مسیریابی میان VLANها
جواب کوتاه
دستگاه‌های دو VLAN مثل دو شبکه‌ی جدا هستند، حتی روی یک سوییچ؛ برای حرف زدن، بسته باید از یک روتر بگذرد. هر VLAN ساب‌نت و گیت‌وی خودش را دارد. سه راه هست: یک کابل و یک پورت روتر برای هر VLAN؛ روتر یک‌دسته، که با یک ترانک همه‌ی VLANها را می‌گیرد؛ و سوییچ لایه ۳، که برای هر VLAN یک رابط مجازی (SVI) دارد و مسیریابی را درون خودش انجام می‌دهد.
سه کلمه
- مسیریابی میان VLANها (Inter-VLAN Routing)بردن بسته از یک VLAN به VLAN دیگر، کاری که فقط روتر یا سوییچ لایه ۳ می‌کند.
- روتر یک‌دسته (Router on a Stick)روتری که فقط با یک کابل ترانک به سوییچ وصل است و همه‌ی VLANها از همان می‌گذرند.
- SVIرابط مجازی هر VLAN درون سوییچ لایه ۳، که گیت‌وی همان VLAN است. کوتاه‌شده‌ی Switch Virtual Interface.
چرا خودشان نمی‌توانند
کارخانه‌ای را در نظر بگیرید که چند کارگاه جدا دارد. قطعه‌ای که در کارگاه ۱۰ ساخته شده، خودش به کارگاه ۲۰ نمی‌رود؛ باید به دفتر ارسال برود تا نشانی تازه بخورد و به کارگاه ۲۰ فرستاده شود. در درس VLAN دیدید که هر VLAN مثل یک شبکه‌ی جداست، حتی اگر روی همان سوییچ و همان سیم‌ها باشد. پس برای رفتن از یکی به دیگری، روتری لازم است، درست مثل دو شبکه‌ی واقعا جدا:
هر VLAN ساب‌نت خودش را دارد و یک نشانی از همان ساب‌نت مال روتر است: گیت‌وی آن VLAN (درس گیت‌وی). دستگاه‌های VLAN ۱۰ نشانی 192.168.10.1 را گیت‌وی خود می‌دانند و دستگاه‌های VLAN ۲۰ نشانی 192.168.20.1 را.
سفر یک بسته
رایانه‌ی الف در VLAN ۱۰ است و می‌خواهد به رایانه‌ی ب در VLAN ۲۰ چیزی بفرستد. روتر با یک ترانک به سوییچ وصل است. بسته چهار قدم برمی‌دارد:
قدم اول را در درس ماسک زیرشبکه و درس ARP دیدید، و برچسب قدم دوم و سوم را در درس ترانک. تازه‌ی این درس فقط قدم سوم است: روتر بسته را نگه می‌دارد و پاکت لایه ۲ دورش را عوض می‌کند، مثل دفتر ارسال که برچسب کارگاه ۱۰ را برمی‌دارد و برچسب کارگاه ۲۰ را می‌زند.
سه راه
کارخانه می‌تواند دفتر ارسال را سه جور به کارگاه‌ها وصل کند: از هر کارگاه یک نوار نقاله‌ی جدا تا دفتر؛ یک نوار مشترک که جعبه‌ها با برچسب کارگاه رویش می‌روند و برمی‌گردند؛ یا دفتر را به داخل ساختمان کارگاه‌ها بیاورد و برای هر کارگاه پنجره‌ای باز کند. شبکه هم همین سه راه را دارد:
راه اول ساده‌ترین است ولی برای هر VLAN یک کابل و یک پورت روتر می‌خواهد؛ با ده VLAN، ده پورت. پس شمار VLANها به شمار پورت‌های روتر بند می‌شود.
روتر یک‌دسته
در راه دوم، روتر کنار شبکه می‌ایستد و فقط با یک کابل به سوییچ وصل است؛ از دور مثل دسته‌ای است که به سوییچ چسبیده، و نامش هم از همین است. آن یک کابل یک ترانک 802.1Q است و فریم‌های همه‌ی VLANها با برچسبشان از آن می‌گذرند. روتر روی همان یک پورت، برای هر VLAN یک نشانی از ساب‌نت آن VLAN دارد.
سودش این است که برای هر شمار VLAN یک کابل بس است. هزینه‌اش این است که هر بسته دو بار از همان کابل می‌گذرد: یک بار از سوییچ به روتر، یک بار از روتر به سوییچ. پس جمع آنچه بالا و پایین می‌رود، بیشتر از سرعت همان یک کابل نمی‌شود. مثل نوار نقاله‌ی مشترکی که هم جعبه‌های رفت را می‌برد و هم جعبه‌های برگشت را.
سوییچ لایه ۳
راه سوم دفتر را به داخل می‌آورد. سوییچ لایه ۳ (یا سوییچ چندلایه) مثل سوییچ عادی فریم‌ها را در لایه ۲ جابه‌جا می‌کند، و مثل روتر هم می‌تواند میان VLANها مسیریابی کند. برای هر VLAN یک رابط مجازی می‌سازد، SVI، که نشانی گیت‌وی همان VLAN را دارد؛ مثلا SVI ۱۰ با 192.168.10.1 و SVI ۲۰ با 192.168.20.1.
چون بسته از سوییچ بیرون نمی‌رود، تأخیر کمتر است، و کابل بیرونی به روتر هم لازم نیست. مسیریابی این سوییچ‌ها با مدارهای ویژه انجام می‌شود، پس معمولا به همان تندی سوییچ کردن است. در عوض، سوییچ لایه ۳ گران‌تر است و بیشتر در شبکه‌های بزرگ‌تر دیده می‌شود.
کدام راه
| یک کابل برای هر VLAN | روتر یک‌دسته | سوییچ لایه ۳ | |
|---|---|---|---|
| کابل‌ها | یکی برای هر VLAN | یک ترانک | بیرونی لازم نیست |
| شمار VLANها | به شمار پورت‌های روتر بند است | به پورت‌ها بند نیست | به پورت‌ها بند نیست |
| سرعت | هر VLAN کابل خودش را دارد | جمع رفت و برگشت همان سرعت یک کابل | معمولا همان سرعت سوییچ |
| تأخیر | بسته تا روتر می‌رود و برمی‌گردد | بسته تا روتر می‌رود و برمی‌گردد | کمتر؛ از سوییچ بیرون نمی‌رود |
خلاصه: روتر یک‌دسته با یک کابل برای چند VLAN کار را راه می‌اندازد. وقتی ترافیک میان VLANها زیاد شد، سوییچ لایه ۳ همان کار را درون خود سوییچ و تندتر انجام می‌دهد.
سه اشتباه
- «دو VLAN روی یک سوییچ‌اند، پس سوییچ خودش آن‌ها را به هم می‌رساند.»سوییچ لایه ۲ فریم را از یک VLAN به دیگری نمی‌برد. روتر یا سوییچ لایه ۳ لازم است.
- «روتر یک‌دسته چون یک کابل دارد، کندتر از یک کابل نیست.»هر بسته دو بار از همان ترانک می‌گذرد: یک بار بالا، یک بار پایین. پس جمع رفت و برگشت همان سرعت یک کابل است.
- «گیت‌وی دستگاه‌های VLAN ۱۰ و ۲۰ یکی است.»هر VLAN ساب‌نت خودش را دارد و گیت‌وی خودش را، از همان ساب‌نت: مثلا 192.168.10.1 و 192.168.20.1.
جمع‌بندی. آنچه از این درس با خودتان می‌برید.
- دو VLAN بی روتر با هم حرف نمی‌زنند، حتی روی یک سوییچ.
- هر VLAN یک ساب‌نت و یک گیت‌وی دارد؛ بسته‌ی مقصد بیرون از ساب‌نت به گیت‌وی می‌رود.
- روتر برچسب و نشانی مک را عوض می‌کند و فریم تازه می‌سازد.
- راه اول: یک کابل برای هر VLAN. راه دوم: روتر یک‌دسته با یک ترانک.
- در روتر یک‌دسته هر بسته دو بار از ترانک می‌گذرد.
- راه سوم: سوییچ لایه ۳ با SVI؛ تندتر و با تأخیر کمتر.
خودتان را بسنجید
۱۵ پرسش، هر بار تازه از میان ۳۰ پرسش این درس. آخر آزمون فقط کارنامه را می‌بینید: چند درست، چند نادرست.