IEEE 802.1ad es una modificación del estándar de redes IEEE 802.1Q-1998 que agrega compatibilidad con puentes de proveedores . Se incorporó al estándar 802.1Q base en 2011. [1] La técnica especificada por el estándar se conoce informalmente como VLAN apiladas o QinQ .
La especificación 802.1Q original permite insertar un único encabezado de red de área local virtual (VLAN) en una trama Ethernet. QinQ permite insertar múltiples etiquetas VLAN en una única trama, una capacidad esencial para implementar Ethernet metropolitana .
En un contexto de encabezados de VLAN múltiples, por conveniencia, el término etiqueta VLAN o simplemente etiqueta para abreviar se usa a menudo en lugar de encabezado VLAN 802.1Q . QinQ permite múltiples etiquetas VLAN en una trama Ethernet; juntas, estas etiquetas constituyen una pila de etiquetas. Cuando se usa en el contexto de una trama Ethernet, una trama QinQ es una trama que tiene dos encabezados VLAN 802.1Q (es decir, tiene doble etiqueta).
802.1ad especifica la arquitectura y los protocolos de puente para proporcionar instancias separadas de los servicios de control de acceso al medio (MAC) a múltiples usuarios independientes de una red de área local puenteada de una manera que no requiere cooperación entre los usuarios y requiere una cantidad mínima de cooperación entre los usuarios y el proveedor del servicio MAC.
La idea es brindar, por ejemplo, la posibilidad de que los clientes ejecuten sus propias VLAN dentro de la VLAN proporcionada por un proveedor de servicios. De esta manera, el proveedor de servicios puede configurar una VLAN para el cliente y el cliente puede tratar esa VLAN como si fuera un enlace troncal .
IEEE 802.1ad se creó por las siguientes razones:
El estándar IEEE 802.1ad fue aprobado el 8 de diciembre de 2005 y publicado el 26 de mayo de 2006.
Estos ejemplos corresponden a una trama Ethernet II con el campo EtherType . El estándar también es aplicable a tramas IEEE 802.3 con o sin LLC (es decir, Logical Link Control ), encabezado LLC+SNAP. La trama superior es una trama Ethernet II simple. La trama del medio tiene una etiqueta 802.1Q añadida. La trama inferior tiene otra etiqueta 802.1Q añadida.
Se agrega un encabezado 802.1Q, de cuatro bytes de longitud, a una trama Ethernet II sin etiquetar de la siguiente manera:
Observe que después de la inserción de un encabezado 802.1Q en un marco sin etiquetar, el EtherType original del marco parece haber cambiado a 0x8100. El EtherType original del marco sin etiquetar en el marco de etiqueta única ahora se encuentra junto a la carga útil. Su valor no ha cambiado.
Se agrega un segundo encabezado 802.1Q a un marco de etiqueta única de la siguiente manera:
Cualquier tercera imposición de etiqueta o posterior insertará la etiqueta delante de las etiquetas anteriores, más cerca del encabezado Ethernet. El EtherType original de la trama siempre se ubica después de todas las etiquetas y junto a la carga útil. En el caso de una trama 802.3, este EtherType sería un valor de longitud y contendría la longitud desde allí hasta el final de la trama. En el caso de una trama 802.3 con un encabezado LLC, el encabezado LLC permanece después del campo de longitud y junto a la carga útil.
Las convenciones para la terminología 802.1ad normalmente son las siguientes:
En IEEE 802.1ad, el Indicador de formato canónico de un solo bit (CFI) se reemplaza por un Indicador de elegibilidad de descarte (DEI), lo que aumenta la funcionalidad del campo PCP.
En una pila de etiquetas, las operaciones de inserción y extracción se realizan en el extremo de la etiqueta externa de la pila, por lo tanto, la etiqueta agregada por una operación de inserción de etiqueta se convierte en una nueva etiqueta externa y la etiqueta que se eliminará mediante una operación de extracción de etiqueta es la etiqueta externa actual.
Este sencillo ejemplo ilustrará el uso práctico de 802.1ad. El diagrama muestra los conmutadores como hexágonos y una red de proveedor de servicios (SP) que abarca todos los elementos dentro del óvalo punteado. Los elementos en la periferia del óvalo son redes que pertenecen a clientes de SP. En el rectángulo sombreado aparecen diferentes ubicaciones físicas que incluyen componentes de red de clientes y de SP.
Un proveedor de servicios (SP) ofrece conectividad L2 a clientes en las ciudades de Seattle y Tacoma. Dos corporaciones, Acme y XYZ, tienen campus en Seattle y Tacoma. Todos los campus ejecutan redes LAN Ethernet y los clientes tienen la intención de conectarse a través de la red VPN L2 del SP para que sus campus estén en la misma LAN (red L2). Es deseable que cada empresa tenga una única LAN disponible tanto en Seattle como en Tacoma, obviando la alternativa de tener dos LAN en las que se debe enrutar el tráfico entre las LAN. El SP tiene dos conmutadores, uno en Seattle (S-Switch #1) y otro en Tacoma (S-Switch #2). Los clientes interactúan con la red del SP en conmutadores designados A y B . Cada cliente tiene su propio par de conmutadores A y B . El conmutador A de Acme está conectado al S-Switch #1 a través del enlace A1 ; el resto de los enlaces están etiquetados. Los S-Switch #1 y #2 están conectados por el enlace S12 .
La LAN de Acme utiliza los identificadores de VLAN 10, 11 y 12 en su red. Las conexiones A1 y A2 son troncales Ethernet que tienen tráfico de VLAN con una sola etiqueta, el tráfico utiliza los identificadores 10, 11 y 12. Del mismo modo, XYZ utiliza los identificadores 11, 12 y 13 en su red, por lo que X1 y X2 también son troncales con tráfico con una sola etiqueta de los identificadores 11, 12 y 13. El SP, que tiene una red y una conexión entre S-Switch #1 y S-Switch #2, debe segregar el tráfico de Acme y XYZ. Dado que tanto Acme como XYZ comparten algunos identificadores de VLAN, el tráfico no se puede segregar por identificador de VLAN del cliente.
La solución es que el SP utilice 802.1ad en su red. Asigna una única y exclusiva etiqueta VLAN externa con el ID 100 para Acme y una única ID VLAN externa con el ID 101 para XYZ. Todo el tráfico enviado desde Acme A a la red del SP (enviado en A1, con destino a Acme B) tendrá una etiqueta con el ID 100 insertada. La etiqueta interna será 10, 11 o 12, la etiqueta Acme original. El tráfico se enviará a través de S12 en este formato y justo antes de que salga del S-Switch #2 con destino a Acme B (enlace A2), todo el tráfico se someterá a una única operación pop, eliminando la etiqueta VLAN externa con el ID 100. Esta operación pop es la inversa de la operación push anterior, con el resultado neto de que no se produce ningún cambio en el tráfico. El tráfico pasa a través de la red del SP como tramas 802.1ad, pero no se envían ni se reciben tramas 802.1ad del cliente.
Un ingeniero de redes experimentado reconocerá inmediatamente las deficiencias del ejemplo anterior. Esta es la razón por la que 802.1ad es más una definición de un método para agregar múltiples etiquetas a una trama que una solución autónoma de extremo a extremo. Se utiliza junto con otros protocolos y estándares. Los problemas con el ejemplo anterior son:
Los puentes de proveedor (802.1ad) y los puentes de red troncal de proveedor (el estándar IEEE 802.1ah-2008 ) abordan los problemas anteriores mediante un método de aprendizaje SAMAC modificado aún más.