IEEE 802.1Q
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IEEE 802.1Q , a menudo denominado Dot1q , es el estándar de red que admite LAN virtuales (VLAN) en una red Ethernet IEEE 802.3 . El estándar define un sistema de etiquetado VLAN para tramas de Ethernet y los procedimientos que lo acompañan para ser utilizados por puentes y conmutadores en el manejo de dichas tramas. El estándar también contiene disposiciones para un esquema de priorización de calidad de servicio comúnmente conocido como IEEE 802.1py define el Protocolo de registro de atributos genéricos .

Partes de la red que son compatibles con VLAN (es decir, que cumplen con IEEE 802.1Q) pueden incluir etiquetas VLAN. Cuando una trama ingresa a la parte de la red con reconocimiento de VLAN, se agrega una etiqueta para representar la membresía de VLAN. [a] Cada trama debe distinguirse por estar exactamente dentro de una VLAN. Se asume que una trama en la porción de la red con reconocimiento de VLAN que no contiene una etiqueta VLAN fluye en la VLAN nativa .

El estándar fue desarrollado por IEEE 802.1 , un grupo de trabajo del comité de estándares IEEE 802 , y continúa siendo revisado activamente. Una de las revisiones notables es 802.1Q-2014 que incorporó IEEE 802.1aq (Shortest Path Bridging) y gran parte del estándar IEEE 802.1D . [1]

Formato de marco

Inserción de etiqueta 802.1Q en una trama Ethernet

802.1Q agrega un campo de 32 bits entre la dirección MAC de origen y los campos EtherType de la trama original. Bajo 802.1Q, el tamaño mínimo de la trama sigue siendo de 64 bytes, pero un puente puede extender el tamaño mínimo de la trama de 64 a 68 bytes en la transmisión. Esto permite colocar fácilmente una etiqueta sin relleno adicional. [2] [3] y el tamaño máximo de trama se amplía de 1518 bytes a 1522 bytes. Se utilizan dos bytes para el identificador de protocolo de la etiqueta (TPID) y los otros dos bytes para la información de control de la etiqueta (TCI). El campo TCI se divide a su vez en PCP, DEI y VID. [4]

Formato de etiqueta 802.1Q
16 bits3 bits1 bit12 bits
TPIDTCI
PCPDEIVID
Identificador de protocolo de etiqueta (TPID)
Un campo de 16 bits establecido en un valor de 0x8100 para identificar la trama como una trama con etiqueta IEEE 802.1Q. Este campo se encuentra en la misma posición que el campo EtherType en tramas sin etiquetar y, por lo tanto, se utiliza para distinguir la trama de las tramas sin etiquetar.
Información de control de etiquetas (TCI)
Un campo de 16 bits que contiene los siguientes subcampos:
Punto de código de prioridad (PCP)
Un campo de 3 bits que se refiere a la clase de servicio IEEE 802.1p y se asigna al nivel de prioridad de la trama. Se pueden usar diferentes valores de PCP para priorizar diferentes clases de tráfico. [5]
Indicador de abandono elegible (DEI)
Un campo de 1 bit. (anteriormente CFI [b] ) Puede usarse por separado o junto con PCP para indicar tramas elegibles para descartarse en presencia de congestión. [7]
Identificador de VLAN (VID)
Un campo de 12 bits que especifica la VLAN a la que pertenece la trama. Los valores de 0 y 4095 (0x000 y 0xFFF en hexadecimal ) están reservados. Todos los demás valores se pueden usar como identificadores de VLAN, lo que permite hasta 4094 VLAN. El valor reservado 0x000 indica que la trama no lleva una ID de VLAN; en este caso, la etiqueta 802.1Q especifica solo una prioridad (en los campos PCP y DEI) y se denomina etiqueta de prioridad . En los puentes, el VID 0x001 (el ID de VLAN predeterminado) a menudo se reserva para una VLAN de administración de red ; esto es específico del proveedor. El valor de VID 0xFFF está reservado para uso de implementación; no debe configurarse ni transmitirse. 0xFFF se puede utilizar para indicar una coincidencia de comodines en las operaciones de gestión o en el filtrado de entradas de la base de datos. [8]

Para tramas (que no sean tramas 802.3) que utilizan la encapsulación del Protocolo de acceso a subredes (SNAP) con un campo de identificador único organizacional (OUI) de 00-00-00 (de modo que el campo de ID de protocolo en el encabezado SNAP sea un EtherType como se especifica en RFC  1042 ), el valor EtherType en el encabezado SNAP se establece en 0x8100 y los 4 bytes adicionales mencionados anteriormente se agregan después del encabezado SNAP. [9] En otras palabras, la etiqueta VLAN sigue al encabezado SNAP. Para tramas 802.3 en formato LLC-SNAP, el orden es opuesto; la etiqueta VLAN se coloca antes del encabezado LLC-SNAP.

Debido a que la inserción de la etiqueta VLAN cambia la trama, la encapsulación 802.1Q fuerza un nuevo cálculo del campo de secuencia de verificación de trama original en el tráiler de Ethernet.

El estándar IEEE 802.3ac aumentó el tamaño máximo de trama de Ethernet de 1518 bytes a 1522 bytes para adaptarse a la etiqueta VLAN de cuatro bytes. Algunos dispositivos de red que no admiten el tamaño de trama más grande procesarán estas tramas con éxito, pero pueden informarlas como anomalías de "bebé gigante". [10]

Etiquetado doble

IEEE 802.1ad introdujo el concepto de etiquetado doble. El etiquetado doble puede ser útil para los proveedores de servicios de Internet (ISP), ya que les permite usar sus VLAN internamente mientras transportan tráfico de clientes que ya están etiquetados como VLAN. La S-TAG (etiqueta de servicio) externa (junto a la MAC de origen y que representa la VLAN del ISP) viene primero, seguida de la C-TAG interna (etiqueta de cliente). En tales casos, 802.1ad especifica un TPID de 0x88a8 para el S-TAG externo del proveedor de servicios.

Inserción de etiqueta doble 802.1ad en una trama Ethernet

Otros protocolos

IEEE 802.1Q define el Protocolo de registro de VLAN múltiple (MVRP), una aplicación del Protocolo de registro múltiple , que permite a los puentes negociar el conjunto de VLAN que se utilizará a través de un enlace específico. MVRP reemplazó el Protocolo de registro de VLAN GARP (GVRP) más lento en 2007 con la enmienda IEEE 802.1ak-2007.

La revisión de 2003 del estándar fue la primera en incluir el Protocolo de árbol de expansión múltiple (MSTP), que se definió originalmente en IEEE 802.1s .

Ver también

  • Cisco Inter-Switch Link (ISL), un protocolo de administración de VLAN propietario de Cisco más antiguo
  • Protocolo de enlace dinámico (DTP), un protocolo patentado de Cisco para negociar el enlace entre dos dispositivos compatibles con VLAN
  • VLAN Trunking Protocol (VTP), un protocolo de administración de VLAN patentado por Cisco

Notas

  1. ^ La membresía de VLAN está determinada por el puerto de la trama o la combinación de puerto / protocolo, dependiendo de si se utiliza la clasificación de VLAN basada en puerto o basada en puerto y protocolo.
  2. ^ Este campo se denominaba anteriormente Indicador de formato canónico (CFI) con un valor de 0 que indica una dirección MAC en formato canónico . Siempre se establece en cero para Ethernet. Se utilizó CFI para la compatibilidad entre las redes Ethernet y Token Ring . Si una trama recibida en un puerto Ethernet tiene un CFI establecido en 1, entonces esa trama no se conectará a un puerto sin etiquetar. [6]

Referencias

  1. ^ 802.1Q-2014 - Puentes y redes en puente
  2. ^ Según IEEE 802.1Q Anexo G.2.3 Tamaño mínimo de PDU
  3. ^ "Enlace entre conmutadores y formato de trama IEEE 802.1Q" . Cisco Systems . Consultado el 26 de septiembre de 2019 .
  4. ^ Cláusula 9.6 de IEEE 802.1Q-2011
  5. ^ IEEE 802.1Q I.4 Tipos de tráfico y valores de prioridad
  6. ^ Cláusula 9.6 de IEEE 802.1Q-2005
  7. ^ Cláusula 6.9.3 de IEEE 802.1Q-2011
  8. ^ IEEE 802.1Q-2005, 9.6 Información de control de etiquetas de VLAN
  9. ^ IEEE 802.1Q-2011 cláusula 9.4 formatos de identificador de protocolo de etiqueta (TPID)
  10. ^ Comprensión de la compatibilidad con Baby Giant / Jumbo Frames en Catalyst 4000/4500 con Supervisor III / IV (PDF) , archivado desde el original (PDF) en 2015-04-02

Fuentes

  • IEEE Std. 802.1Q-1998, redes de área local con puente virtual , doi : 10.1109 / IEEESTD.1999.89204 , ISBN 0-7381-1537-1
  • IEEE Std. 802.1Q-2003, redes de área local con puente virtual , 2003, doi : 10.1109 / IEEESTD.2003.94280 , ISBN 0-7381-3663-8
  • IEEE Std. 802.1Q-2005, redes de área local con puente virtual , doi : 10.1109 / IEEESTD.2006.216285 , ISBN 0-7381-3662-X
  • IEEE Std. 802.1Q-2011, puentes de control de acceso a medios (MAC) y redes de área local con puentes virtuales , doi : 10.1109 / IEEESTD.2011.6009146 , ISBN 978-0-7381-6708-4
  • IEEE Std. 802.1BR-2012, redes de área local con puente virtual, extensión de puerto de puente , doi : 10.1109 / IEEESTD.2012.6239543 , ISBN 978-0-7381-7281-1
  • IEEE Std. 802.1Q-2014, puentes y redes en puente , doi : 10.1109 / IEEESTD.2014.6991462 , ISBN 978-0-7381-9433-2
    • IEEE Std. 802.1Q-2014 / Cor 1-2015, Corrigendum 1: Correcciones técnicas y editoriales , doi : 10.1109 / IEEESTD.2016.7374647 , ISBN 978-1-5044-0112-8
  • "Enlace entre conmutadores y formato de trama IEEE 802.1Q" . Cisco Systems . Consultado el 10 de enero de 2019 .
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