Виртуальные ЛВС корпорации Xylan

Введение

Технология виртуальных сетей (Virtual LAN) является одним из наиболее важных аспектов коммутируемых сетей. Виртуальные ЛВС являются необходимым элементом коммутируемых сетей, обеспечивая переход от сетей с разделяемой средой к полностью коммутируемым системам.

В современных сетях четко прослеживается тенденция перехода от систем с разделяемой средой на базе концентраторов к использованию коммутаторов для соединения рабочих станций и сетевых ресурсов. Однако, коммутаторы работают на канальном уровне модели OSI и являются устройствами рассылки кадров, которые неспособны обеспечить достаточно эффективное масштабирование крупных сетей. В традиционных сетях на основе концентраторов и маршрутизаторов пользователи группируются в широковещательные домены (сегменты), для соединения которых служат маршрутизаторы. Такое решение позволяет всем пользователям в группе разделять полосу своего концентратора или кольца и снижает уровень насыщения полосы и число коллизий за счет уменьшения числа пользователей в каждом сегменте. Коммутируемые сети не имеют широковещательных доменов, поэтому производительность сети снижается за счет широковещательного трафика, особенно при использовании таких "болтливых" протоколов, как IPX. Виртуальные ЛВС позволяют организовать в коммутируемой сети широковещательные домены, обеспечивая тем самым возможность эффективного масштабирования.

Виртуальные ЛВС имеют и другие преимущества - они позволяют более эффективно использовать IP-адреса, существенно упрощают перенос станций или ресурсов в пределах сети, обеспечивают более эффективную организацию пользователей по группам.

По мере развития коммутационных технологий были предложены многочисленные варианты организации коммутируемых сетей. Разные варианты построения VLAN имеют свои преимущества и недостатки. В статье рассмотрены причинные аспекты использования виртуальных сетей, требования к их организации и поддержке, а также возможности организации VLAN на базе коммутаторов Xylan.

Зачем нужны виртуальные сети?

Коммутаторы ЛВС обеспечивают высокую производительность за счет процессов, схожих с используемыми в традиционных мостах. Коммутаторы используют адреса канального уровня (MAC-адреса) для определения порта, в который требуется передать пакет. Работа с адресами канального уровня много проще и быстрее по сравнению с маршрутизацией, использующей протоколы сетевого уровня. В отличие от маршрутизации рассылка кадров на канальном уровне (коммутация) не требует изменения содержимого кадров, тогда как маршрутизаторы вынуждены добавлять в пакеты адреса и счетчик интервалов (хопов). Кроме того, маршрутизаторы должны поддерживать еще целый ряд функций - выбор маршрута, преобразование адресов и т.п. - при перемещении данных по сети. Не следует забывать и о том, что в большинстве сетей используется несколько протоколов - следовательно маршрутизатор должен обеспечивать работу со всеми протоколами и передавать данные для разных протоколов через сеть.

В использовании устройств канального уровня для построения сетей нет ничего нового. Первые ЛВС создавались на основе простых мостов. Основное отличие коммутаторов от традиционных мостов заключается в производительности обработки пакетов и поддержке интенсивных потоков трафика.

Однако всем коммутируемым сетям присуще одно ограничение. Поскольку коммутатор не имеет дел с протоколами сетевого уровня, он не может знать куда направлять широковещательные пакеты. Хотя трафик с конкретными адресами (соединения "точка-точка") изолирован парой портов, широковещательные пакеты передаются во всю сеть (каждый порт). То же самое происходит в случае с пакетами, предназначенными станции с неизвестным MAC-адресом, - такие пакеты просто передаются всем. Широковещательные пакеты и пакеты с неизвестными адресами могут привести к насыщению полосы и росту числа коллизий, особенно в крупных сетях.

В некоторых сетях средних размеров с невысоким уровнем широковещательного трафика кадры, передаваемые всем (flooding или лавинная маршрутизация), почти не влияют на картину трафика - число широковещательных пакетов невелико, а неизвестные адреса достаточно быстро выясняются коммутатором. Однако в больших сетях (или небольших, но с высоким уровнем широковещательного трафика) ситуация может оказаться совершенно иной и рассылка широковещательных пакетов во все порты может свести на нет все преимущества коммутации. Для того, чтобы этого не происходило важно ограничить область распространения широковещательного трафика - организовать небольшие широковещательные домены или виртуальные ЛВС.

В сетях на базе маршрутизаторов каждый порт маршрутизатора является широковещательным доменом. Для коммутаторов требуется возможность поддержки широковещательного трафика без снижения производительности. Для того, чтобы добиться этого производители коммутаторов предлагают создавать виртуальные ЛВС (VLAN), являющиеся просто широковещательными доменами. Виртуальные сети обеспечивают сегментацию за счет создания логических, динамических широковещательных доменов. Более того, виртуальные ЛВС существенно расширяют возможности масштабирования сетей.

Приведенная в документе техническая информация может быть изменена без предупреждения. OmniSwitch, OmniStack и PizzaSwitch - торговые марки Xylan Corporation. Другие имена и торговые марки принадлежат соответствующим компаниям.

Содержание | Вперед