IEEE 802.1Q
IEEE 802.1Q （ Dot1qとも呼ばれる）は、 IEEE 802.3 Ethernetネットワーク上の仮想ローカルエリアネットワーク（VLAN）をサポートするネットワーク規格です。この規格は、 EthernetフレームのVLANタグ付けシステムと、ブリッジやスイッチがこれらのフレームを処理する際に使用する付随手順を定義しています。また、この規格には、一般にIEEE 802.1pとして知られるサービス品質（QoS）の優先順位付けスキームに関する規定が含まれており、 Generic Attribute Registration Protocol（ GARRP）も定義されています。
ネットワークのVLAN対応部分（IEEE 802.1Q準拠部分）には、VLANタグを含めることができます。フレームがネットワークのVLAN対応部分に入ると、VLANメンバーシップを表すタグが追加されます。[ a ] 各フレームは、1つのVLANに属していることを識別できる必要があります。ネットワークのVLAN対応部分にあるフレームにVLANタグが付いていない場合は、ネイティブVLAN上を流れているものとみなされます。
この規格は、IEEE 802標準化委員会のワーキンググループであるIEEE 802.1によって策定され、 IEEE 802.1ad、IEEE 802.1ak、IEEE 802.1sなどの重要な修正が加えられ、活発に改訂され続けています。802.1Q-2014改訂版では、IEEE 802.1D-2004規格が組み込まれました。[ 1 ]
フレームフォーマット
802.1Qは、元のフレームの送信元MACアドレスとEtherTypeフィールドの間に32ビットのフィールドを追加します。802.1Qでは、最大フレームサイズが1,518バイトから1,522バイトに拡張されています。最小フレームサイズは64バイトのままですが、ブリッジは送信時に最小フレームサイズを64バイトから68バイトに拡張できます。これにより、追加のパディングを必要とせずにタグをポップできます。[ 2 ] [ 3 ] 2バイトはタグプロトコル識別子（TPID）に使用され、残りの2バイトはタグ制御情報（TCI）に使用されます。TCIフィールドはさらにPCP、DEI、およびVIDに分割されます。[ 4 ]
| 16ビット | 3ビット | 1ビット | 12ビット |
|---|---|---|---|
| TPID | TCI | ||
| PCP | デイ | ビデオ | |
- タグプロトコル識別子(TPID)
- フレームがIEEE 802.1Qタグ付きフレームであることを識別するため、0x8100 [ b ]に設定される16ビットのフィールド。このフィールドは、タグなしフレームのEtherTypeフィールドと同じ位置に配置され、タグなしフレームと区別するために使用されます。
- タグ制御情報 (TCI)
- 次のサブフィールドを含む 16 ビット フィールド:
- 優先コードポイント（PCP）
- IEEE 802.1pのサービスクラス（CoS）を参照し、フレームの優先度レベルにマッピングされる3ビットのフィールド。異なるPCP値を使用して、異なるトラフィッククラスの優先度を設定できます。[ 5 ]
- ドロップ適格指標（DEI）
- 1ビットのフィールド。（旧称CFI [ c ]）輻輳発生時にドロップするフレームを示すために、PCPと単独で、またはPCPと組み合わせて使用される。[ 7 ]
- VLAN識別子（VID）
- フレームが属するVLANを指定する12ビットのフィールド。0と4095（16進数で0x000と0xFFF ）の値は予約済みです。その他の値はすべてVLAN識別子として使用でき、最大4,094のVLANを指定できます。予約値0x000は、フレームがVLAN IDを持たないことを示します。この場合、802.1Qタグは優先度（PCPフィールドとDEIフィールド）のみを指定し、優先度タグと呼ばれます。ブリッジでは、VID 0x001（デフォルトのVLAN ID）はネットワーク管理VLAN用に予約されていることがよくあります。これはベンダー固有です。VID値0xFFFは実装用に予約されており、設定または送信してはいけません。0xFFFは、管理操作やデータベースエントリのフィルタリングにおけるワイルドカード一致を示すために使用できます。[ 8 ]
サブネットワークアクセスプロトコル（SNAP）カプセル化を使用し、組織固有識別子（OUI）フィールドが00-00-00（SNAPヘッダーのプロトコルIDフィールドがRFC 1042で規定されているEtherTypeとなる）のフレーム（802.3フレーム以外）の場合、SNAPヘッダーのEtherType値は0x8100に設定され、前述の追加4バイトがSNAPヘッダーの後に追加されます。[ 9 ] つまり、VLANタグはSNAPヘッダーの後に続きます。LLC-SNAP形式の802.3フレームの場合、順序は逆で、VLANタグはLLC-SNAPヘッダーの 前に配置されます。
VLAN タグを挿入するとフレームが変更されるため、802.1Q カプセル化では、イーサネット トレーラー内の 元のフレーム チェック シーケンスフィールドの再計算が強制されます。
IEEE 802.3ac規格では、4バイトのVLANタグに対応するため、イーサネットフレームの最大サイズが1518バイトから1522バイトに拡張されました。この大きなフレームサイズをサポートしていないネットワークデバイスの中には、これらのフレームを正常に処理するものの、ベビージャイアント異常として報告するものがあります。[ 10 ]
二重タグ付け
IEEE 802.1adは二重タグ付けの概念を導入しました。二重タグ付けはインターネットサービスプロバイダー（ISP）にとって有用であり、ISPはVLANを内部的に使用しながら、クライアントからのトラフィックに既にVLANタグが付けられているトラフィックを伝送することができます。送信元MACアドレスの次にあり、ISP VLANを表す外側のS-TAG（サービスタグ）が最初に配置され、次に内側のC-TAG（カスタマータグ）が配置されます。このような場合、802.1adはサービスプロバイダーの外側S-TAGに0x88a8というTPIDを指定します。
その他のプロトコル
IEEE 802.1Qは、Multiple Registration Protocol（MVRP）の応用であるMultiple VLAN Registration Protocol（MVRP）を定義しており、これによりブリッジは特定のリンク上で使用されるVLANセットをネゴシエートできるようになります。MVRPは、2007年にIEEE 802.1ak-2007修正により、より低速なGARP VLAN Registration Protocol（GVRP）に取って代わりました。
2003 年の標準改訂版には、もともとIEEE 802.1sで定義されたマルチ スパニング ツリー プロトコル(MSTP)が初めて含まれました。
参照
- Cisco Inter-Switch Link (ISL) は、シスコ独自の古い VLAN 管理プロトコルです。
- ダイナミック トランキング プロトコル(DTP) は、2 つの VLAN 対応デバイス間のトランキングをネゴシエートする Cisco 独自のプロトコルです。
- タイムセンシティブネットワーク（TSN）は、リアルタイムおよび時間重視のデータストリーミングのための802.1Qの拡張機能スイートです。
- VLAN トランキング プロトコル(VTP)、シスコ独自の VLAN 管理プロトコル
注記
- ^ VLAN メンバーシップは、ポートベースまたはポートとプロトコルベースのどちらの VLAN 分類が使用されているかに応じて、フレームのポートまたはポート/プロトコルの組み合わせによって決定されます。
- ^接頭辞0xは16進表記を示す
- ^このフィールドは以前は標準フォーマットインジケータ (CFI)と呼ばれ、値 0 は MAC アドレスが標準フォーマットであることを示します。イーサネットでは常に 0 に設定されます。CFI はイーサネットとトークンリングネットワーク間の互換性のために使用されていました。イーサネットポートで受信されたフレームの CFI が 1 に設定されている場合、そのフレームはタグなしポートにブリッジされません。 [ 6 ]
参考文献
- ^ 802.1Q-2014 - ブリッジとブリッジネットワーク
- ^ IEEE 802.1Q Annex G.2.3最小PDUサイズに準拠
- ^ 「スイッチ間リンクとIEEE 802.1Qフレームフォーマット」 . Cisco Systems . 2019年9月26日閲覧。
- ^ IEEE 802.1Q-2011 条項9.6
- ^ IEEE 802.1Q I.4 トラフィックタイプと優先度値
- ^ IEEE 802.1Q-2005 9.6節
- ^ IEEE 802.1Q-2011 条項6.9.3
- ^ IEEE 802.1Q-2005、9.6 VLANタグ制御情報
- ^ IEEE 802.1Q-2011 条項 9.4 タグプロトコル識別子 (TPID) 形式
- ^ Catalyst 4000/4500 におけるスーパーバイザ III/IV のベビー ジャイアント/ジャンボ フレームのサポートについて(PDF) 、 2015 年 4 月 2 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ
出典
- IEEE Std. 802.1Q-1998、仮想ブリッジローカルエリアネットワーク、doi : 10.1109/IEEESTD.1999.89204、ISBN 0-7381-1537-1
- IEEE Std. 802.1Q-2003、仮想ブリッジローカルエリアネットワーク、2003年、doi：10.1109/IEEESTD.2003.94280、ISBN 0-7381-3663-8
- IEEE Std. 802.1Q-2005、仮想ブリッジローカルエリアネットワーク、doi : 10.1109/IEEESTD.2006.216285、ISBN 0-7381-3662-X
- IEEE Std. 802.1Q-2011、メディアアクセス制御（MAC）ブリッジおよび仮想ブリッジローカルエリアネットワーク、doi：10.1109/IEEESTD.2011.6009146、ISBN 978-0-7381-6708-4
- IEEE Std. 802.1BR-2012、仮想ブリッジローカルエリアネットワーク - ブリッジポート拡張、doi : 10.1109/IEEESTD.2012.6239543、ISBN 978-0-7381-7281-1
- IEEE Std. 802.1Q-2014、ブリッジおよびブリッジネットワーク、doi : 10.1109/IEEESTD.2014.6991462、ISBN 978-0-7381-9433-2
- IEEE規格802.1Q-2014/Cor 1-2015、正誤表 1: 技術的および編集上の修正、doi : 10.1109/IEEESTD.2016.7374647、ISBN 978-1-5044-0112-8
- 「スイッチ間リンクとIEEE 802.1Qフレームフォーマット」 . Cisco Systems . 2019年1月10日閲覧。
