Описанные два подхода основаны только на добавлении
дополнительной информации к адресным таблицам моста и не используют возможности
встраивания информации о принадлежности кадра к виртуальной сети в передаваемый
кадр. Остальные подходы используют имеющиеся или дополнительные поля кадра для
сохранения информации и принадлежности кадра при его перемещениях между
коммутаторами сети. При этом нет необходимости запоминать в каждом коммутаторе
принадлежность всех МАС-адресов интерсети виртуальным сетям.
Если используется дополнительное поле с пометкой о
номере виртуальной сети, то оно используется только тогда, когда кадр
передается от коммутатора к коммутатору, а при передаче кадра конечному узлу
оно удаляется. При этом модифицируется протокол взаимодействия
"коммутатор-коммутатор", а программное и аппаратное обеспечение конечных
узлов остается неизменным. Примеров таких фирменных протоколов много, но общий
недостаток у них один - они не поддерживаются другими производителями. Компания
Cisco предложила использовать в качестве стандартной добавки к кадрам любых
протоколов локальных сетей заголовок протокола 802.10, предназначенного для
поддержки функций безопасности вычислительных сетей. Сама компания использует
этот метод в тех случаях, когда коммутаторы объединяются между собой по
протоколу FDDI. Однако, эта инициатива не была поддержана другими ведущими
производителями коммутаторов.
Новый стандарт IEEE 802.1Q определяет изменения в
структуре кадра Ethernet, позволяющие передавать информацию о VLAN по сети.
Стандарт IEEE 802.1p специфицирует метод указания
приоритета кадра, основанный на использовании новых полей, определенных в
стандарте IEEE 802.1Q.
К кадру Ethernet добавлены два байта. Эти 16 бит
содержат информацию по принадлежности кадра Ethernet к ВЛВС и о его приоритете.
Говоря точнее, тремя битами кодируется до восьми уровней приоритета, 12 бит
позволяют различать трафик до 4096 ВЛВС, а один бит зарезервирован для
обозначения кадров сетей других типов (Token Ring, FDDI), передаваемых по
магистрали Ethernet.
Надо сказать, что добавление двух байтов к
максимальному размеру кадра Ethernet ведет к возникновению проблем в работе
многих коммутаторов, обрабатывающих кадры Ethernet аппаратно. Чтобы избежать
их, группы по стандартизации предложили сократить на два байта максимальный
размер полезной нагрузки в кадре.
Спецификация IEEE 802.1p, создаваемая в рамках
процесса стандартизации 802.1Q, определяет метод передачи информации о
приоритете сетевого трафика. Стандарт 802.1p специфицирует алгоритм изменения
порядка расположения пакетов в очередях, с помощью которого обеспечивается
своевременная доставка чувствительного к временным задержкам трафика.
В дополнение к определению приоритетов стандарт
802.1p вводит важный протокол GARP (Generic Attributes Registration Protocol) с
двумя специальными его реализациями. Первая из них - протокол GMRP (GARP
Multicast Registration Protocol), позволяющий рабочим станциям делать запрос на
подключение к домену групповой рассылки сообщений. Поддерживаемую этим
протоколом концепцию назвали подсоединением, инициируемым "листьями".
Протокол GMRP обеспечивает передачу трафика только в те порты, из которых
пришел запрос на групповой трафик, и хорошо согласуется со стандартом 802.1Q.
Второй реализацией GARP является протокол GVRP (GARP
VLAN Registration Protocol), похожий на GMRP. Однако, работая по нему, рабочая
станция вместо запроса на подключение к домену групповой рассылки сообщений
посылает запрос на доступ к определенной VLAN.
Для согласования работы устройств, поддерживающих
формат кадра 802.1 Q, с теми устройствами, которые не понимают этот формат,
разработчики стандарта предложили делить весь трафик в сети на несколько типов.
Трафик входного порта (Ingress Port). Каждый кадр, достигающий коммутируемой сети и идущий
либо от маршрутизатора, либо от рабочей станции, имеет определенный порт-источник.
На основании его номера коммутатор должен "принять решение" о приеме
(или отбрасывании) кадра и передаче его в ту или иную VLAN. Решение
"судьбы" кадра, осуществляемое в единственной логической точке сети,
делает возможным сосуществование самых разных видов VLAN. Приняв кадр,
коммутатор "прикрепляет" к нему "ярлык" (tag) VLAN. Как
только кадр с "ярлыком" VLAN оказывается в сети, он становится частью
проходящего (Progress), или внутреннего трафика.
Внутренний трафик (Progress Traffic). Кадр с "ярлыком" коммутируется точно так
же, как и без "ярлыка". Решения о его принадлежности к той или иной
VLAN принимаются в пограничных элементах сети и остальные сетевые устройства
индифферентно "относятся" к тому, как именно кадр попал в сеть. Так
как максимальный размер кадра Ethernet остался неизменным, то пакеты всех VLAN
смогут обрабатываться традиционными коммутаторами и маршрутизаторами внутренней
части сети.
Трафик выходного порта (Egress Port). Чтобы попасть в межсетевой маршрутизатор или в
оконечную рабочую станцию, кадр должен выйти за пределы коммутируемой сети. Ее
выходное устройство "решает", какому порту (или портам) нужно
передать пакет и есть ли необходимость удалять из него служебную информацию,
предусмотренную стандартом 802.1Q. Дело в том, что традиционные рабочие станции
не всегда воспринимают информацию о VLAN по стандарту 802.1Q, но сервер,
обслуживающий несколько подсетей с помощью единственного интерфейса, должен ее
активно использовать.
Условное деление трафика на внутренний, а также входного
и выходного портов позволяет поставщикам нестандартных реализаций VLAN
создавать шлюзы для их стыковки с ВЛВС, соответствующими стандарту 802.1Q.