کاربرد VLAN و پروتکل های آن

در این مقاله قصد داریم تا با کاربرد ها و پروتکل های VLAN آشنا بشویم ، پس با همراه باشید .

تعریف مفهوم LAN

یک LAN شامل تمام دستگاه هایی است که در یک Broadcast Domain باشند.

اما Broadcast Domain چیست ؟

یک پیام Broadcast (پیامهای فراگیر)، به دامنه هایی که این پیام ها تا آنجا میتوانند ارسال شوند و پیش بروند Broadcast Domain (دامنه Broadcast ) گفته میشود.

به عنوان یک تعریف دیگر تمام ایستگاه ها و وسایلی که به LAN متصل اند عضو یک Broadcast Domain اند و در این صورت اگر یکی از ایستگاه ها پیامی را به صورت Broadcast ارسال کند، تمام ایستگاه های عضو آن Broadcast Domain یک کپی از آن پیام را دریافت میکنند.

تعریف VLAN

VLAN کوتاه شده عبارت ( Virtual LAN ( Virtual Local Area Network است. همه چیز برای تعریف VLAN ها از نامشان مشخص است، LAN های مجازی!یعنی LAN هایی که به صورت مجازی پیاده سازی میشوند.

اما چرا نیاز است که VLAN داشته باشیم ؟

در ابتدا حالتی را در نظر بگیرید که VLAN نداریم؛ در حالت معمول در یک LAN تمام پورتهای یک سوییچ عضو Broadcast Domain مشابهی اند. به این ترتیب اگر یک ایستگاه پیامی را به صورت Broadcast ارسال کند، تمام دستگاه هایی که در آن Broadcast Domain هستند. مثلا در شکل زیر کامپیوتر بنفش پیامی را به صورت Broadcast ارسال میکند و همان طور که در شکل مشخص است این پیام به تمام هاست هایی که در آن Broadcast Domain هستند میرسد.

LAN

در حالت کلی خوب نیست! چرا که ممکن است که کامپیوتر بنفش بخواهد که این پیام را تنها به کامپیوتر نارنجی برساند، اما از این طریق سایر کامپیوترها نیز این پیام را دریافت می کنند، شاید به نظر شما برای این کار به جای ارسال Broadcast میتواند از ارسال مستقیم به کامپیوتر نارنجی استفاده کند؛ این فکر درست است ، اما باید بدانید که این شکل تنها یک مثال ساده برای بیان چیزی است که می خواهیم در موردش بیشتر بدانیم؛ به عبارت بهتر اگر فرض کنید که هر کدام از این کامپیوترها نماد 1000 کامپیوتر هستند چه ؟! اینجاست که ارسال Broadcast کاملاً مفید به نظر می رسد! اما همان طور که گفتیم هنوز این مشکل وجود دارد که علاوه بر کامپیوتر نارنجی ( یا بهتر بگوییم ، کامپیوترهای نارنجی ) سایر کامپیوترها هم این پیام را دریافت می کنند. این کار پهنای باند زیادی را به هدر میدهد. بحث پهنای باند را هم که کنار بگذاریم از نظر امنیتی به مشکل برمیخوریم.

برای رفع این مشکل، میشود که کامپیوترهای بنفش و نارنجی را عضو یک LAN قرار داد و سایر کامپیوترها را عضو یک LAN دیگر، تا هر کدام از این LAN ها Broadcast Domain خود را داشته باشند. اما برای این راه حل نیاز است که به خرید سوییچ دیگر مبادرت بورزیم و این یعنی هزینه زیادی! اما اگر از VLAN استفاده کنیم می توانیم همین دو شبکه مجزا را روی یک سوییچ پیاده سازی کنیم و دو VLAN مجزا داشته باشیم. به این ترتیب که برخی از پورت های سوییچ را مثلا به VLAN شماره 2 و برخی دیگر را به VLAN شماره 3 نسبت میدهیم و هر کدام از VLANها Broadcast Domain خاص خود را خواهند داشت که از دسترس سایر ایستگاه های VLAN دیگر دور خواهد ماند. شکل زیر این موضوع را بهتر نشان می دهد.

کاربرد ها و پروتکل های VLAN

برای درک بهتر کاربرد VLANها ،مقاله ( مفهوم پایه VLAN در سوئیچ سیسکو ) را مطالعه نمایید .

VLAN Trunking

یکی از کاربرد ها و پروتکل های VLAN این نمونه است . همان طور که از نامش مشخص است ، VTP پروتکل VLAN Trunking است . یعنی مخصوص VLAN ها آن هم برای حالت Trunking است . و تنها از ترانک برای انتشار می تواند استفاده کند . یعنی تنها مخصوص انتقال بین “سوییچ ها” است .

با استفاده از پروتکل VTP می توانیم اطلاعات VLAN را روی یک سوییچ ست کنیم بعد با استفاده از VTP سایر سوییچ ها را از وجود این VLAN و پیکربندیش آگاه کنیم . نتیجه این می شود که باقی سوییچ ها نیز این VLAN را خواهند شناخت . برای درک بهتر مفهوم VLAN Trunking مقاله ( مفهوم VLAN Trunking در سوئیچ های سیسکو ) را مطالعه نمایید .

اما آیا این پیکربندی اولیه را می توانیم روی هر سوییچی که خواستیم اعمال کنیم و بعد از VTP استفاده کنیم ؟

نه ! به طور کلی پروتکل VTP سوییچ ها را در سه حالت دسته بندی می کند و هر سوییچ تنها در یکی از این سه حالت قرار می گیرد که باز تنظیم این حالت به عهده ادمین شبکه است . حالت های Server ، کلاینت و Transparent (شفاف) .

هر ادمین یک یا چند تا از سوییچ ها را در حالت VTP Server و باقی را برای حالت VTP Client ست می کند . به این ترتیب تنها روی سوییچ های VTP Server می توانیم پیکربندی های دلخواه را تنظیم یا تغییر بدهیم و سپس از طریق پروتکل VTP این تنظیمات را به دیگر سوییچ های VTP Server و VTP Client مخابره کنیم . هر کدام از سوییچ های VTP Server و کلاینت هم که این پیام را دریافت کردند آنها هم متقابلاً آن پیام را برای ترانک های خارجیشان می فرستند .

پس تا اینجا متوجه شدیم که تنها تغییر در پیکربندی سوییچ های VTP Server است که منجر به مخابره پیامهای VTP به کل شبکه می شود .

به عبارت دیگر تنها روی یک سوییچ VTP Server می توانیم یک VLAN جدید اضافه کنیم و یا حذف کنیم و یا تنظیماتش را تغییر دهیم و این کاراز طریق سوییچ های VTP Client امکان پذیر نیست .

چه هنگامی پیام های VTP صادر میشود ؟

همان طور که پیشتر گفته شد ، هنگامی که تنظیمات پیکربندی یک سوییچ تغییر کند ، این پیامها فرستاده می شوند .

به علاوه این پیام ها هر 5 دقیقه یکبار نیز توسط VTP سرورها در کل شبکه مخابره می شود .

و به غیر از این موارد هنگامی که یک سوییچ جدید ایجاد شود که شامل VLAN هایی است ، سوییچ ها می توانند با یک پیام VTP از سوییچ تازه تاسیس بخواهند که اطلاعات VLAN هایش را برای آنها ارسال کند .

پس همان طور که احتمالاً دقت نکردید ، سه نوع پیام مختلف برای VTP داریم !

پیام هایی که به هنگام تغییر تنظیمات پیکربندی یک سوییچ VTP Server ارسال می شوند ،
پیام هایی که به طور اتوماتیک هر 5 دقیقه یک بار مخابره می شوند ،
پیام هایی که به هنگام ایجاد سوییچ جدیدی به جهت آشنایی ارسال می شوند.

پروتکل VTP چطور کار می کند ؟

سوییچ ها چه زمانی می فهمند که باید پایگاه داده VTP خود را به روز کنند ؟

از کجا میفهمند که پیام VTP تکراری است و حاوی تغییر جدیدی نیست ؟

شکل زیر را در نظر بگیرید .

VTP

کاربرد ها و پروتکل های VLAN

در این شکل یک سوییچ از نوع VTP Server و دو سوییچ از نوع VTP Client انتخاب شده اند .

داستان از اینجا شروع می شود که تصمیم میگیریم که یک VLAN جدید را روی سوییچ VTP Server ایجاد کنیم . در هر VTP شماره ای وجود دارد که Revision Number نام دارد و مقدار این شماره برابر آخرین باری است که VTP حاوی اطلاعات جدیدی بوده مثل تغییر در پیکربندی یک VTP Server ، و البته این شماره برای کل سوییچ های شبکه مقدار یکسانی دارد چرا که این پیامها به صورت سراسری برای تمام سوییچها ارسال می شود . هنگامی که VTP مجدداً حاوی پیام جدیدی شود به این شماره یکی اضافه میشه و پیام VTP جدید به همراه این شماره جدید به کل شبکه ارسال می شود .

بار دیگر به شکل بالا نگاه کنید . در این شکل Revision Number فعلی 2 است . تصمیم میگیریم که VLAN جدیدی را به سوییچ VTP Server اضافه کنیم ، این کار باعث می شود که پیکربندی سوییچ تغییر کند که در نتیجه ی این تغییرات ، شماره پیام VTP ، یک واحد اضاف می شود و از دو به سه تغییر می کند و سپس اطلاعات این پیکربندی به همراه این شماره جدید برای سایر سوییچ ها ارسال می شود . سایر سوییچ ها این شماره را با شماره VTP خود چک می کنند اگر از Revision Number فعلی خود بیشتر بود این پیام را دریافت می کنند ، به شماره VTP خود یکی اضافه می کنند و این پیام را برای پورت های ترانک خود ارسال می کنند و در غیر این صورت پیام VTP رسیده را رد می کنند .

در حقیقت باید بگوییم که پروتکل VTP تا حد زیادی شبیه پروتکلهای مسیریابی عمل می کند .

همان طور که گفتیم پیام های VTP برای کل سوییچ های شبکه ارسال می شود . حالا شرکتی را فرض کنید که بخش امور مالی در یک VLAN و بخش حسابداری در VLAN دیگری و بر روی سوییچ های مختلفی قرار دارند و تنها هم نیاز است که اطلاعات تغییر در پیکربندی این سوییچ ها برای هم ارسال شود و به طور مثال بخش انبار نیازی به دریافت این پیامهای VTP ندارد !!

چطور می شود از سرازیر شدن پیامهای VTP به کل شبکه جلوگیری کرد ؟ راه حل این مشکل هم همین جاست ! استفاده از راه کار VTP Domain