ZiMSK dr inż. Łukasz Sturgulewski, luk@kis.p.lodz.pl, http://luk.kis.p.lodz.pl/ dr inż. Artur Sierszeń, asiersz@kis.p.lodz.pl dr inż. Andrzej Frączyk, a.fraczyk@kis.p.lodz.pl VLAN, trunk, intervlan-routing 1
Wykład Switch: VLAN Routing pomiędzy VLAN VLAN, trunk, intervlan-routing 2
Segmentacja sieci LAN Segmentacja znacznie zmniejsza obciążenie sieci w ramach poszczególnych segmentów. VLAN, trunk, intervlan-routing 3
Segmentacja sieci LAN za pomocą mostów VLAN, trunk, intervlan-routing 4
Segmentacja sieci LAN za pomocą przełączników VLAN, trunk, intervlan-routing 5
Segmentacja sieci LAN za pomocą routerów VLAN, trunk, intervlan-routing 6
Podstawy przełączania w sieciach LAN VLAN, trunk, intervlan-routing 7
Działanie przełącznika LAN VLAN, trunk, intervlan-routing 8
Opóźnienie przełącznika Ethernet VLAN, trunk, intervlan-routing 9
Przełączanie w warstwie 2 VLAN, trunk, intervlan-routing 10
Przełączanie w warstwie 3 VLAN, trunk, intervlan-routing 11
Przełączanie symetryczne VLAN, trunk, intervlan-routing 12
Przełączanie asymetryczne VLAN, trunk, intervlan-routing 13
Buforowanie w pamięci Buforowanie w oparciu o porty: W przypadku buforowania opartego na portach ramki są przechowywane w kolejkach powiązanych z konkretnymi portami przychodzącymi. Buforowanie w pamięci współużytkowanej: Powoduje umieszczanie wszystkich ramek we wspólnym buforze pamięci, z którego korzystają wszystkie porty przełącznika. Wymagana przez dany port ilość pamięci buforu jest przydzielana dynamicznie. VLAN, trunk, intervlan-routing 14
Dwie metody przełączania VLAN, trunk, intervlan-routing 15
Store-and-forward VLAN, trunk, intervlan-routing 16
Cut-through VLAN, trunk, intervlan-routing 17
Tryby transmisji ramek VLAN, trunk, intervlan-routing 18
Przełącznik sieciowy korzystający z pamięci CAM VLAN, trunk, intervlan-routing 19
Jak przełączniki i mosty filtrują ramki VLAN, trunk, intervlan-routing 20
Mikrosegmentacja sieci W celu zmniejszenia domeny kolizyjnej w sieci przełączniki stosują mikrosegmentację". Odbywa się to poprzez utworzenie dedykowanych segmentów sieci, czyli połączeń typu punkt-punkt". Przełącznik łączy w sobie te segmenty w sieć wirtualną. VLAN, trunk, intervlan-routing 21
Wstęp do technologii VLAN VLAN polega na logicznym grupowaniu za pomocą switch a sieciowego urządzeń sieciowych oraz użytkowników sieci LAN pod kątem sprawowanej funkcji, miejsca funkcjonowania czy też wykorzystywanej aplikacji VLAN, trunk, intervlan-routing 22
Wstęp do technologii VLAN Historia technologii VLAN TRENDY Ewolucja VLAN Inteligentne VLAN VLAN w sieciach kampusowych Pojedynczy switch VLAN, trunk, intervlan-routing 23
Wstęp do technologii VLAN W sieciach LAN, które wykorzystują przełączniki (switch e), technologia VLAN jest tanim i efektywnym sposobem grupowania użytkowników danej sieci w wirtualne grupy robocze w odniesieniu do ich fizycznej lokalizacji w tej sieci. VLAN, trunk, intervlan-routing 24
Wstęp do technologii VLAN VLAN pracuje w warstwie drugiej oraz trzeciej modelu OSI. Warstwy modelu OSI 7 6 5 4 3 2 1 Aplikacji Prezentacji Sesji Transportu Sieci Łącza danych fizyczna VLAN VLAN, trunk, intervlan-routing 25
Segmentacja VLAN a tradycyjna segmentacja Segmentacja tradycyjna Segmentacja VLAN hub 3 switch 3 Piętro 3 hub 2 switch 2 Piętro 2 ROUTER ROUTER switch 1 Piętro 1 hub 1 VLAN, trunk, intervlan-routing 26
Segmentacja VLAN a tradycyjna segmentacja Typowe sieci LAN są skonfigurowane w odniesieniu do fizycznej infrastruktury sieciowej, do której są przyłączone Użytkownicy w tradycyjnej segmentacji pogrupowani są w odniesieniu do ich fizycznej lokalizacji w sieci, w relacji do koncentratora do którego są przyłączeni Grupowanie użytkowników uzależnione jest również od układu instalacji sieciowej w budynku Urządzeniem realizującym segmentację jest router VLAN, trunk, intervlan-routing 27
Segmentacja VLAN a tradycyjna segmentacja Konfiguracja VLAN realizowana jest przez oprogramowanie switch a Technologia VLAN wymaga wsparcia ze strony producentów sprzętu sieciowego Komunikacja pomiędzy VLAN ami jest realizowana poprzez routing w warstwie sieci modelu OSI VLAN dostarcza mechanizmy kontroli rozgłaszania sieciowego VLAN może zwiększyć bezpieczeństwo w sieci poprzez zdefiniowanie, które elementy sieci mogą się ze sobą komunikować VLAN, trunk, intervlan-routing 28
Rola routerów w VLAN Switch e VLAN przejmują realizacje pewnych mechanizmów zarządzania siecią od routerów Routery w sieciach VLAN zapewniają połączenia pomiędzy różnymi sieciami VLAN Routery zapewniają również komunikację z innymi tradycyjnie podzielonymi częściami sieci (segmentacja tradycyjna) Integracja routerów zewnętrznych i architektury switching u za pomocą wysokowydajnych sieci szkieletowych VLAN, trunk, intervlan-routing 29
Switching i filtrowanie w VLAN Switche VLAN są urządzeniami wyposażonymi w inteligentne mechanizmy służące do podejmowania decyzji odnośnie filtrowania i przekazywania dalej ramek. Decyzje te bazują na metrykach VLAN zdefiniowanych przez administratorów sieci. Najbardziej popularnymi z podejść dla celów logicznego grupowania w segmenty VLAN są filtrowanie ramek oraz identyfikacja ramek (frame tagging). Bazując na zestawie zasad zdefiniowanych przez administratora obydwie techniki określają gdzie ma być ramka wysłana, czy ma być filtrowana lub rozgłaszana w sieci. VLAN, trunk, intervlan-routing 30
Switching i filtrowanie w VLAN Filtrowanie ramek sprawdza szczegółowe informację o każdej ramce. Filtrowanie odbywa się za pomocą danych z tablicy filtrowania, która jest tworzona dla każdego switcha. Switch podczas procesu filtrowania porównuje informacje o ramce z wpisami w tablicy filtrowania i podejmuje właściwą akcję. VLAN, trunk, intervlan-routing 31
Switching i filtrowanie w VLAN Filtrowanie ramek Switche dzielą między sobą tablicę adresową Analogia do protokołów routingu VLAN, trunk, intervlan-routing 32
Switching i filtrowanie w VLAN Identyfikacja ramek (frame tagging) - w procesie tym każdej ramce nadawany jest identyfikator. Identyfikatory przypisuje administrator switcha i są one umieszczone w nagłówkach ramek. Decyzja o przyjęciu bądź odrzuceniu ramki jest podejmowana przez switch po odczytaniu identyfikatora. Po zidentyfikowaniu ramki switch usuwa identyfikator i wysyła ramkę do punktu przeznaczenia. VLAN, trunk, intervlan-routing 33
Switching i filtrowanie w VLAN Identyfikacja ramek (frame tagging) VLAN, trunk, intervlan-routing 34
Różne konfiguracje VLAN VLAN jest złożony z sieci przełączanej (switched network), która jest podzielona na logiczne segmenty w odniesieniu do funkcji, zespołów projektowych i aplikacji. Każdy port w switch u przypisany jest do VLAN. Przypisywanie portów switch a opiera się na trzech różnych metodach implementacji tej procedury. VLAN, trunk, intervlan-routing 35
Różne konfiguracje VLAN Port-Centric VLAN (Static VLAN) Dynamic VLAN VLAN, trunk, intervlan-routing 36
Typy VLAN ów VLAN, trunk, intervlan-routing 37
Różne konfiguracje VLAN Port-Centric VLAN Port-Centric VLAN - w konfiguracji Port-Centric wszystkie końcówki sieciowe podłączone do tego samego portu mają ten sam identyfikator VLAN ID. warstwa sieci warstwa łącza danych Produkcja VLAN Marketing VLAN Sprzedaż VLAN warstwa fizyczna podłączone końcówki sieciowe piętro 1 piętro 2 piętro 3 VLAN, trunk, intervlan-routing 38
Różne konfiguracje VLAN Port-Centric VLAN Cechy konfiguracji typu Port-Centric: użytkownicy sieci przypisani są do portów switch a łatwość administracji VLAN zwiększone bezpieczeństwo przesyłania danych pomiędzy różnymi VLAN pakiety nie wydostają się do innych domen VLAN, trunk, intervlan-routing 39
Statyczny VLAN VLAN, trunk, intervlan-routing 40
Różne konfiguracje VLAN Dynamic VLAN Dynamic VLAN - w konfiguracji Dynamic VLAN przypisania wszystkich końcówek sieciowych są automatycznie wyznaczane na podstawie adresów MAC, IP lub typu protokołu Nowa końcówka sieciowa MAC adres sprawdzany w bazie danych Serwer konfiguracji VLAN VLAN, trunk, intervlan-routing 41
Zalety sieci VLAN Łatwo przenosić stacje robocze w sieci LAN Łatwo dodawać stacje robocze do sieci LAN Łatwo zmieniać konfigurację sieci LAN Łatwo nadzorować ruch w sieci Zwiększyć bezpieczeństwo VLAN, trunk, intervlan-routing 42
Komunikacja pomiędzy VLAN ami VLAN, trunk, intervlan-routing 43
Konfiguracja łącza pomiędzy VLAN VLAN, trunk, intervlan-routing 44
Połączenie pomiędzy przełącznikami VLAN, trunk, intervlan-routing 45
Komunikacja pomiędzy VLAN ami VLAN, trunk, intervlan-routing 46
Sieci VLAN typu end-to-end VLAN, trunk, intervlan-routing 47
Weryfikowanie konfiguracji sieci VLAN VLAN, trunk, intervlan-routing 48
Weryfikowanie konfiguracji sieci VLAN VLAN, trunk, intervlan-routing 49
Różne konfiguracje VLAN Dynamic VLAN Cechy konfiguracji typu Dynamic VLAN: dynamiczne przypisywanie portów na podstawie kilku parametrów sieciowych (MAC, IP, potokoły) automatyczna konfiguracja portów na podstawie konfiguracji VLAN małe nakłady pracy administratora sieci VLAN, trunk, intervlan-routing 50
Kontrola domen rozgłoszeniowych VLAN w połączeniu z routerami potrafi kontrolować i wyznaczać domeny rozgłoszeniowe. Domena rozgłoszeniowa 1 Domena rozgłoszeniowa 2 VLAN, trunk, intervlan-routing 51
Korzyści z zastosowania VLAN Korzyści z wykorzystywania VLAN: wykorzystanie istniejących już urządzeń sieciowych (koncentratory) elastyczność w tworzeniu grup logicznych oraz w podłączaniu do nich użytkowników sieci łatwość administracji zwiększają możliwości współdzielenia łącza oraz zasobów pomiędzy użytkowników sieci VLAN, trunk, intervlan-routing 52
Konfigurowanie ustawień dotyczących bezpieczeństwa portu VLAN, trunk, intervlan-routing 53
VLAN w sieci laboratoryjnej OUTSIDE 200. 200.200.0/24 dmz security- level 50 outside security- level 0 192. 168.1.0/24 inside security- level 100 176.16.0.0/16 VLAN1 10.0.0.0/8 10.1.0.0/16 10.10.0.0/16 VLAN 10 10.20.0.0/16 VLAN 20 VLAN, trunk, intervlan-routing 54
VLAN w sieci laboratoryjnej (tworzenie i kasowanie VLAN) OUTSIDE 200. 200.200.0/24 dmz security- level 50 outside security- level 0 192. 168.1.0/24 inside security- level 100 176.16.0.0/16 VLAN1 10.0.0.0/8 10.1.0.0/16 10.10.0.0/16 VLAN 10 10.20.0.0/16 VLAN 20 VLAN, trunk, intervlan-routing 55
VLAN w sieci laboratoryjnej (przypisanie portu do VLAN) OUTSIDE 200. 200.200.0/24 dmz security- level 50 outside security- level 0 192. 168.1.0/24 inside security- level 100 176.16.0.0/16 VLAN1 10.0.0.0/8 10.1.0.0/16 10.10.0.0/16 VLAN 10 10.20.0.0/16 VLAN 20 VLAN, trunk, intervlan-routing 56
VLAN w sieci laboratoryjnej (informacje o VLAN) OUTSIDE 200. 200.200.0/24 dmz security- level 50 outside security- level 0 192. 168.1.0/24 inside security- level 100 176.16.0.0/16 VLAN1 10.0.0.0/8 10.1.0.0/16 10.10.0.0/16 VLAN 10 10.20.0.0/16 VLAN 20 VLAN, trunk, intervlan-routing 57
VLAN w sieci laboratoryjnej (łącze trunkowe VLAN) OUTSIDE 200. 200.200.0/24 dmz security- level 50 outside security- level 0 192. 168.1.0/24 inside security- level 100 176.16.0.0/16 VLAN1 10.0.0.0/8 10.1.0.0/16 10.10.0.0/16 VLAN 10 10.20.0.0/16 VLAN 20 VLAN, trunk, intervlan-routing 58
VLAN w sieci laboratoryjnej (inter-vlan routing) OUTSIDE 200. 200.200.0/24 dmz security- level 50 outside security- level 0 192. 168.1.0/24 inside security- level 100 176.16.0.0/16 VLAN1 10.0.0.0/8 10.1.0.0/16 10.10.0.0/16 VLAN 10 10.20.0.0/16 VLAN 20 VLAN, trunk, intervlan-routing 59
ZiMSK KONIEC VLAN, trunk, intervlan-routing 60