Сурет 1.

Жалғыз коммутаторлар арқылы жергілікті тораптар құрудың ең басты кемшілігі шикороковещатеьный трафиктің бейсызықтық өсу көлемінің ішіндегі желі құрылғыларының санына байланысты. Шикороковещатеьный трафиктің тораптағы құрылғылар саны 2000(екіншіден 500, үшіншіден 4000 көбіне ол тораптағы желілерге және шешілетің есепке байланысты ) жуық болса көлем күрт өседі.Жаңа құрылғыларды қосу дербес тораптардың жұмыс істеу мүмкіндігін төмендетеді.

Мысалы. Егерде бірнеше мың құрылғылардың ішінде бір А компьютері ең алғаш рет В компьютерімен IP қосылу жасайтын болса, ол алдын-ала барлық құрылғыларға широковещательный ARP сұранысын жіберіп , В компьютерінің МАС адресін біліп алады.

Тек қана коммутаторлардан құралған жергілікті тораптар широковещанияның бір ғана доменің құрайды.Широковещанияның домнің кішерейту үшін жергілікті тораптарды тәуелсіз желі асты бөлу (коммутатормен жалғанған тәуелсіз топ жұптары) және маршрутизатор көмегімен біріңғай бүтін қосылыс орнату керек.Бұл міндетті жергілікті тораптар құрастыру кезінде қолдануға болады, алайды бұл тәсіл жұмыс істеп тұрған тораптарда іске аспайды.Ол кезде көмекке виртуалды жергілікті VLAN (virtual local area network) торабы келеді.

Виртуалды VLAN жергілікті торабы бір немесе бірнеше коммутаторлардың біріктіру қызметін атқарады.(Сурет 2).

Сурет 2.

VLAN берілген жергілікті тораптарды физикалық кесілестерсіз логикалық түрде бірнеше жергіліті желілерге бөлуге мүмкіндік береді.Ол үшін әр коммутатордың администраторлары қай порт VLAN желісіне жататыны туралы мәлімет беруі керек.Үңдету бойынша коммутатордың барлық порттар бір VLAN немесе нөмір 1-ге жатқызылады.Коммутатордағы VLAN максималды саны жалпы порттар санына тең.Жергілікті тораптарды VLAN-дарға дұрыс бөлу жобалаудың басты мәселелінің бірі.

VLAN және жергілікті тораптардың физикалық бөліну қасиеттері бірдей қызмет атқарады.Сонымен VLAN желілерге бөлгеннен кейін ,бірнеше жергілікті тораптар құрастырып ол тораптарды үшінші торап деңгейінде маршрутизатор көмегімен бір біріккен қосылыс орнатамыз.

VLAN концепциясы широковещательный трафиктың проблемаларынан басқа қосымша мүмкіндіктер береді .Олар:қалыптасқан жергілікті тораптардың жақын орналасқан коммутаторы бойынша емес, компьютер өз тиістілігі бойынша осы немесе басқа өндіріс міндеттерін шешеді; қолданылатын саналған ресурстар және сұранылатын сервер қызметтер типі бойынша тораптар құрастыру(файл-сервер, сервер базы данных).

VLAN қызметі виртуалды тораптар құрастыру кезінде әртүрлі стратегиялы қауіпсіз саясат жүргізуге мүмкіндік береді;компьютерді бір желіден екінші желіге физикалық ауысусыз және қайта қосылусыз ауыстыра алады.

VLAN туралы ақпарат алмасу үшін коммутаторлар магистралды(транковый) протокол қолданады . VLAN туралы ақпарат алмасу үшін коммутаторлар үшін магистралды портар құрастыу керек.Магистарлы порт- басқа жергілкті құрылғыларда VLAN туралы ақпарат алмасу және осы потрқа қосылу қызметі.Жай портар VLAN ақпаратың жарнамаламайды, бірақ одан басқы портар VLAN ақпаратын қабылдау/жіберу бағытында дұрысталу мүмкін.Сіздер магистралды протоколдарды керек порты бойынша қосуларын керек, өйткені портар үңдеу бойынша өшірулі.

Коммутатор портары қолжетімділік немесе магистарлды режимде жұмыс жасайды.Осыған орай портқа қосылған желі қолжетімділік немесе магистралды қосылыста болады.Қолжетімділік режимінде порт бір ғана VLAN-ға тиесілі.Қолжетімділік порты соңғы құрылғыға жалғанады: ПК, жұмыс станциясы, серверге, хабқа. Қолжетімділік порты арқылы өтетін фреймдар , қарапайым Ethernet фреймдары ретінде саналады.

Магистралды торапта VLAN бірнеше желіні қолдайды.Әртүрлі коммутаторларда VLAN қызметі магистралды протокол арқылы қосылады.Магистралды портар белгілі VLAN портына жатпайды және де басқа коммутаторларға қосылу қызметін атқарады , VLAN портына көпетеген желілік адаптерда маршрутизаторлар мен серверлерге қосылу мүмкіндігін береді.

Магистралдар VLAN қызметін барлық торға кеңейте алады.Магистралды мақсатқа жету үшін коммутаторларға жоғары жылдамдықты :GigabitEthernet және 10Gigabit тағайындалады

VLAN мультиплексорлық трафигында арнайы протоколдар қызметі бар, ол протоколдар қабылдағыш порттан келген VLAN қызметі қандай пакетке жататының анықтайды. Cisco құрылғылары қосылыстары арасында Inter-SwitchLink (ISL) протокол қызметі жұмыс атқарады.Тораптар ішінде әртүрлі құрылғылардың шығарушылары болса, торап IEEE 802.1Q протоколын қолданады.

VLAN қызметінде магистралсыз желіде жұмыс істеуі үшін, әр VLAN-ға бір қолжетімділік қосылысы орнатылуы керек.Бұндай әдіс тиімсіз және қымбат, сол үшін магистралды қосылыстар жергілікті тораптар құрастыру үшін өте қажет.

3-сурет.

3- суретте А және В портары коммутаторда, ал Y қолжетімді қосылыс ретінде VLAN 200 сияқты белгіленген.Анықтама бойынша олар тек қана бір VLAN-ға иеленген және VLAN идентификаторы ethernet фреймын қабылдай алмайды.Мысалы, А порты В портынан Y портында трафик қабылдайды, ол кезде ISL атауы ethernet фреймына қосылмайды.

С порты Z коммутаторында қолжетімді порт қызметін және VLAN 200-ге тиісілі.Егер А порты фреймды С портына жіберсе, келесі жағдайлар болады:

1. Y коммутаторы фрейымды қабылдап , VLAN нөмерімен қатар порт нөмерін құрастырады. VLAN 200 басқа коммутаторға бағытталған трафигін анықтайды .

2. Y коммутаторы ISL атымен және VLAN нөмірімен фреймды өтпелі коммутаторларды магистралды қосылыс арқылы жібереді.

3.Бұл процесс әр коммутаторда қайталанып жүре береді, әзірше фрейм соңғы С портына жетпегенше.

4. Z коммутаторы фреймды қабылдап , ISL атауын өшіріп, фреймды С портына жібереді.

Егер порт магистралды режимде болса, ол VLAN-да барлық транспортына немесе белгіленген көпке түзетілуі мүмкін.Магистралды қосылыстар коммутаторлар мен коммутаторларды ,маршрутизатормен серверді қоса алады ,егер де VLAN қолдауы болса.

Магистралды базалық терминологияда қосылыс нүкте-нүкте деп белгіленіп ,бірнеше VLAN қызметін қолдайды.Магистралдың негізгі мақсаты екі құрылғы арасында VLAN қосылысын орнату кезінде портардың нөмерін сақтау.

4-сурет.

Үстіңгі нөмер 4- суретте VLAN қызметін коммутаторлар арасында екі физикалық желі арқылы қосылыс орнатылу көрсетілген (по одной на каждую VLAN).Бұл шешім жаман кеңейтіледі: егерде VLAN-ға үшінші қосылыс керек болса, онда ол тағы екі портынан айырылады.Бұл шешім жұмыстың қиындығы бойынша да тиімді емес :кішкентай трафик кейбір қосылыстарда қолданылмайды, өйткені бір физикалық желі арқылы жасалынған виртуалды қосылыс болса.Астыңғы жағындағы фигурада бір физикалық қосылыс VLAN ішіндегі кез-келген трафик қызметін атқара алады. Коммутатор Sa фреймды VLAN қай бағытта жіберетінің Sb білетіндей сақтайды.Бұндай пакеттерді сақтау үшін IEEE 802.1Q немесе Cisco протокол ISL (Inter-SwitchLink) стандарттары қолданылады.

Үлкен желілер үшін VLAN-ды қолдай конфигурациялау қиын міндеттердің бірі болып табылады. Cisco VLAN Trunk Protocol (VTP) автоматты түрде магистралды қосылыс арқылы VLAN туралы ақпарат алмасу протоколы. VTP-тің басты ерекшелігі коммутатордағы VTP сервер болып құралған желі VLAN қосылысының жаңа қосылыстарын,өшірулерін қадағалай алады.Сіздердің коммутаторларыңызды VTP сервері деп белгіленгеннен кейін,осы тораптың қалған коммутаторлары клиент ретінде түзетіле алады, олар тек қана VLAN ақпаратын қабылдайды.Жетіспеушілік болып керек емес трафик саналады, оның себебі құрылғыларда магистралды порт арқылы қосылыс орнатады,бірақ мүмкін ол портарға ақпарат алмасу керек жоқ шығар.

Сіздің торабыңыз көп коммутаторлардан тұратын болса ,олардың ішінде виртуалды желілер әртүрлі коммутаторларда орналасса VTP қызметін қолдану керек.Егер сіздің торабыңыз статикалық режимде тұрса және VLAN бастапқы конфигурацияға қарағанда түзетулер енгізбесе ,виртуалды торапта статикалық режимін қолданған дұрыс болады.

Жергілікті тораптардың топологиясында циклдар (петли) болады.Мысалы, шеңбер ретінде қосылған үш коммутатор топологияда цикл құрастырады.Цикл жіберуші мен қабылдауыш жолын бірқалыпты емес әдіспен жеткізеді.Бұл проблеманы шешу үшін протоколдарды қосатын STP(spanningtreeprotocol) ағашын ойлап тапты. Шыңы кейбір коммутаторға жететін ең кішкентай ағашты (граф без циклов) торапта белгіленген VLAN топологиясы бойынша құрастырады.Бұндай ағаштарды физикалық түрде жеткізу үшін STP портарды блокировка режиміне қояды.Қаптама ағаштардың саналуы барлық коммутаторда параллельді түрде жүреді.Одан кейін пакеттер VLAN-ға қаптама ағаштар құрастырған жолмен жетеді.Портардың топологияқ өзгеруі,активациясы немесе тоқтатылу кезінде қаптама ағаштардың қайта саналуы өтеді.

Қосушы ағаштардың топологиясың құрастыру үшін белгілі фреймдар колданылады, олар көпір протоколының ақпарат модулі (bridgeprotocoldataunits, BPDU ) деп аталады.Бұл фреймдар барлық коммутаторда белгілі бірдей уақыт аралығында торап арқылы жіберіліп және қабылданып отырады.