Verwenden von Hubs. Geräte der Schicht 1 Günstig Eingang an einem Port, Ausgang an den anderen Ports Eine Kollisionsdomäne Eine Broadcast-Domäne

Transkript

1 Von Hubs zu VLANs

2 Verwenden von Hubs Geräte der Schicht 1 Günstig Eingang an einem Port, Ausgang an den anderen Ports Eine Kollisionsdomäne Eine Broadcast-Domäne

3 Hub Ein Hub Ein Netzwerk (normalerweise IP-Netzwerkadresse) Eine Kollisionsdomäne Eine Broadcast-Domäne Diese Lösung eignet sich gut für kleine Workgroups, bei größeren Workgroups oder hohem Datenaufkommen ist sie jedoch nicht mehr optimal.

4 Hub Ein Hub - Zwei Subnetze Zwei Subnetze Eine Kollisionsdomäne Eine Broadcast-Domäne Was wäre, wenn sich die Computer in zwei verschiedenen Subnetzen befänden? Könnten sie innerhalb des eigenen Subnetzes miteinander kommunizieren? Ja Und zwischen den Subnetzen? Nein. Dafür benötigen sie einen Router.

5 Hub 1 Hub Alle Hubs Eine Netzwerkadresse Eine Kollisionsdomäne Eine Broadcast-Domäne Gleiche Situation wie vorher, jedoch mit Schwerpunkt auf dem Netzwerk.

6 Verwenden von Switches Geräte der Schicht 2 Moderate Kosten für übliche Access-Switches, leistungsfähige Geräte können allerdings sehr teuer sein. Filterung auf Schicht 2 basiert auf Ziel-MAC-Adressen und Quelladress-Tabelle Eine Kollisionsdomäne pro Port Eine Broadcast-Domäne

7 Zwei virtuelle Verbindungen: (vollständig gelernte Adresstabellen) Datenverkehr von nach und von nach Hub Switch Netzwerk mit Switch und Hub Ein Netzwerk Mehrere Kollisionsdomänen Eine pro Switch-Port Eine für den ganzen Hub Eine Broadcast-Domäne

8 Im Gegensatz zum Hub: Datenverkehr von nach und von nach Kollision! Hub Switch Netzwerk mit Switch und Hub Ein Netzwerk Mehrere Kollisionsdomänen Eine pro Switch-Port Eine für den ganzen Hub Eine Broadcast-Domäne

9 Kollisionen und Switches: Was geschieht, wenn zwei Geräte an einem Switch Daten an ein anderes Gerät am Switch senden? zu und zu Hub Switch Netzwerk mit Switch und Hub Ein Netzwerk Mehrere Kollisionsdomänen Eine pro Switch-Port Eine für den ganzen Hub Eine Broadcast-Domäne

10 Der Switch behält die Frames im Zwischenspeicher und wickelt den Datenverkehr für Host über eine Warteschlange ab. Das bedeutet, dass die sendenden Hosts nichts von den Kollisionen bemerken und die Frames nicht noch einmal senden müssen. Hub Frames im Zwischenspeicher Switch Netzwerk mit Switch und Hub Ein Netzwerk Mehrere Kollisionsdomänen Eine pro Switch-Port Eine für den ganzen Hub Eine Broadcast-Domäne

11 Andere Switching-Funktionen Wiederholung Asymmetrische Ports: 10 Mbit/s und 100 Mbit/s Vollduplex-Ports Cut-through-Switching und Store-and-Forward- Switching

12 Ports, über die Switches mit Servern kommunizieren, sollte man für höhere Bandbreite (100 Mbit/s) und Vollduplex-Betrieb vorsehen. Switch 1 Switch Komplett geswitchtes Netzwerk Ein Netzwerk Mehrere Kollisionsdomänen Eine pro Switch-Port Eine Broadcast-Domäne

13 Einführung von mehreren Subnetzen/Netzwerken ohne Router Switches sind Geräte der Schicht 2 Router sind Geräte der Schicht 3 Daten zwischen Subnetzen/Netzwerken müssen über einen Router geleitet werden.

14 Ein geswitchtes Netzwerk mit zwei Subnetzen: Worauf kommt es an? Können Daten innerhalb des Subnetzes transportiert werden? Ja Können Daten zwischen den Subnetzen transportiert werden? Nein. Dafür benötigen sie einen Router. Was geschieht mit einem Broadcast der Schicht 2, wie einer ARP-Anfrage? ARP-Anfrage Switch 1 Switch Komplett geswitchtes Netzwerk - Zwei Netzwerke Zwei Subnetze Mehrere Kollisionsdomänen Eine pro Switch-Port Eine Broadcast-Domäne

15 Alle Geräte sehen die ARP-Anfrage. Eine Broadcast-Domäne bedeutet, die Switches senden die Broadcasts über alle Ports, außer den Eingangs-Port. Die in der ARP-Anfrage enthaltenen Informationen der Schicht 3 sind den Switches unbekannt. Dafür werden Bandbreite im Netzwerk und Verarbeitungszeit in den Hosts benötigt. Switch 1 Switch Komplett geswitchtes Netzwerk - Zwei Netzwerke Zwei Subnetze Mehrere Kollisionsdomänen Eine pro Switch-Port Eine Broadcast-Domäne

16 Eine Lösungsmöglichkeit: Trennen Sie die Subnetze physikalisch. Die Daten können aber immer noch nicht zwischen den Subnetzen übertragen werden. Wie kann erreicht werden, dass die Daten zwischen den beiden Subnetzen transportiert werden? Switch 1 Switch Zwei geswitchte Netzwerke Zwei Subnetze Mehrere Kollisionsdomänen Eine pro Switch-Port Zwei Broadcast-Domänen

17 Einführung von mehreren Subnetzen/Netzwerken ohne Router Switches sind Geräte der Schicht 2 Router sind Geräte der Schicht 3 Daten zwischen Subnetzen/Netzwerken müssen über einen Router geleitet werden.

18 Geroutetes Netzwerk: Zwei separate Broadcast-Domänen, weil der Router die Broadcasts der Schicht 2, wie ARP-Anfragen, nicht weiterleitet. Switch Router Switch Geroutete Netzwerke Zwei Subnetze Mehrere Kollisionsdomänen Eine pro Switch-Port Kommunikation zwischen Subnetzen

19 Switches mit mehreren Subnetzen Bis jetzt sollte alles eine Wiederholung für Sie gewesen sein. Jetzt wollen wir uns anschauen, was geschieht, wenn es zwei Subnetze an einem Switch gibt und Daten zwischen den beiden Subnetzen geroutet werden sollen.

20 Router-on-a-stick: Wenn nur eine Schnittstelle zum Routen von Daten zwischen Subnetzen oder Netzwerken verwendet wird, nennt man das Router-on-a-stick. Um der Schnittstelle mehrere IP-Adressen zuzuweisen, müssen Sie sekundäre Adressen oder Subschnittstellen verwenden. Schnittstelle E0 IP-Adresse IP-Adresse sekundär Switch 1 Router sekundär Geroutete Netzwerke Zwei Subnetze Kommunikation zwischen Subnetzen

21 Router-on-a-stick Vorteile Hilfreich, wenn es nur eine begrenzte Anzahl an Ethernet-Schnittstellen am Router gibt. Nachteile Da es nur eine Verbindung zwischen mehreren Subnetzen gibt, wird der Verkehr für mehrere Subnetze über eine Verbindung geleitet. Stellen Sie sicher, dass diese Verbindung den Verkehr bewältigen kann. Sie sollten eine Hochgeschwindigkeitsverbindung (100 Mbit/s) und Vollduplex verwenden.

22 Zusammenfassung 1. Denken Sie daran, das richtige Standard- Gateway für die einzelnen Hosts zu verwenden Hosts - Standard-Gateway ist Hosts - Standard-Gateway ist Der Router wird dennoch zum Routen zwischen Subnetzen verwendet, deshalb benötigen Sie: Router (config)# router rip Router (config-router)# network

23 Mehrere Schnittstellen: Es können zwei Ethernet-Router-Ports statt nur einem verwendet werden. Dies kann jedoch schwierig werden, wenn es nicht genügend Ethernet-Ports am Router gibt. E Router E Switch Geroutete Netzwerke Zwei Subnetze Kommunikation zwischen Subnetzen

24 Ein Switch - zwei Subnetze: Gute Nachrichten: Daten können zwischen Subnetzen transportiert werden, und wir haben zwei separate Broadcast-Domänen. Schlechte Nachrichten: Die Hosts befinden sich in verschiedenen Subnetzen, aber in einer Broadcast-Domäne der Schicht 2. Router sekundär ARP-Anfrage Switch Geroutete Netzwerke Zwei Subnetze Kommunikation zwischen Subnetzen

25 Eine ARP-Anfrage von für kann dennoch von allen Hosts am Switch gesehen werden. Der Switch ist ein Gerät der Schicht 2, das Broadcast-Verkehr über alle Ports sendet, außer den Eingangs-Port. Router sekundär Switch Geroutete Netzwerke Zwei Subnetze Kommunikation zwischen Subnetzen

26 Einführung von VLANs VLANs bringen separate Broadcast-Domänen mit sich. Router werden benötigt, um Informationen zwischen verschiedenen VLANs zu übertragen. VLANs sind nicht unbedingt erforderlich, um separate Subnetze in einem geswitchten Netzwerk verwenden zu können. Sie bieten jedoch mehr Vorteile, beispielsweise im Zusammenhang mit Broadcasts auf der Schicht 2.

27 Steuerung von Schicht-2-Broadcasts: Eine ARP-Anfrage von für kann nur von den Hosts in diesem VLAN gesehen werden. Der Switch sendet Broadcast-Verkehr nur über die Ports, die dem jeweiligen VLAN angehören, in diesem Fall VLAN 1. Switch 1 VLAN VLAN VLAN 2 VLAN 1 Zwei VLANs Zwei Subnetze

28 Port-zentrische VLAN-Switches Denken Sie daran, dass es zu Ihren Aufgaben als Netzwerkadministrator gehört, Switch-Ports dem richtigen VLAN zuzuweisen. Diese Zuweisung erfolgt nur am Switch und nicht am Host. Hinweis: In den folgenden Diagrammen wird das VLAN unter dem Host angezeigt, es wird aber eigentlich im Switch zugewiesen Port VLAN

29 Catalyst VLAN-Zugehörigkeitskonfiguration Port AUI A B VLAN Zugehörigkeitstyp Statisch Statisch Statisch Statisch Statisch Statisch Statisch Statisch Statisch Statisch Statisch Statisch Statisch Statisch Statisch [M] Zugehörigkeitstyp [R] Dynamische Zugehörigkeit neu bestätigen Auswahl eingeben: [V] VLAN-Zuweisung [X] Zurück zum vorherigen Menü

30 Steuerung von Schicht-2-Broadcasts: Ohne VLANskönnte die ARP-Anfrage von allen Hosts gesehen werden. Dadurch würde wieder unnötig Netzwerkbandbreite und Rechenzeit verschwendet. Switch Keine VLANs Wie bei einem einzelnen VLAN Zwei Subnetze

31 Mit VLANs: Daten werden nur innerhalb des VLANs übertragen. Zur Erinnerung: Switches sind Geräte der Schicht 2, die Datenverkehr nur innerhalb des VLANs weiterleiten können. Switch 1 VLAN VLAN 2 Zwei VLANs Zwei Subnetze VLAN 2 VLAN 1

32 Switch-Port: VLAN-ID Port VLAN

33 Mit VLANs: Ein Switch kann Daten nicht zwischen verschiedenen VLANs transportieren. Beispiel: Daten von nach X Switch 1 Switch-Port: VLAN-ID VLAN VLAN 2 Zwei VLANs Zwei Subnetze VLAN 2 VLAN 1

34 Zusammenfassung 1. Zur Erinnerung: VLAN-IDs (Nummern) werden dem Switch-Port und nicht dem Host zugewiesen. (Port-zentrische VLAN-Switches) 2. Stellen Sie sicher, dass alle Hosts in einem Subnetz demselben VLAN angehören. Andernfalls treten Probleme auf. Hosts in Subnetz /24 - VLAN 1 Hosts in Subnetz /24 - VLAN 2 usw.

35 Routing und VLANs Im vorherigen Beispiel konnten die Daten zwar innerhalb eines VLANs, jedoch nicht zwischen verschiedenen VLANs weitergeleitet werden. So wie bei den Subnetzen benötigen Sie einen Router, um Informationen zwischen verschiedenen VLANs zu routen. Der Vorteil ist, dass der Switch den Broadcast-Verkehr nur innerhalb des VLANs verbreitet.

36 Daten zwischen den VLANs werden über den Router weitergeleitet. Daten von zu VLAN 1 Router VLAN 2 VLAN 1 Switch VLAN 2 VLANs Zwei Subnetze VLAN 2 Kommunikation zwischen VLANs HINWEIS: VLANs werden nur den Ports zugewiesen VLAN 1

37 Zusammenfassung 1. Denken Sie daran, das richtige Standard-Gateway für die einzelnen Hosts zu verwenden Hosts - Standard-Gateway ist Hosts - Standard-Gateway ist Der Router wird dennoch zum Routen zwischen Subnetzen verwendet, deshalb benötigen Sie: Router (config)# router rip Router (config-router)# network Die Switch-Ports zum Router müssen die entsprechende VLAN-ID des Subnetzes aufweisen. Der Switch-Port zu muss in VLAN 1 sein. Der Switch-Port zu muss in VLAN 2 sein.

38 Switch-Port: VLAN-ID (Die VLAN-ID wird nicht im Router festgelegt.) (VLAN 1) Router (VLAN 2)

39 Worin liegt der Unterschied? Einer der wichtigsten Unterschiede zwischen Subnetzen mit VLANs und Subnetzen ohne VLANs in geswitchten Netzwerken ist der, dass VLANs eine Begrenzung von Broadcasts der Schicht 2 ermöglichen.

40 Hier ein Beispiel für eine ARP-Anfrage ohne VLANs Router ARP-Anfrage Switch Geroutete Netzwerke Zwei Subnetze Kommunikation zwischen Subnetzen

41 Hier ein Beispiel für eine ARP-Anfrage mit VLANs. Beachten Sie, dass der Broadcast auf das VLAN beschränkt ist, aus dem er kam, in diesem Fall VLAN 1. Router VLAN 1 ARP-Anfrage VLAN 2 VLAN 1 Switch VLAN 2 VLANs Zwei Subnetze VLAN 2 Kommunikation zwischen VLANs HINWEIS: VLANs werden nur den Ports zugewiesen VLAN 1

42 Kann ich die Router-on-a-stick-Methode mit mehreren VLANs verwenden? Können Sie mir noch einmal erklären, was Router-on-a-stick genau ist?

43 Was ist Router-on-a-stick? Wenn nur eine Schnittstelle zum Routen von Daten zwischen Subnetzen oder Netzwerken verwendet wird, nennt man das Router-on-a-stick. Um der Schnittstelle mehrere IP-Adressen zuzuweisen, müssen Sie sekundäre Adressen oder Subschnittstellen verwenden. Schnittstelle E0 IP-Adresse IP-Adresse sekundär Router sekundär Switch Geroutete Netzwerke Zwei Subnetze Kommunikation zwischen Subnetzen

44 Bei Verwendung der Router-on-a-stick-Methode ist ISL- oder 802.1Q-Trunking erforderlich. Im nächsten Abschnitt werden Tagging und Trunking beschrieben. Router ISL- oder 802.1Q-Trunking sekundär ISL- oder 802.1Q-Trunking VLAN 1 Switch VLAN 2 VLANs Zwei Subnetze VLAN 2 VLAN 1 Kommunikation zwischen VLANs mithilfe von Trunking HINWEIS: VLANs werden nur den Ports zugewiesen

45 Switches ohne Tagging Zuerst sehen wir uns an, wie mehrere VLANs mit Switches verbunden sind, die ohne Tagging arbeiten.

46 Switches ohne Tagging Für jedes VLAN muss es eine Verbindung zwischen den beiden Switches geben. Eine Verbindung pro VLAN. Stellen Sie sicher, dass die Switch-Ports an den Switches für das richtige VLAN konfiguriert sind. Port 1 = VLAN 1 & Port 2 = VLAN 2 100BaseT-Ports Moe VLAN 1: Port 1 an Switch Moe ist verbunden mit Port 1 an Switch Larry. VLAN 2: Port 2 an Switch Moe ist verbunden mit Port 2 an Switch Larry. Larry Port 1 = VLAN 1 & Port 2 = VLAN 2

47 Vorteile Jedes VLAN besitzt eine eigene dedizierte Verbindung mit individueller Bandbreite. Nachteile Für jedes VLAN ist eine separate Verbindung erforderlich. Unter Umständen sind am Switch nicht genügend Ports für die verschiedenen VLANs vorhanden.