[AipuWaton] درک ضرورت VLANها

8 سیم در کابل اترنت چه کاری انجام می‌دهند؟

VLAN (شبکه محلی مجازی) یک فناوری ارتباطی است که به طور منطقی یک شبکه محلی فیزیکی را به چندین حوزه پخش تقسیم می‌کند. هر VLAN یک حوزه پخش است که در آن میزبان‌ها می‌توانند مستقیماً با هم ارتباط برقرار کنند، در حالی که ارتباط بین VLAN های مختلف محدود شده است. در نتیجه، پیام‌های پخش به یک VLAN واحد محدود می‌شوند.

محتوا

· چرا VLAN ها مورد نیاز هستند
·VLAN در مقابل زیرشبکه
·برچسب VLAN و شناسه VLAN
·انواع رابط‌های VLAN و مکانیسم‌های مدیریت برچسب VLAN
·سناریوهای استفاده از VLANها
·مشکلات مربوط به VLANها در محیط‌های ابری

چرا VLAN ها مورد نیاز هستند؟

شبکه‌های اترنت اولیه، فناوری‌های شبکه‌سازی داده مبتنی بر CSMA/CD (دسترسی چندگانه/تشخیص برخورد با حسگر حامل) بودند که از رسانه‌های ارتباطی مشترک استفاده می‌کردند. افزایش تعداد میزبان‌ها، منجر به برخوردهای جدی، طوفان‌های پخش، افت قابل توجه عملکرد و حتی قطع شبکه می‌شد. اگرچه اتصال شبکه‌های محلی با استفاده از دستگاه‌های لایه ۲ می‌توانست مشکلات برخورد را حل کند، اما همچنان در جداسازی پیام‌های پخش و بهبود کیفیت شبکه ناموفق بود. این امر منجر به توسعه فناوری VLAN شد که یک شبکه محلی را به چندین VLAN منطقی تقسیم می‌کند. هر VLAN نشان‌دهنده یک دامنه پخش است و ارتباط درون VLAN را مانند یک شبکه محلی امکان‌پذیر می‌کند، در حالی که از ارتباط بین VLANها جلوگیری می‌کند و پیام‌های پخش را در یک VLAN محدود می‌کند.

配图1(为什么需要VLAN)-1

تصویر ۱: نقش VLANها

بنابراین، VLAN ها مزایای زیر را دارند:

· محدود کردن دامنه‌های پخش: دامنه‌های پخش در یک VLAN محدود می‌شوند که باعث صرفه‌جویی در پهنای باند و افزایش قابلیت پردازش شبکه می‌شود.
· افزایش امنیت شبکه محلی: پیام‌های VLAN های مختلف در حین انتقال ایزوله می‌شوند، به این معنی که کاربران درون یک VLAN نمی‌توانند مستقیماً با کاربران در VLAN دیگر ارتباط برقرار کنند.
· افزایش استحکام شبکه: خطاها به یک VLAN محدود می‌شوند، بنابراین مشکلات درون یک VLAN بر عملکرد عادی سایر VLANها تأثیری نمی‌گذارد.
· ساختار انعطاف‌پذیر گروه‌های کاری مجازی: شبکه‌های محلی مجازی (VLAN) می‌توانند کاربران را به گروه‌های کاری مختلف تقسیم کنند و به اعضای یک گروه کاری اجازه دهند بدون محدود شدن به یک منطقه فیزیکی خاص، فعالیت کنند و این امر، ساخت و نگهداری شبکه را آسان‌تر و انعطاف‌پذیرتر می‌سازد.

VLAN در مقابل زیرشبکه

با تقسیم بیشتر بخش شبکه آدرس‌های IP به چندین زیرشبکه، می‌توان نرخ پایین استفاده از فضای آدرس IP و سختی آدرس‌های IP دو سطحی را برطرف کرد. مشابه VLANها، زیرشبکه‌ها نیز می‌توانند ارتباط بین میزبان‌ها را ایزوله کنند. میزبان‌های متعلق به VLANهای مختلف نمی‌توانند مستقیماً با هم ارتباط برقرار کنند، همانطور که میزبان‌های موجود در زیرشبکه‌های مختلف نمی‌توانند. با این حال، هیچ مکاتبه مستقیمی بین این دو وجود ندارد.

ویلن زیرشبکه
تفاوت برای تقسیم شبکه‌های لایه ۲ استفاده می‌شود.
  پس از پیکربندی رابط‌های VLAN، کاربران در VLANهای مختلف تنها در صورت برقراری مسیریابی می‌توانند ارتباط برقرار کنند.
  تا ۴۰۹۴ VLAN قابل تعریف است؛ تعداد دستگاه‌های درون یک VLAN محدود نیست.
رابطه در همان VLAN، می‌توان یک یا چند زیرشبکه تعریف کرد.

برچسب VLAN و شناسه VLAN

برای اینکه سوئیچ‌ها بتوانند پیام‌ها را از VLANهای مختلف تشخیص دهند، باید فیلدی برای شناسایی اطلاعات VLAN به پیام‌ها اضافه شود. پروتکل IEEE 802.1Q مشخص می‌کند که یک برچسب VLAN 4 بایتی (معروف به VLAN Tag) به فریم‌های داده اترنت اضافه شود تا اطلاعات VLAN را شناسایی کند.

配图2 (VLAN Tag) VLAN ID)-2

فیلد VID در فریم داده، VLAN ای را که فریم داده به آن تعلق دارد، مشخص می‌کند؛ فریم داده فقط می‌تواند درون VLAN تعیین‌شده خود منتقل شود. فیلد VID نشان‌دهنده شناسه VLAN است که می‌تواند از 0 تا 4095 متغیر باشد. از آنجایی که 0 و 4095 توسط پروتکل رزرو شده‌اند، محدوده معتبر برای شناسه‌های VLAN از 1 تا 4094 است. تمام فریم‌های داده‌ای که به صورت داخلی توسط سوئیچ پردازش می‌شوند، دارای برچسب‌های VLAN هستند، در حالی که برخی از دستگاه‌ها (مانند میزبان‌های کاربر و سرورها) متصل به سوئیچ فقط فریم‌های اترنت سنتی را بدون برچسب‌های VLAN ارسال و دریافت می‌کنند.

配图3(VLAN间用户的二层隔离)-3

بنابراین، برای تعامل با این دستگاه‌ها، رابط‌های سوئیچ باید فریم‌های اترنت سنتی را تشخیص دهند و در حین انتقال، برچسب‌های VLAN را اضافه یا حذف کنند. برچسب VLAN اضافه شده با VLAN پیش‌فرض رابط (Port Default VLAN ID, PVID) مطابقت دارد.

配图4-4
配图5 通过VLANIF实现VLAN间用户的三层互访-5
微信图片_20240614024031.jpg1

انواع رابط‌های VLAN و مکانیسم‌های مدیریت برچسب VLAN

در شبکه‌های فعلی، کاربران متعلق به یک VLAN ممکن است به سوئیچ‌های مختلف متصل باشند و ممکن است چندین VLAN در سوئیچ‌ها وجود داشته باشد. اگر ارتباط متقابل کاربران ضروری باشد، رابط‌های بین سوئیچ‌ها باید بتوانند فریم‌های داده را از چندین VLAN به طور همزمان تشخیص داده و ارسال کنند. بسته به اشیاء متصل و نحوه پردازش فریم‌ها، انواع مختلفی از رابط‌های VLAN برای تطبیق با اتصالات و شبکه‌های مختلف وجود دارد.

راهکار کابل ELV را بیابید

کابل‌های کنترل

برای کابل‌های BMS، BUS، صنعتی و ابزار دقیق.

سیستم کابل کشی ساخت یافته

شبکه و داده، کابل فیبر نوری، پچ کورد، ماژول‌ها، صفحه رویی

بررسی نمایشگاه‌ها و رویدادهای ۲۰۲۴

۱۶ تا ۱۸ آوریل ۲۰۲۴، نمایشگاه انرژی خاورمیانه در دبی

۱۶ تا ۱۸ آوریل ۲۰۲۴، نمایشگاه سکوریکا در مسکو

۹ مه ۲۰۲۴، رویداد رونمایی از محصولات و فناوری‌های جدید در شانگهای

۲۲ تا ۲۵ اکتبر ۲۰۲۴، امنیت چین در پکن

۱۹-۲۰ نوامبر ۲۰۲۴، دنیای متصل، عربستان سعودی


زمان ارسال: ۲۷ نوامبر ۲۰۲۴