下此指令可靜態配置介面予某虛擬區域網路。
 
* vlan-membership dynamic 
 //以介面設定模式下,下此指令可動態配置介面予某虛擬區域網路。

* show vlan-membership 顯示虛擬區域網路的成員
 // membership 這些成員就是指交換器上的埠們。

* show spantree + < vlan# > 

Ref Doc

https://www.netadmin.com.tw/netadmin/zh-tw/technology/FFD0629A85794E9BAC2A9173D5B96EDC

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除了路由器能劃分廣播區域,也能利用交換器或橋接器劃分廣播區域(虛擬的區域網路)。

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