VLANs unterteilen ein bestehendes einzelnes physisches Netzwerk in mehrere logische Netzwerke. Jedes VLAN bildet dabei eine eigene Broadcast-Domain. Eine Kommunikation zwischen zwei unterschiedlichen VLANs ist nur über einen Router möglich, der an beide VLANs angeschlossen ist. VLANs verhalten sich also so, als ob sie jeweils mit eigenen, voneinander unabhängigen Switchen aufgebaut wären.

Sie können VLANs grundsätzlich auf zwei Arten realisieren:

  • als Portbasierte VLANs (untagged)
  • als Tagged VLANs

Portbasierte VLANs

Mit portbasierten VLANs unterteilen Sie einen einzelnen physischen Switch einfach auf mehrere logische Switche. Im folgenden Beispiel teilen wir einen physischen 8-Port Switch (Switch A) auf zwei logische Switches auf:

VNS - VLAN - 1

Obwohl alle PCs an einem physischen Switch angeschlossen sind, können aufgrund der VLAN Konfiguration nur folgende PCs jeweils miteinander kommunizieren:

  • PC A-1 mit PC A-2
  • PC A-5 mit PC A-6

Nehmen wir an, dass im Nachbarraum ebenfalls vier PCs stehen. Nun sollen PC B-1 und PC B-2 mit PC A-1 und PC A-2 im ersten Raum kommunizieren können. Ebenfalls soll die Kommunikation zwischen PC B-5 und PC B-6 aus Raum 2 mit PC A-5 und PC A-6 im Raum 1 möglich sein.

Im Raum 2 haben wir wieder einen Switch (Switch B):

VNS - VLAN - 2

Für die Verbindung zweier VLANs über zwei Switche sind bei portbasierten VLANs zwei Kabel nötig!

Hinweis zu PVID: Bei manchen Switches ist es erforderlich an untagged Ports neben der VLAN ID des Ports zusätzlich die PVID (Port VLAN ID) zu setzen. Diese gibt an, in welches tagged VLAN Ethernet Frames gelangen sollen, wenn sie an diesem untagged Port empfangen werden. Die PVID sollte daher mit der konfigurierten VLAN ID des untagged Ports übereinstimmen.

Tagged VLANs

Bei tagged VLANs können mehrere VLANs über einen einzelnen Switch-Port genutzt werden. Die einzelnen Ethernet Frames bekommen dabei Tags angehängt, in dem jeweils die VLAN-ID vermerkt ist zu dessen VLAN das Frame gehört. Wenn im gezeigten Beispiel beide Switches tagged VLANs beherrschen, kann damit die gegenseitige Verbindung mit einem einzelnen Kabel erfolgen:

VNS - VLAN - 3

Die Verbindung der zwei VLANs der beiden physischen Switche erfolgt über ein einzelnes Kabel. Auf diesem Kabel (Trunk) kommen VLAN tags zum Einsatz (IEEE 802.1q)

Aufbau Ethernet Frame bei Tagged VLANs

Der VLAN Tag kommt in einem Ethernet Frame direkt nach den MAC Adressen:

VNS - VLAN - 4

Um zwischen den VLANs zu unterscheiden, wird nach IEEE 802.1Q der Ethernet-Frame um vier Byte (= 32 Bit) erweitert. Davon sind 12 Bit zur Aufnahme der VLAN-ID vorgesehen, so dass (ohne Ausnutzung des Canonical Format Bit) insgesamt 4096 − 2 = 4094 VLANs möglich sind (die VLAN-IDs “0” und “4095” sind reserviert und nicht zulässig).

VNS - VLAN - 5

Zusätzlich ist auch eine Priorisierung mit VLAN (PCP) möglich. Es kann für jeden Frame eine von 8 (3 Bit) Prioritäten angegeben werden (IEEE 802.1p). Dadurch ist es möglich, z. B. Sprachdaten bevorzugt weiterzuleiten, während HTTP-Daten ausgebremst werden. Diese Funktionalität gewinnt gerade in Bezug auf die zunehmende Verwendung von VoIP (IP-Telefonie) immer mehr an Bedeutung. Dadurch können auch mit einer ‘beschränkten’ Bandbreite Störungen beim Telefonieren vermieden werden. (siehe auch Quality of Service)

Hinweis:

  • CFI/DEI–Flag auf 1 gesetzt –> Nur Switching möglich
  • CFI/DEI–Flag auf 0 gesetzt –> Routing möglich