Chapitre 2 : Réseaux VLAN

Chapitre 2 : Réseaux VLAN

• Ce chapitre porte sur les réseaux VLAN, en particulier sur les réseaux commutés.

Objectifs du Chapitre

• Définir ce qu'est un VLAN et expliquer comment il est utilisé dans un réseau commuté.
• Expliquer comment un commutateur transmet des trames en fonction de la configuration du VLAN dans un environnement à commutateurs multiples.
• Configurer un port de commutateur à attribuer à un VLAN en fonction des conditions requises.
• Configurer un port trunk sur un commutateur LAN.
• Configurer le protocole DTP (Dynamic Trunking Protocol).

Partie 1 : Présentation des VLAN

• Cette partie présente les réseaux locaux (LAN) et les VLAN.

Réseau Local (LAN)

• Ensemble d'entités communicantes appartenant à une même organisation ou entreprise.
• L'entreprise comporte généralement différents départements, services, équipes, etc.
• Toutes les machines partagent le même domaine de diffusion.
• L'exploitation des ressources est mauvaise.
• La surcharge du réseau se traduit par un faible débit.
• Un risque de congestion du réseau peut survenir suite à des diffusions multiples.

Segmentation d'un LAN (1/2)

• L'objectif est de créer plusieurs domaines de diffusion afin de réduire la surcharge du réseau et d'améliorer ses performances.
• La solution 1 consiste en une segmentation physique comme remplacement des commutateurs par des routeurs avec une redistribution des machines par services, département ou équipe.
• Une segmentation physique implique un regroupement physique des employés.
• L'augmentation du coût de la mise en place du réseau peut être importante.
• La segmentation physique n'est pas le rôle d'un routeur pour interconnecter plusieurs segments d'un même réseau.
• La segmentation physique ne peut plus être un seul LAN.

Segmentation d'un LAN (2/2)

• La solution 2 consiste en une segmentation Logique comme la configuration des commutateurs sans obligation de regroupement physique des machines.
• VLAN signifie Virtual Local Area Network.
• Un VLAN est un domaine de diffusion à part.
• La segmentation logique apporte plus de flexibilité en termes de disposition des machines, et permet de garder la même architecture.

Définition des VLAN

• Il s'agit de connexions logiques entre périphériques du même domaine de diffusion ayant le même objectif de regroupement.
• Le regroupement de périphériques dans divers VLAN obéit aux caractéristiques suivantes :
• segmentation des différents périphériques sur les mêmes commutateurs.
• La dispersion géographique n'est plus une limite.
• Fournir une organisation plus facile à gérer.
• Les diffusions, les multidiffusions et les monodiffusions sont isolées au sein du VLAN.
• Chaque VLAN aura SA propre plage d'adressages IP uniques.
• Domaines de diffusion plus petits et meilleure gestion du réseau.

Avantages des VLAN

• La division du réseau local augmente le nombre de domaines de diffusion.
• Seuls les utilisateurs du même VLAN peuvent communiquer ensemble.
• Les VLAN peuvent regrouper des appareils ayant des exigences similaires, par exemple professeurs contre étudiants.
• Un commutateur peut prendre en charge plusieurs groupes ou VLAN.
• Les domaines de diffusion plus petits réduisent le trafic et améliorent la bande passante.
• Des groupes similaires ont besoin d'applications similaires et d'autres ressources réseau.

Partie 2 : Configuration des VLAN

• Cette section explique comment configurer les VLAN.

Types de VLAN (1/3)

• VLAN par défaut : en l'absence de configuration de VLAN, tous les ports d'un commutateur appartiennent au VLAN par défaut. Le VLAN par défaut des commutateurs Cisco est le VLAN 1.
• VLAN de données : dédié au trafic généré par l'utilisateur (trafic e-mail et web). VLAN 1 est le VLAN de données par défaut car toutes les interfaces sont attribuées à ce VLAN.
• VLAN natif : utilisé uniquement pour les liaisons de trunk. Toutes les trames sont marqués sur une liaison de trunk par une étiquette de la norme 802.1Q.
• VLAN de gestion : utilisé pour le trafic de configuration uniquement SSH/Telnet VTY et ne doit pas être transporté avec le trafic d'utilisateur final.

Types de VLAN (2/3)

• VLAN Voix : un VLAN distinct est requis car le trafic de la voix nécessite une bande passante consolidée, une priorité de QoS élevée, une capacité d'éviter la congestion et un délai inférieur à 150 ms de la source à la destination.
• L'ensemble du réseau doit être conçu pour prendre en charge la voix.

Types de VLAN (3/3)

• VLAN par défaut : le VLAN 1. Il est le VLAN natif par défaut et le VLAN de gestion par défaut. Il est impossible de le supprimer ou de le renommer.

Plages des VLAN

• Les commutateurs Catalyst 2960 et 3560 prennent en charge plus de 4 000 VLAN.
• VLAN à plage normale : compris entre 1 et 1005, utilisé dans les petites et moyennes entreprises. La plage entre 1002 et 1005 est réservée aux VLAN Token Ring et aux VLAN d'interface de données distribuées sur fibre (FDDI). La plage entre 1, 1002 et 1005 est créée automatiquement et ne peut pas être supprimée. Un VLAN est stocké dans le fichier vlan.dat en flash, et VTP s'auto synchronise entre les commutateurs.
• VLAN à plage étendue : compris entre 1006 et 4095, utilisé par les fournisseurs de services. Un VLAN existe dans le fichier de configuration running-config, prend en charge moins de caractéristiques de VLAN et nécessite la configuration VTP.

Commandes de Création de VLAN

• Les détails du VLAN sont stockés dans le fichier vlan.dat, et les VLAN sont créés en mode de configuration globale.
• Pour passer en mode de configuration globale on utilise la commande Switch# configure terminal.
• Pour créer un VLAN avec un numéro d'identité valide (obligatoire), on utilise la commande Switch(config)# vlan vlan-id.
• Pour indiquer un nom unique pour identifier le VLAN (facultatif), on utilise la commande Switch(config-vlan)# name vlan-name.
• Pour repasser en mode d'exécution privilégié on utilise la commande Switch(config-vlan) # end ou Ctrl-z.

Exemple de Création de VLAN

• Si le PC d'étudiant doit être en VLAN 20, il faut d'abord créer le VLAN puis le nommer.
• Si vous ne le nommez pas, le Cisco IOS lui donnera un nom par défaut : un numéro à quatre chiffres du VLAN (par exemple, vlan 0020 pour VLAN 20).
• Pour ce faire on utilise les commandes suivantes:
• Switch# configure terminal
• Switch(config)# vlan 20
• Switch(config-vlan)# name student
• Switch(config-vlan)# end

Vérification de la Création de VLAN

• Il faut vérifier que le vlan a bien été créé en utilisant la commande : switch# show vlan brief

Vérifier les Informations sur les VLAN

• Pour vérifier les informations sur les VLAN, utilisez la commande : switch# show vlan.
• La syntaxe complète est switch#show vlan [brief | id vlan-id | name vlan-name].
• Pour afficher une ligne pour chaque VLAN comportant le nom du VLAN, son état et ses ports, on utilise l'option de commande brief.
• Pour afficher des informations sur un VLAN identifié par un ID de VLAN, on utilise l'option de commande id vlan-id.
• Pour afficher des informations sur un VLAN identifié par un nom de VLAN, le nom du VLAN devant être une chaîne ASCII de 1 à 32 caractères de longueur, on utilise l'option de commande name vlan-name.

Affectation des Ports (Access Mode)

• Un port en mode « accès » est un port qui appartient à un seul vlan.

Commandes d'Affectation de Port au VLAN

• Pour affecter le VLAN aux interfaces correspondantes.
• Procédure:
• Passer en mode de configuration globale avec la commande Switch# configure terminal.
• Passer en mode de configuration d'interface avec la commande Switch(config)# interface interface-id.
• Définir le port en mode d'accès avec la commande Switch(config-if)# switchport mode access.
• Affecter le port à un réseau local virtuel avec la commande Switch(config-if)# switchport access vlan vlan-id.
• Repasser en mode d'exécution privilégié avec la commande Switch(config-if)# end.

Exemples d'Affectation de Port à des VLAN

• Le périphérique final (Student PC) aura besoin d'identification logique par adresse IP à partir de l'adresse réseau de ce VLAN.
• Exemple:
• Switch#: Configure terminal
• Switch# config: Interface fa0/18
• Switch(config-if)#: Switchport mode access
• Switch (config-if)#: Switchport access vlan 20
• Switch(config-if)#: end

Vérification de l'Affectation des Ports

• Pour vérifier que le port a été affecté au bon vlan, utilisez la commande switch# show vlan brief.

Modification de l'Appartenance des Ports au VLAN

• Pour modifier l'appartenance des ports au VLAN, plusieurs méthodes s'offrent à vous :
• Saisissez à nouveau la commande switchport access vlan vlan-id.
• Utilisez la commande no switchport access vlan pour replacer l'interface sur VLAN 1.
• Utilisation des commandes show vlan brief ou show interface fa0/1 switchport pour vérifier l'association correcte au VLAN.

Partie 3 : Agrégation des VLAN

• Cette section porte sur l'agrégation des VLAN.

Affectation des Ports (en Mode Trunk)

• Un port en mode trunk permet de véhiculer le trafic de différents VLAN.

La liaison Trunk

• Un trunk est une liaison point à point entre deux périphériques d'interconnexion réseau.
• Fonctions : autoriser la commutation de trafic appartenant à plusieurs VLAN, étendre le VLAN sur l'ensemble du réseau, prendre en charge tous les VLAN par défaut et prendre en charge le trunking selon la norme 802.1Q.

L'identification du VLAN

• L'en-tête IEEE 802.1Q est de 4 octets, et le FCS doit être recalculé lorsque l'étiquette est créée.
• Lorsqu'elle est envoyée aux périphériques terminaux, cette étiquette doit être supprimée par le commutateur (switch), et le FCS doit être recalculé pour retourner à son numéro initial.
• L'en-tête IEEE 802.1Q est composé d'un champ de 2 octets en hexadécimal 0x8100 qui est appelé TPID (Tag Protocol ID), une valeur de 3 bits définissant une priorisation des flux, un identificateur de 1 bit pour prendre en charge les trames Token Ring sur des liaisons Ethernet et un numéro VLAN de 12 bits prenant en charge jusqu'à 4 096 ID de VLAN.

VLAN Natif et Étiquetage 802.1Q

• Le trunk de base 802.1Q effectue généralement l'étiquetage sur tous les VLAN, et sauf modification, le VLAN 1 est le VLAN natif.
• Chaque trunk est configuré séparément, ce qui rend possible d'avoir un VLAN natif différent sur des trunks séparés.
• Les deux extrémités d'une liaison trunk doivent être configurées avec le même VLAN natif.

Configuration de Port en Mode Trunk

• Il faut configurer et vérifier les trunks VLAN. Les trunks sont de couche 2 et transportent le trafic pour tous les VLAN.
• Pour ce faire :
• Passer en mode de configuration globale (Switch# configure terminal).
• Passer en mode de configuration d'interface (Switch(config)# interface interface-id).
• Régler le port en mode de liaison trunk (Switch(config-if)# switchport mode trunk).
• Choisir un VLAN natif autre que le VLAN 1 (Switch(config-if)# switchport trunk native vlan vlan-id).
• Indiquer la liste des VLAN autorisés sur la liaison trunk (Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan vlan-list).
• Repasser en mode d'exécution privilégié (Switch(config-if)# end).

Exemple de configuration de trunk

• Les sous-réseaux associés à chaque VLAN sont les suivants :
• VLAN 10 - Faculté/Personnel - 172.17.10.0/24
• VLAN 20 - Étudiants - 172.17.20.0/24
• VLAN 30 - Invités - 172.17.30.0/24
• VLAN 99 - Natif - 172.17.99.0/24
• Exemple du port F0/1 sur S1 étant configuré en tant que port trunk:
• Interface fa0/1
• Switchport mode trunk
• Switchport trunk native vlan 99
• Switchport trunk allowed vlan 10,20,30,99
• end

Vérification de la Configuration du Trunk

• Examen du résultat de la commande Switch#show interface fa0/1 switchport:
• Le port est défini sur le trunk administrativement.
• Il est défini comme trunk opérationnel (fonctionnement).
• L'encapsulation est dot1q.
• Un VLAN natif défini par VLAN 99.
• VLAN créés sur le commutateur (10, 20, 30, 99) transmettront leurs trafics sur ce trunk.

Réinitialisation du Trunk à l'État par Défaut (1/2)

• Réinitialisez les paramètres de trunk par défaut avec la commande "no".
• Tous les VLAN sont autorisés à transmettre le trafic.
• VLAN natif = VLAN 1
• Utiliser les commandes suivantes:
• Interface fa0/1
• no switchport trunk allowed vlan
• no switchport trunk native vlan
• end
• Vérifiez les paramètres par défaut avec la commande show interface fa0/1 switchport .

Réinitialisation du Trunk à l'État par Défaut (2/2)

• Réinitialiser le trunk à un mode d'accès à l'aide de la commande switchport mode access :
• Entrez l'interface correspondant.
• Utilisez la commande « switchport mode access »
• Sauvegardez avec la commande « End »
• Le résultat doit être défini sur une interface d'accès administrativement.
• Le résultat doit être défini comme une interface d'accès opérationnelle (fonctionnement).

Suppression de VLAN

• Pour supprimer un VLAN, tapez "no vlan vlan-id".
• Important : avant de supprimer un VLAN, réaffectez tous les ports membres à un autre VLAN.
• Pour supprimer tous les VLAN, tapez : delete flash:vlan.dat ou delete vlan.dat. Redémarrez le commutateur après avoir supprimé tous les VLAN.

Protocole DTP (Dynamic Trunking Protocol)

• Cette section porte sur le protocole DTP.

Présentation du Protocole DTP

• Protocole DTP (Dynamic Trunking Protocol) est un protocole propriétaire de Cisco.
• Les caractéristiques du protocole DTP sont les suivantes :
  • Activé par défaut sur les commutateurs Catalyst 2960 et 2950.
  • Par défaut, le mode Dynamic-Auto est activé sur les commutateurs 2960 et 2950.
  • Commande pour désactiver DTP : nonegotiate.
  • DTP peut être réactivé en réglant l'interface sur dynamic-auto
  • La configuration d'un commutateur sur un trunk statique ou un accès statique évitent les problèmes de négociation avec la commande switchport mode trunk ou switchport mode access.

Les Modes d'Interface Négociés

• La commande switchport mode comporte des options supplémentaires.
• La commande switchport nonegotiate permet d'arrêter la négociation DTP à la configuration d'interface.
• Les options switchport mode sont :
• Acces : Mode Access permanent et négocie pour convertir le lien voisin en un lien Access.
• Dynamic Auto : l'interface devient un trunk si l'interface voisine est configurée en mode trunk inconditionnel ou Desirable.
• Dynamic Desirable : Cherche activement à devenir un trunk en négociant avec d'autres interfaces Dynamic Auto ou Desirable.
• Trunk : Mode de trunking permanent avec négociation pour convertir l'interface voisine en liaison trunk.

Résultats d'une Configuration du Protocole DTP

• Les options de configuration du protocole DTP sont :
• Si les deux ports sont en mode dynamic auto la connectivité est en mode access.
• Si les deux ports sont en mode dynamic desirable la connectivité est en mode trunk.
• Si les deux ports sont en mode trunk, la connectivité sera en mode trunk.
• Si les deux ports de sont en mode access, la connectivité sera en mode access.
• Dans les situation où les ports sont inégaux, les ports dynamic auto et dynamic desirable se connecteront en mode trunk, les ports trunk et dynamic auto se connecteront en mode trunk limité, et les ports trunk et dynamic désirable se connecteront en mode trunk limité.
• Si un port est en mode trunk et que l'autre est en mode access la connectivité est limitée.

Exemple de Configuration du Protocole DTP (1/3)

• Par défaut, les commutateurs S1 et S2 sont configurés en mode auto dynamic.

Exemple de Configuration du Protocole DTP (2/3)

• Configuration de l'interface F0/1 du commutateur S2 en mode dynamic desirable.
• Pour ce faire :
• S2 (config)#interface f0/1.
• S2 (config-if)#switchport mode dynamic desirable.
• Vérification de la configuration.

Exemple de Configuration du Protocole DTP (3/3)

• Pour vérifier le mode du port, exécutez la commande show interface f0/1 switchport sur S1 et S2.