Prologo: IEEE 802.1Q es un estándar fundamental en redes modernas que permite segmentar una red física en múltiples redes lógicas (VLANs). Esto se logra añadiendo etiquetas a los Tramas Ethernet, lo que facilita la administración de la red, mejora la seguridad y optimiza el rendimiento. Es esencial para crear redes virtuales dentro de una infraestructura física única. A continuación, presento una explicación detallada y técnica sobre este protocolo.
Qué es IEEE 802.1Q
-. 802.1Q, también conocido como VLAN-tagging, es una extensión del estándar IEEE 802.3-Ethernet que permite la creación de múltiples redes virtuales VLAN sobre una única infraestructura física. Cada VLAN funciona como una red lógica independiente, lo que significa que los dispositivos conectados a una VLAN determinada solo pueden comunicarse con otros dispositivos en la misma VLAN, a menos que se configure enrutamiento entre VLAN.
-. En el mundo cada vez más conectado, la solución de las VLANs y IEEE 802.1Q es la mas acertada, las redes informáticas se han convertido en la columna vertebral de las comunicaciones. Sin embargo, el crecimiento exponencial de dispositivos y la necesidad de segmentar el tráfico han planteado nuevos desafíos. ¿Cómo gestionar de manera eficiente una red que debe soportar múltiples servicios y usuarios con requisitos de seguridad y rendimiento distintos?
-. IEEE 802.1Q es el estándar de facto para VLANs. El protocolo–IEEE 802.1Q define cómo se encapsulan las tramas-Ethernet para identificar a qué VLAN pertenecen. Al agregar una etiqueta (tag) a cada Trama, los Switches pueden dirigir el tráfico hacia la VLAN correcta, independientemente de su ubicación física.
Explicación: El diagrama representa de manera visual la estructura de un Trama-Ethernet que utiliza el estándar IEEE 802.1Q. Este estándar es fundamental en las redes modernas, ya que permite segmentar una red lógica en múltiples redes virtuales (VLAN), lo que a su vez facilita la administración, seguridad y eficiencia de la red.
La Etiqueta VLAN IEEE 802.1Q: El centro del Diagrama, la parte más importante del diagrama es la etiqueta VLAN IEEE 802.1Q. Esta etiqueta, de 4 bytes, se inserta en el encabezado de un Trama-Ethernet estándar y contiene información crucial sobre la VLAN a la que pertenece el tráfico.
Desglose de la Etiqueta VLAN, la etiqueta-VLAN se compone de los siguientes campos:
- ID del protocolo de la etiqueta: Este campo, de 2 bytes, identifica el tipo de etiqueta. En el caso de IEEE 802.1Q, este valor es siempre 0x8100.
- Prioridad del usuario: Este campo, de 3 bits, se utiliza para asignar una prioridad al tráfico. Esto es útil para implementar políticas de QoS.
- Indicador de formato canónico: Este campo, de 1 bit, se utiliza para indicar si la etiqueta está en formato canónico.
- ID de VLAN: Este campo, de 12 bits, identifica de forma única a la VLAN a la que pertenece el marco.
Funcionamiento del diagrama:
- Encapsulación: Cuando un dispositivo quiere enviar una Trama a VLAN específica, se añade la etiqueta VLAN al encabezado del Trama-Ethernet.
- Transmisión: El Trama etiquetado se transmite a través de la red.
- Conmutación: Los Switches que soportan 802.1Q examinan la etiqueta VLAN para determinar a qué puerto debe reenviarse el Trama.
- Desencapsulación: En el dispositivo de destino, se elimina la etiqueta VLAN y el Trama se procesa como un Trama-Ethernet-estándar.
Cómo funciona 802.1Q:
- VLAN y VID: Cada VLAN se identifica por un número único llamado VLAN ID (VID). El VID es un campo de 12bits que se agrega al encabezado–Ethernet de cada trama.
- Tagging: El proceso de agregar el VID a una trama se denomina tagging. Los Switches que soportan 802.1Q pueden examinar el VID de cada trama y reenviarla solo a los puertos que pertenecen a la VLAN correspondiente.
- Trunk: Un trunk es un enlace entre dos Switches que transporta múltiples VLAN. Los Switches utilizan el protocolo de negociación de trunk (DTP) para determinar si un enlace debe configurarse como trunk y para acordar el tipo de encapsulación.
- Native VLAN: Cada trunk tiene una VLAN–nativa, que es la VLAN a la que se envían las tramas que no están etiquetadas.
Resumiendo: la etiqueta VLAN IEEE 802.1Q es una tecnología fundamental en las redes modernas, ya que proporciona una forma flexible y eficiente de segmentar y gestionar las redes. Al entender la estructura de la etiqueta-VLAN y su función dentro del marco Trama-Ethernet, podemos comprender mejor cómo funcionan las redes modernas y cómo se implementan las soluciones de virtualización de redes.
Recopilando:
-. Veamos los puntos mas importantes de este post:
- IEEE 802.1Q es un estándar para crear múltiples redes virtuales (VLANs) en una única infraestructura física.
- Permite segmentar una red física en redes lógicas, mejorando la administración, seguridad y rendimiento.
- Funciona añadiendo etiquetas a las tramas Ethernet para identificar a qué VLAN pertenecen.
- La etiqueta 802.1Q consta de 4 bytes y se inserta en el encabezado de la trama Ethernet.
- Componentes de la etiqueta: ID del protocolo (2 bytes), prioridad del usuario (3 bits), indicador de formato canónico (1 bit) y ID de VLAN (12 bits).
- El ID de VLAN (VID) identifica de forma única a cada VLAN.
- El proceso de agregar el VID a una trama se llama «tagging».
- Los switches que soportan 802.1Q examinan el VID para reenviar las tramas al puerto correcto.
- Un «trunk» es un enlace entre switches que transporta múltiples VLANs.
- El protocolo de negociación de trunk (DTP) determina la configuración del enlace.
- Cada trunk tiene una VLAN nativa para tramas no etiquetadas.
- 802.1Q permite la creación de redes virtuales independientes en la misma infraestructura.
- Facilita la gestión de redes con múltiples servicios y requisitos de seguridad distintos.
- Es fundamental para la virtualización y segmentación eficiente de redes modernas.
- Mejora la flexibilidad y eficiencia en la gestión de redes empresariales.
- Referencias: moreluz.entorno
- Referencias: Cisco
