Les réseaux locaux virtuels

Les rseaux locaux virtuelsCyril Rabat [email protected] 3 MI - Info0606 - Introduction aux rseaux informatiques

2011-2012

Cours n2Version 3 fvrier 2012

Cyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606)

Les VLANs

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Table des matiresIntroduction aux VLANs Introduction Identiants de VLAN Types de VLAN Utilisation des trunk Conguration Conguration dun VLAN Conguration du trunk Exemple de connectivit IP

1

2 3 4


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Introduction aux VLANs

Introduction

Architecture du rseauxProblmatique Soit un rseau global : comment sparer les rles de chacun ? Solution Habituellement, utilisation de sous-rseaux dirents


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Introduction

ProblmeDescription Comment attribuer le mme rle des utilisateurs rpartis sur des btiments dirents ? Obligation de faire de multiples sous-rseaux !

Btiment 1

Btiment 2

Btiment 3Cyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 4 / 43


Introduction

Autres problmes

Description Les sous-rseaux ne permettent pas de rsoudre les problmes suivants :Limitation de la propagation des trames de broadcast Scurisation des donnes utilisateur Limitation du unknown MAC unicast trac : Trac induit lorsquun commutateur ne connat pas ladresse de destination Problme de bande passante rduite en cas de trac trop important Dicult de ladministration


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Introduction

Une solution : les rseaux locaux virtuels (VLAN)

Description Avec les fonctions de la couche 3 avec la vitesse de la couche 2 Faciliter la gestion de la mobilit des postes Suppression de la possibilit de communication entre certaines parties du rseau Scurit des domaines Faciliter lattribution dautorisation direntes en fonction des droits et rles de chaque groupe de personnes


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Introduction

Les VLANsDescription Standard qui fournit un mcanisme trs rpandu Implant dans de nombreux quipements de marques direntes Len-tte de la trame est complte par une balise de 4 octets

VLAN1

VLAN2

VLAN3


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Introduction

Exemple de VLANConguration Sur les PCs : transparent Attribution dune adresse IP dans le sous-rseau correspondant au VLAN Sur le commutateur :Conguration du VLAN (cration) Assignation des ports au VLAN

Chaque PC possde une adresse dans le sousrseau dfini pour le VLAN30

F0/18

F0/11

VLAN 30 172.17.30.0/24 Tous les ports dans VLAN30

F0/6


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Introduction

DnitionsUn VLANUn rseau local (LAN) : Est dni par un domaine de diusion Limit par les quipements de niveau 3 (couche rseau) Un rseau local virtuel (VLAN) est un LAN distribu sur des quipements fonctionnant au niveau 2 (couche liaison de donnes) priori, inutile de faire appel un quipement de niveau 3 pour dlimiter le LAN

Liaisons trunkLes VLAN peuvent tre distribus sur plusieurs quipements laide de liaisons appeles trunk Une liaison trunk est une connexion dans laquelle transite le trac de plusieurs VLAN : En gnral, utilisation du protocole IEEE802.1q galement appel le dot1qCyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 9 / 43


Introduction

Exemple

Exemple de VLANs

VLAN 10 VLAN 30 VLAN 20


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Introduction

Exemple dutilisation (1/2)

Description des dpartements Informatique : 45 utilisateurs, btiment A Ressources humaines : 10 utilisateurs, btiment A Ventes : 102 utilisateurs, btiment B Marketing : 29 utilisateurs, btiment B Finance : 18 utilisateurs, btiment C Comptabilit : 26 utilisateurs, btiment C


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Introduction

Exemple dutilisation (2 /2)Cration des VLANs Btiment A : 10.1.0.0/16Informatique : VLAN 11, 10.1.1.0/24 Ressources humaines : VLAN 12 , 10.1.2.0/24 Inutilis : 10.1.3.0/24 10.1.254.0/24

Btiment B : 10.2.0.0/16Ventes : VLAN 21, 10.2.1.0/24 Marketing : VLAN 22 , 10.2.2.0/24 Inutilis : 10.2.3.0/24 10.2.254.0/24

Btiment C : 10.3.0.0/16Informatique : VLAN 31, 10.3.1.0/24 Ressources humaines : VLAN 32 , 10.3.2.0/24 Inutilis : 10.3.3.0/24 10.3.254.0/24


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Identiants de VLAN

Les identiants de VLAN (1/2)Description Les VLAN ID sont rpartis en 2 plages :Normal-range ID Extended-range ID

Les normal-range ID De 1 1005 Utiliss dans les petites et moyennes entreprises Identiants 1002 1005 rservs aux protocoles Token Ring et FDDI VLAN 1, 1002 1005 crs par dfaut : ils ne peuvent tre supprims Les congurations des VLAN sont stockes dans un chier vlan.dat stock en mmoire ash du commutateur


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Identiants de VLAN

Les identiants de VLAN (2/2)

Les extended-range ID De 1006 4094 Supportent moins de fonctionnalits VLAN que les normal-range ID Capacit des commutateurs Les commutateurs Catalyst 2950 et 2960 supportent un maximum de 255 VLANs normaux et tendus simultanment Laugmentation du nombre de VLANs dgrade les performances des commutateurs


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Identiants de VLAN

Les dirents modes

Description chaque VLAN, un ID est associ Chaque port dun commutateur est aect un VLAN Cette aectation peut tre :Statique : Dynamique :Peut tre utilise dans les rseaux Ncessite un VLAN Membership Policy Server (VMPS) Laectation un VLAN se fait en fonction de ladresse MAC dune machine


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Types de VLAN

Les types de VLANDescription Plusieurs types de VLAN distingus sur un rseau :VLAN de donnes (Data VLAN) ou VLAN utilisateurVhiculent uniquement les donnes utilisateur

VLAN par dfaut (Default VLAN) :VLAN par dfaut dans lequel se trouve un commutateur la livraison Gnralement correspond au VLAN 1 Ne peut tre supprim Les protocoles CDP et les spanning trees sont associs ce VLAN

VLAN de gestion (Management VLAN) :Utilis pour congurer les commutateurs

VLAN voix (Voice VLAN) VLAN natif (Native VLAN)Associ au port trunk 802.1q Les trames de ce VLAN ne sont pas tagues Exigence IEEE pour la rtro-compatibilit avec les anciens quipements (comme les concentrateurs qui ne taguent pas les trames)Cyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 16 / 43

Types de VLAN

Le VLAN natif

10.3.3.1 VLAN 2 10.2.2.1

VLAN 3 802.1q

VLAN 3 802.1q VLAN 2

10.3.3.2

VLAN 1

VLAN 1

10.2.2.2

10.1.1.1 quipements sans capacit trunk VLAN natif

10.1.1.2

DescriptionLes trames du VLAN natif sont envoyes non tagues sur le trunk Les trames non tagues reues depuis un trunk sont envoyes sur le VLAN natifCyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 17 / 43

Types de VLAN

Le VLAN voix (1/2)

Description La VoIP ncessite des impratifs an de pouvoir assurer une qualit susante sur le trac vocalGarantir une bande passante susante Transmettre en priorit ces ux Capable de router ces ux vers des zones congestionnes du rseau Avoir un dlai infrieur 150ms travers le rseau, de bout en bout

Description Dans le cas dun voice VLAN, il ne faut pas oublier que tout le rseau doit le supporter : Gestion de la priorit de ces ux sur les autres


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Types de VLAN

Le VLAN voix (2/2)Fa0/1 Fa0/5 S1 Fa0/3 Fa0/18 VLAN 20 172.17.20.25

Fa0/3 S2

Exemple : VLAN 20 pour les donnes, VLAN 150 pour la voix Sur S2, port congur pour prendre en charge le trac vocal :Envoi de trames CDP pour fournir des informations au tlphone Le port transmet les trames associes au VLAN 150

S1 est congur pour prendre en charge le trac vocal :Utilisation du VLAN 150 comme VLAN voix Donne la priorit au trac vocalCyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 19 / 43

Types de VLAN

Un tlphone IP

Description IllustrationTlphone P2 P1 S2 P3

Comme un commutateur 3 ports :Port P1 : congur pour envoy le trac non tiquet Port P2 : aecte une tiquette VLAN 150 aux trames Port P3 : congur pour envoy le trac non tiquet

Le port de S3 est congur pour prendre en charge le trac vocal :Indique au tlphone daecter ltiquette VLAN 150 au trames de vois Donne la priorit aux trames de voix Transmets les trames de donnes au VLAN 20


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Types de VLAN

Les dirents VLAN dun rseauExemples de VLANs

Le rseau Cyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 21 / 43

Types de VLAN


Le VLAN de donnes Cyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 21 / 43

Types de VLAN


Le VLAN voix Cyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 21 / 43

Types de VLAN


Le VLAN de gestion Cyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 21 / 43

Types de VLAN


Le VLAN natif Cyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 21 / 43

Utilisation des trunk

Utilisation des trunkDescription Les trunk peuvent tre utiliss :Entre 2 commutateurs : Mode de distribution des rseaux locaux le plus courant Entre un commutateur et un hte : Si lhte supporte le trunking, il peut analyser le trac de tous les VLANs Entre un commutateur et un routeur : Permet daccder aux fonctionalits de routage entre des VLANs

2 types de protocoles pour les trunks :IEEE 802.1q ISL (pour Cisco Inter-Switch Link) :Propritaire et plus support Toute la trame est encapsule dans une trame ISL


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Exemple de liaisons trunkExemple

liaisons trunk

Diusion dans un VLAN via les liaisons trunk


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La trame Ethernet 802.3

Rappels0 50 1 ets 46 oct 8Prambule

6

6

2

4

Adresse destination

Adresse source

Type

Problme Comment direncier les trames destines un VLAN en particulier ?


oc te ts

oc te ts

Les VLANs

oc te ts

oc te ts

oc te tsFCS2011-2012 24 / 43

Donnes


Les tags 802.1q (1/2)Format de la trame0 50 1 ets 46 oct 6Adresse destination Adresse destination

6

2

4

Adresse source Adresse source

Type

Tag

Type


oc ts te

Ethertype (0x8100)

oc ts te

Flag encapsulation Token RingLes VLANs 2011-2012 25 / 43

oc ts te

oc ts teFCS FCS

Donnes

Donnes

Pri.

VLAN ID


Les tags 802.1q (2/2)Description Ethertype ou Tag Protocol Identier (TPID)12 bits, identie le protocole de la balise insre Pour 802.1q : 0x8100

Priorit :3 bits, pour coder 8 niveaux de priorit sur les VLANs

Canonical Format Identier ou Token Ring Encapsulation Flag1 bit pour la compatibilit des adresses MAC Ethernet et Token Ring Un commutateur Ethernet xe cette valeur 0 Si une trame arrive avec ce champ 1 : elle nest pas propage

VID (ou VLAN Identier)12 bits, pour identier le VLAN dappartenance de la trame 4096 valeurs possibles


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Fonctionnement

Description Quand une trame non 802.1q arrive sur un port trunk 802.1q :Le tag est ignor Le paquet est commut niveau 2 comme une trame Ethernet standard

Pour accepter les trames 802.1q, il faut que les quipements acceptent des trames de 1522o ou plus :En-tte trame Ethernet : 18o Donnes max. trame Ethernet : 1500o (MTU) 28 bits de tag 802.1q (sur 4o)


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Principe dtiquetageVLAN 10

liaisons trunk

trames non tiquettes trames tiquettes


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Conguration

Conguration dun VLAN

Cration dun VLANDescription Pour associer un port un VLAN, il faut quil deviennent un access port Un port devient access port soit de manire statique, soit dynamique Un access port est associ un VLAN unique Il doit exister sinon le port de transfra pas de trame Association dynamique grce aux adresses MAC connues sur un VMPS Exemple de cration avec association dun nom Switch# configure terminal Switch(config)# vlan 3 Switch(config-vlan)# name VLAN-etudiant Switch(config-vlan)# exit Switch(config)# endCyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 29 / 43

Conguration


Les commandes (1/2)Cration, destruction ou dsactivation Switch(config)# vlan vlan-id : Cre le VLAN dont lID est vlan-id Switch(config)# no vlan vlan-id : Dtruit le VLAN Switch(config)# shutdown vlan vlan-id : Suspend le trac local du VLAN spci (le protocole VTP continue fonctionner) Conguration dun VLAN Switch(config-vlan)# name vlan-name : Associe un nom au VLAN


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Conguration


Les commandes (2/2)Conguration dune interface Switch(config-if)# switchport mode access : Place le port spcie en access port Switch(config-if)# switchport access vlan vlan-id : Associe le port comme un access port vers un unique VLAN Switch(config-if)# no shutdown : Active une interface ou un port Achage Switch# show vlan : Ache les paramtres de tous les VLAN congurs Switch# show interfaces type slot/port switchport : Ache la conguration dune interfaceCyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 31 / 43

Conguration


Exemple de conguration du VLAN voixCommandesSwitch(config)#interface FastEthernet 0/18 Switch(config-if)#mls qos trust cos Switch(config-if)#switchport voice vlan 150 Switch(config-if)#switchport mode access Switch(config-if)#switchport access vlan 20

VricationSwitch#show interfaces Fa0/18 switchport Name: Fa0/18 Switchport: Enabled Administrative Mode: static access Operational Mode: down Administrative Trunking Encapsulation: dot1q Negociation of Trunking: Off Access Mode VLAN: 20 (VLAN0020) Trunking Native Mode VLAN: 1 (default) Administrative Native VLAN tagging: enabled Voice VLAN: 150 (VLAN0150)Cyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 32 / 43

Conguration

Conguration du trunk

Les commandes de congurationCommandes ( partir de Switch(config-if)#)switchport mode trunk : dnit linterface comme trunk 802.1q switchport trunk native vlan 99 : congure un VLAN comme tant le VLAN natifSwitch# show interfaces F0/1 switchport Name: Fa0/1 Switchport: Enabled Administrative Mode: dynamic auto Operational Mode: down Administrative Trunking Encapsulation: dot1q Negociation of Trunking: On Access Mode VLAN: 50 Trunking Native Mode VLAN: 99 (VLAN0099) Administrative Native VLAN tagging: enabled ... Administrative private-vlan trunk Native VLAN tagging: enabled Administrative private-vlan trunk encapsulation: dot1q ... Trunking VLANs Enabled: ALLCyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 33 / 43

Conguration


Conguration du trunkingDescription Conguration statique Conseill de le faire en statique lorsque cest possible Conguration dynamique via DTP :Protocole utilis par les commutateurs Cisco Catalyst Ngociation automatique des liens trunk 5 modes de fonctionnement :Dynamic auto : bas sur les requtes de ngociation des commutateurs voisins Dynamic desirable : envoie linformation que le port veut tre en mode trunk ; passe trunk si linterface du voisin veut aussi passer en trunk Trunk : devient trunk sans regarder ltat du commutateur voisin, ni les requtes DTP Access : trunk non autoris Nonegotiate : empche linterface de gnrer des trames DTP


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Conguration


Exemple de conguration trunkingExemple

trunk

dynamic auto

liaison trunk

liaison non trunk

Explication Lorsquune connexion est congure en dynamic auto, elle passe trunk : Si lautre port est dclar trunk Si lautre port est dclar dynamic desirableCyril Rabat (Licence 3 MI / Info0606) Les VLANs 2011-2012 35 / 43

Conguration


Les congurations DTP possiblesModes Dynamic auto Dynamic desirable Trunk Access CommandesSwitch(config-if)# switchport nonegotiate Switch(config-if)# switchport mode (access | dynamic (auto | desirable) | trunk) Switch# show interfaces switchport : ache les informations sur linterface

Dynamic Dynamic auto desirable Access Trunk Trunk Access Trunk Trunk Trunk Access

Trunk Trunk Trunk Trunk Pas recommand

Access Access Access Pas recommand Access


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Conguration


Visualisation dinformations dun portVisualisation de ltat show interfaces FastEthernet 0/5 switchport Visualisation du mode DTP ASW11# show dtp interface fa0/1 DTP information for FastEthernet0/1: TOS/TAS/TNS: TRUNK/DESIREABLE/TRUNK TOT/TAT/TNT: 802.1Q/802.1Q/802.1Q Neighbor address 1: 001646FA9B01 Neighbor address 2: 000000000000 Hello timer expiration (sec/state): 17/RUNNING Access timer expiration (sec/state): 287/RUNNING


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Conguration



Conguration S1(config)# interface FastEthernet 5/8 S1(config-if)# shutdown S1(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q S1(config-if)# switchport trunk allowed vlan 1,5,11,1002-1005 S1(config-if)# switchport mode trunk S1(config-if)# switchport trunk native vlan 99 S1(config-if)# switchport nonegotiate S1(config-if)# no shutdown


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Conguration

Exemple de connectivit IP

Conguration IP dun commutateur

Description Possibilit de spcier une adresse IP un commutateur : Permet de le congurer distance Cette conguration distance doit tre restreinte au maximum : Utilisation dun VLAN de gestion Ladresse IP du commutateur est associe un VLAN : par dfaut le 1 En pratique : viter ce VLAN (VLAN natif)


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Conguration


ExemplePort console

172.17.99.12 Port Fa0/18

172.17.99.11

Description Connexion au port console pour accder linterface de gestion Cration du VLAN 99 (par exemple) Association dune adresse IP au VLAN (+ masque !) Associer le port (ici Fa0/18) au VLAN 99 Ne pas oublier de sauvegarder la conguration !


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Conguration


Conguration du VLAN et attribution dune adresse IPCommandes Switch>enable Switch#configure terminal Switch(config)#interface vlan 99 Switch(config-if)#ip address 172.17.99.11 255.255.255.0 Switch(config-if)#no shutdown Switch(config-if)#end Switch#configure terminal Switch(config)#interface FastEthernet 0/18 Switch(config-if)#switchport mode access Switch(config-if)#switchport access vlan 99 Switch(config-if)#end Switch#copy running-config startup-config


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Conguration


Passerelle par dfaut

Description Pour que le commutateur puisse tre accessible lextrieur du rseau : Spcication dune passerelle par dfaut Commandes Switch>enable Switch#configure terminal Switch(config)#ip default-gateway 172.17.99.1 Switch(config)#end Switch#copy running-config startup-config


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Conguration


Vrication des rglagesVrication : Switch#show running-config... interface FastEthernet0/18 switchport access vlan 99 switchport mode access ... interface Vlan99 ip address 172.17.99.11 255.255.255.0 ! ip default-gateway 172.17.99.12 ...

Vrication : Switch#show ip interface briefInterface ... FastEthernet0/18 ... Vlan1 Vlan99 IP-Address unassigned unassigned 172.17.99.11 OK? Method Status YES manual up Protocol up

YES manual administratively down down YES manual upLes VLANs

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