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IEEE 802.1Q

IEEE 802.1Q , a menudo denominado Dot1q , es el estándar de red que admite redes de área local virtual (VLAN) en una red Ethernet IEEE 802.3 . El estándar define un sistema de etiquetado VLAN para tramas Ethernet y los procedimientos adjuntos que utilizarán los puentes y conmutadores para manejar dichas tramas. El estándar también contiene disposiciones para un esquema de priorización de calidad de servicio comúnmente conocido como IEEE 802.1p y define el Protocolo de registro de atributos genéricos .

Las partes de la red que son compatibles con VLAN (es decir, conformes con IEEE 802.1Q) pueden incluir etiquetas VLAN. Cuando una trama ingresa a la parte de la red compatible con VLAN, se agrega una etiqueta para representar la membresía de VLAN. [a] Cada trama debe poder distinguirse por estar dentro de exactamente una VLAN. Se supone que una trama en la parte de la red compatible con 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 con enmiendas notables que incluyen IEEE 802.1ad , IEEE 802.1ak e IEEE 802.1s . La revisión 802.1Q-2014 incorporó el estándar IEEE 802.1D-2004 . [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. Según 802.1Q, el tamaño máximo de trama se amplía de 1518 bytes a 1522 bytes. El tamaño mínimo de trama sigue siendo de 64 bytes, pero un puente puede ampliar el tamaño mínimo de trama de 64 a 68 bytes en la transmisión. Esto permite abrir una etiqueta sin necesidad de relleno adicional. [2] [3] Se utilizan dos bytes para el identificador de protocolo de etiqueta (TPID), los otros dos bytes para la información de control de etiqueta (TCI). El campo TCI se divide a su vez en PCP, DEI y VID. [4]

Identificador de protocolo de etiqueta (TPID)
Un campo de 16 bits establecido en un valor de 0x8100 [b] para identificar la trama como una trama etiquetada IEEE 802.1Q. Este campo está ubicado 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 hace referencia a la clase de servicio (CoS) IEEE 802.1p y se asigna al nivel de prioridad de trama. Se pueden utilizar diferentes valores de PCP para priorizar diferentes clases de tráfico. [5]
Indicador de elegibilidad para abandonar (DEI)
Un campo de 1 bit. (anteriormente CFI [c] ) Puede usarse por separado o junto con PCP para indicar tramas elegibles para eliminarse 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 utilizar 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) suele reservarse para una VLAN de administración de red ; esto es específico del proveedor. El valor VID 0xFFF está reservado para uso de implementación; no debe configurarse ni transmitirse. 0xFFF se puede utilizar para indicar una coincidencia comodín en operaciones de administración o filtrado de entradas de bases de datos. [8]

Para tramas (distintas de las tramas 802.3) que utilizan la encapsulación del Protocolo de acceso a subred (SNAP) con un campo de identificador único organizacional (OUI) de 00-00-00 (de modo que el campo 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 antes mencionados 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 inverso; 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 final de Ethernet.

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

Doble etiquetado

IEEE 802.1ad introdujo el concepto de doble etiquetado. El etiquetado doble puede resultar útil para los proveedores de servicios de Internet (ISP), ya que les permite utilizar sus VLAN internamente mientras transportan tráfico de clientes que ya están etiquetados con VLAN. La S-TAG (etiqueta de servicio) externa (junto a la MAC de origen y que representa la VLAN del ISP) viene primero, seguida por 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 utilizarán a través de un enlace específico. MVRP reemplazó el protocolo de registro 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

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. ^ El prefijo 0x indica notación hexadecimal
  3. ^ Este campo se denominaba anteriormente Indicador de formato canónico (CFI) con un valor de 0 que indica una dirección MAC en formato canónico . Siempre está configurado 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 tenía un CFI configurado en 1, entonces esa trama no se conectaría 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". Sistemas Cisco . Consultado el 26 de septiembre de 2019 .
  4. ^ IEEE 802.1Q-2011 cláusula 9.6
  5. ^ IEEE 802.1Q I.4 Tipos de tráfico y valores de prioridad
  6. ^ IEEE 802.1Q-2005 cláusula 9.6
  7. ^ IEEE 802.1Q-2011 cláusula 6.9.3
  8. ^ IEEE 802.1Q-2005, 9.6 Información de control de etiquetas VLAN
  9. ^ Formatos de identificador de protocolo de etiqueta (TPID) de IEEE 802.1Q-2011 cláusula 9.4
  10. ^ Comprensión del soporte de Baby Giant/Jumbo Frames en Catalyst 4000/4500 con Supervisor III/IV (PDF) , archivado desde el original (PDF) el 2 de abril de 2015

Fuentes