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( Apprenez comment et quand supprimer ce message ) Mbit/s, Ethernet était plus rapide que la plupart des solutions alternatives de l'époque. Cependant, Ethernet étant un réseau ...
En revanche, bien que la vitesse du réseau téléphonique existant pour les connexions individuelles soit limitée à 56 kbit/s (moins d'un centième de la vitesse de l'Ethernet), la bande passante totale de ce réseau était estimée à 1 Tbit/s (100 000 fois supérieure à celle de l'Ethernet).
Bien qu'il soit possible d'utiliser le routage IP pour interconnecter plusieurs réseaux Ethernet, cette solution s'avérait coûteuse et relativement lente. Sincoskie entreprit alors de rechercher des alternatives nécessitant moins de traitement par paquet. Ce faisant, il réinventa indépendamment le pontage transparent , technique utilisée dans les commutateurs Ethernet modernes . Cependant, l'interconnexion tolérante aux pannes de plusieurs réseaux Ethernet à l'aide de commutateurs requiert des chemins redondants au sein de ce réseau, ce qui implique une configuration en arbre couvrant . Ceci garantit l'existence d'un seul chemin actif entre chaque nœud source et chaque destination du réseau. De ce fait, les commutateurs situés au centre du réseau deviennent des goulots d'étranglement, limitant ainsi l'évolutivité à mesure que le nombre de réseaux interconnectés augmente.
Pour pallier ce problème, Sincoskie a inventé les VLAN en ajoutant une étiquette (un code unique, comme A, B, C, etc.) à chaque trame Ethernet. Dans ce système, chaque commutateur pouvait être configuré pour traiter les trames d'une étiquette spécifique et ignorer les autres. Les réseaux pouvaient être interconnectés par trois arbres couvrants, un pour chaque couleur. En envoyant un mélange d'étiquettes de trames différentes, la bande passante agrégée pouvait être améliorée. Sincoskie désignait ce système comme un pont multi-arbres . Avec Chase Cotton, il a créé et perfectionné les algorithmes nécessaires à sa mise en œuvre. Cette couleur correspond aujourd'hui à ce que l'on appelle dans la trame Ethernet l' en-tête IEEE 802.1Q , ou étiquette VLAN. Bien que les VLAN soient couramment utilisés dans les réseaux Ethernet modernes, leur utilisation diffère de celle initialement envisagée ici.
En 1998, les VLAN Ethernet ont été décrits dans la première édition de la norme IEEE 802.1Q -1998 . Cette norme a été étendue avec l'IEEE 802.1ad pour permettre l'imbrication des étiquettes VLAN dans le cadre du pontage entre fournisseurs d'accès. Ce mécanisme a été amélioré avec l'IEEE 802.1ah-2008 .
Considérations relatives à la configuration et à la conception
Les premiers concepteurs de réseaux segmentaient souvent les LAN physiques afin de réduire la taille du domaine de collision Ethernet et ainsi améliorer les performances. Lorsque les commutateurs Ethernet ont rendu ce problème caduc (chaque port constituant un domaine de collision), l'attention s'est portée sur la réduction de la taille du domaine de diffusion de la couche liaison de données . Les VLAN ont d'abord été utilisés pour séparer plusieurs domaines de diffusion sur un topologie physique du réseau.
Les VLAN fonctionnent au niveau de la couche liaison de données du modèle OSI . Les administrateurs configurent souvent un VLAN pour qu'il corresponde directement à un réseau IP, ou sous-réseau, ce qui donne l'impression d'une intervention au niveau de la couche réseau . Généralement, les VLAN d'une même organisation se voient attribuer des plages d'adresses réseau différentes et non chevauchantes . Ceci n'est pas une obligation pour les VLAN. Il n'y a aucun problème à ce que des VLAN distincts utilisent des plages d'adresses identiques mais partiellement chevauchantes (par exemple, deux VLAN utilisant chacun le réseau privé 192.168.0.0/16 ) . Cependant, il est impossible d' acheminer des données entre deux réseaux dont les adresses se chevauchent sans un remappage IP précis . Par conséquent, si l'objectif des VLAN est la segmentation d'un réseau organisationnel plus vaste, des adresses non chevauchantes doivent être utilisées dans chaque VLAN.
Un commutateur de base non configuré pour les VLAN possède une fonctionnalité VLAN désactivée ou activée en permanence avec un VLAN par défaut regroupant tous les ports du périphérique. Ce VLAN par défaut utilise généralement l'identifiant 1. Tout périphérique connecté à l'un de ses ports peut envoyer des paquets à n'importe quel autre port. La séparation des ports par groupes VLAN permet de séparer leur trafic de manière similaire à la connexion de chaque groupe à l'aide d'un commutateur distinct.
La gestion à distance du commutateur nécessite que les fonctions administratives soient associées à un ou plusieurs des VLAN configurés.
Dans le contexte des VLAN, le terme « trunk » désigne une liaison réseau transportant plusieurs VLAN, identifiés par des étiquettes (ou tags ) insérées dans leurs paquets. Ces trunks doivent être établis entre les ports étiquetés de périphériques compatibles VLAN ; il s'agit donc généralement de liaisons entre commutateurs ou entre commutateurs et routeurs , plutôt que de liaisons vers des hôtes. (À noter que le terme « trunk » est également utilisé pour ce que Cisco appelle des « canaux » : l'agrégation de liens ou le trunking de ports ). Un routeur (périphérique de couche 3) constitue l' épine dorsale du trafic réseau transitant entre différents VLAN. L'étiquetage n'est utilisé que lorsque le groupe de ports VLAN doit être étendu à un autre périphérique. Étant donné que les communications entre les ports de deux commutateurs différents transitent par les ports de liaison montante de chaque commutateur concerné, chaque VLAN contenant de tels ports doit également contenir le port de liaison montante de chaque commutateur concerné, et le trafic transitant par ces ports doit être étiqueté.
Les commutateurs ne disposent généralement pas de méthode intégrée pour indiquer les associations VLAN/ports à un technicien travaillant dans une salle de câblage . Ce dernier doit donc soit avoir un accès administrateur à l'appareil pour consulter sa configuration, soit disposer de schémas ou de tableaux d'affectation des ports VLAN à proximité des commutateurs dans chaque salle de câblage.
Protocoles et conception
Le protocole le plus couramment utilisé aujourd'hui pour la prise en charge des VLAN est l'IEEE 802.1Q . Le groupe de travail IEEE 802.1 a défini cette méthode de multiplexage des VLAN afin d'assurer la compatibilité avec les VLAN de différents fournisseurs. Avant l'introduction de la norme 802.1Q, plusieurs protocoles propriétaires existaient, tels que Cisco Inter-Switch Link (ISL) et Virtual LAN Trunk (VLT) de 3Com. Cisco a également implémenté les VLAN sur FDDI en transportant les informations VLAN dans l'en-tête d'une trame IEEE 802.10 , contrairement à l'objectif de la norme IEEE 802.10.
Les normes ISL et IEEE 802.1Q effectuent toutes deux un étiquetage explicite : la trame elle-même est étiquetée avec des identifiants VLAN. ISL utilise un processus d'étiquetage externe qui ne modifie pas la trame Ethernet, tandis que 802.1Q utilise un champ interne à la trame pour l'étiquetage, modifiant ainsi la structure de base de la trame Ethernet. Cet étiquetage interne permet à IEEE 802.1Q de fonctionner sur les liaisons d'accès et les liaisons trunk avec du matériel Ethernet standard.
IEEE 802.1Q
Liaison inter-commutateurs Cisco
Le protocole VTP (VLAN Trunking Protocol) est un protocole propriétaire Cisco qui propage la définition des VLAN sur l'ensemble du réseau local. VTP est disponible sur la plupart des produits de la gamme Cisco Catalyst . La norme IEEE comparable utilisée par d'autres fabricants est le protocole GVRP (Garp VLAN Registration Protocol ) ou le plus récent protocole MVRP ( Multiple VLAN Registration Protocol ).