VLAN Tagging (IEEE 802.1Q) und VLAN Trunking

Einführung in VLAN Tagging und Trunking

VLAN Tagging ist der Prozess, bei dem VLAN-Informationen zu Ethernet-Frames hinzugefügt werden. Dies ermöglicht es, Frames, die zu verschiedenen VLANs gehören, über dieselbe physische Netzwerkverbindung zu übertragen und voneinander zu unterscheiden.

VLAN Trunking bezieht sich auf die Praxis, mehrere VLANs über eine einzige physische Verbindung zwischen Netzwerkgeräten (wie Switches) zu transportieren. Ein Trunk-Port trägt Daten für mehrere VLANs und verwendet VLAN Tagging, um diese zu unterscheiden.

IEEE 802.1Q ist der Standard für VLAN Tagging in Ethernet-Netzwerken. Er fügt ein 4-Byte-Tag in den Ethernet-Frame ein, das Informationen über das VLAN enthält, dem der Frame angehört. Dieser Standard ermöglicht es Netzwerkgeräten, mehrere VLANs über eine gemeinsame physische Verbindung zu übertragen.

Das 802.1Q-Tag besteht aus den folgenden Feldern:
- Tag Protocol Identifier (TPID): Ein 16-Bit-Wert, der auf 0x8100 gesetzt ist und anzeigt, dass es sich um einen getaggten Frame handelt.
- Priority Code Point (PCP): Ein 3-Bit-Wert zur Angabe der Frame-Priorität für Quality of Service (QoS).
- Canonical Format Indicator (CFI): Ein 1-Bit-Wert, der angibt, ob MAC-Adressen in kanonischem Format vorliegen.
- VLAN Identifier (VID): Ein 12-Bit-Wert, der die VLAN-ID enthält, mit einem Bereich von 0 bis 4095, wobei die IDs 0 und 4095 reserviert sind.

Frames, die von Access-Ports gesendet werden, sind in der Regel ungetagged, da sie nur einem VLAN angehören. Auf Trunk-Ports werden die Frames mit 802.1Q-Tags versehen, um die VLAN-Zugehörigkeit zu kennzeichnen.

Das Native VLAN ist das VLAN, das ungetaggte Frames über einen Trunk transportiert. Standardmäßig ist VLAN 1 das Native VLAN, aber es wird oft empfohlen, ein anderes VLAN als Native VLAN zu konfigurieren, um Sicherheitsprobleme zu vermeiden.
- Befehl zur Konfiguration:
  - switchport trunk native vlan [VLAN-ID]
Beispiel:
- interface GigabitEthernet0/2
- switchport trunk native vlan 99
- Dieser Befehl setzt VLAN 99 als Native VLAN für den Trunk auf dem Port GigabitEthernet0/2.

Um den Status eines Trunk-Ports und die VLANs, die über den Trunk übertragen werden, zu überprüfen:
- Befehl zur Überprüfung:
  - show interfaces trunk
- Dieser Befehl zeigt alle aktiven Trunk-Ports, die konfigurierten VLANs und die verwendete Trunking-Methode (z.B. 802.1Q).

Um detaillierte Informationen über die VLAN-Zuweisung und den Status eines bestimmten Trunk-Ports zu erhalten:
- Befehl zur Überprüfung:
  - show interfaces [type] [number] switchport
Beispiel:
- show interfaces GigabitEthernet0/2 switchport
- Dieser Befehl zeigt die VLAN-Zuweisungen und den Trunking-Status des Ports GigabitEthernet0/2.

Häufige Probleme bei VLAN Trunking umfassen nicht übereinstimmende Native VLANs oder VLANs, die nicht korrekt über den Trunk übertragen werden.
- Befehle zur Fehlersuche:
  - show vlan brief: Überprüft die VLAN-Zuweisungen auf dem Switch.
  - show spanning-tree vlan [VLAN-ID]: Überprüft den STP-Status für ein bestimmtes VLAN, um sicherzustellen, dass VLANs korrekt über Trunks übertragen werden.

VLAN Tagging nach dem IEEE 802.1Q Standard und VLAN Trunking sind zentrale Techniken zur effizienten Verwaltung und Übertragung von VLANs über gemeinsame Netzwerkverbindungen. Die richtige Konfiguration von Trunk-Ports, einschließlich der korrekten Einrichtung des Native VLAN und der Überprüfung des Trunk-Status, ist entscheidend für eine stabile und sichere Netzwerkinfrastruktur.