Виртуальные локальные сети VLAN

Широкое внедрение ИНТРАНЕТ, где группы разбросанных по сети пользователей локальных сетей объединяются друг с другом с помощью виртуальных каналов VLAN (Virtual Local Area Network;), потребовало разработки новых протоколов. Архитектура VLAN позволяет эффективно разделять трафик, лучше использовать полосу канала, гарантировать успешную совместную работу сетевого оборудования различных производителей и обеспечить высокую степень безопасности. При этом пакеты следуют между портами в пределах локальной сети. В последнее время для задач построения VLAN разработан стандартный протокол IEEE 802.10 (3-ий сетевой уровень). Этот протокол предполагает, что пакеты VLAN имеют свои идентификаторы, которые и используются для их переключения. Протокол может поддерживать работу 500 пользователей и более. Полное название стандарта - IEEE 802.10 Interoperable LAN/MAN Security (MAN - Metropolitan Area Network - региональная или муниципальная сеть). Стандарт принят в конце 1992 года. Количество VLAN в пределах одной сети практически не ограничено. Протокол позволяет шифровать часть заголовка и информационное поле пакетов.

Стандарт ieee 802.10 определяет один протокольный блок данных (PDU), который носит название SDE (Secure Data Exchange) PDU. Заголовок пакета ieee 802.10 имеет внутреннюю и внешнюю секции и показан на рис. 12.

Рис. 12 Формат пакета IEEE 802.10

Поле чистый заголовок включает в себя три субполя. MDF (Management Defined Field) является опционным и содержит информацию о способе обработки PDU. Четырехбайтовое субполе said (Security Association Identifier) - идентификатор сетевого объекта (VLAN ID). Субполе 802.10 LSAP (Link Service Access Point) представляет собой код, указывающий принадлежность пакета к протоколу vlan. Предусматривается режим, когда используется только этот заголовок.

Защищенный заголовок копирует себе адрес отправителя из mac-заголовка (MAC - Media Access Control), что повышает надежность.

Поле ICV (Integrity Check Value) - служит для защиты пакета от несанкционированной модификации. Для управления VLAN используется защищенная управляющая база данных SMIB (security management information base).

Наличие VLAN ID (said) в пакете выделяет его из общего потока и переправляет на опорную магистраль, через которую и осуществляется доставка конечному адресату. Размер поля data определяется физической сетевой средой. Благодаря наличию mac-заголовка VLAN-пакеты обрабатываются как обычные сетевые кадры. По этой причине VLAN может работать в сетях TCP/IP (Appletalk или Decnet менее удобны). В среде типа Netbios работа практически невозможна. Сети ATM прозрачны для VLAN. Протокол VLAN поддерживается корпорацией cisco, 3com и др.. Хотя VLAN ориентирован на локальные сети, он может работать и в WAN, но заметно менее эффективно. В последнее время разработано большое число специальных программных средств сетевой безопасности. Среди них Firewall занимает лидирующее положение.

В разделе “Повторители, мосты (бриджи), мультиплексоры, переключатели и маршрутизаторы” упоминалась технология виртуальных сетей (vlan). Созданная для целей безопасности эта техника оказалась полезной для структуризации локальных сетей, приводящей к улучшению их рабочих характеристик. В настоящее время доступны переключатели, маршрутизаторы и даже концентраторы, поддерживающие виртуальные сети.

Виртуальные сети просто необходимы, когда локальная сеть в пределах одного здания совместно используется несколькими фирмами, а несанкционированный доступ к информации желательно ограничить. Принцип построения виртуальной сети показан на рис._13.

Рис. 13. Схема переключателя (или концентратора) с поддержкой VLAN.

Для формирования VLAN необходимо устройство, где возможно осуществлять управление тем, какие порты могут соединяться. Например, пусть запрограммирована возможность пересылки пакетов между портами 1, 3 и 6, 2 и 5, а также между портами 4, 7 и 8. Тогда пакет из порта 1 никогда не попадет в порт 2, а из порта 8 в порт 6 и т.д. Таким образом, переключатель как бы разделяется на три независимых переключателя, принадлежащих различным виртуальным сетям. Управление матрицей переключения возможно через подключаемый из вне терминал или удаленным образом с использованием протокола SNMP. Если система переключателей, концентраторов (и возможно маршрутизаторов) запрограммирована корректно, возникнет три независимые виртуальные сети.

Данная технология может быть реализована не только в рамках локальной сети. Возможно выделение виртуальной сети в масштабах Интернет.

Такая корпоративная сеть должна иметь один шлюз для входа в Интернет. Такой шлюз может выполнять функции Firewall, решая проблемы безопасности корпоративной сети.